地形建模是一种对地表进行量化的实践,是地球科学、数学、工程学和计算机科学的综合体。该学科有各种名称,如地貌测量学(或简称为形态测量学)、地形分析和定量地貌学。它通过水文学、地质灾害测绘、地质构造学、海底和行星探索以及其他领域的大量应用不断发展壮大。该领域名义上可以追溯到学术地理学的共同创始人亚历山大·冯·洪堡(1808 年,1817 年)和卡尔·里特(1826 年,1828 年),20 世纪后期,计算机操纵地形高度的空间阵列或数字高程模型 (DEM) 彻底改变了该领域,这些模型可以量化和描绘大面积的地表形态(Maune,2001 年)。形态测量程序通常由商业地理信息系统 (GIS) 以及专业软件实施(Harvey 和 Eash,1996 年;Köthe 等人,1996 年;ESRI,1997 年;Drzewiecki 等人,1999 年;Dikau 和 Saurer,1999 年;Djokic 和 Maidment,2000 年;Wilson 和 Gallant,2000 年;Breuer,2001 年;Guth,2001 年;Eastman,2002 年)。《地球物理杂志》的新地球表面版
在地质构造中地下储存氢气可能是一种廉价且环保的中长期储存方式。氢气可以储存在地下的不同层中,例如含水层、多孔岩石和盐洞。22 需要指出的是,盐洞并不是自然存在的。相反,它们是地下盐层中的人工空腔,是在溶液开采过程中通过注水控制岩盐溶解而形成的。23 虽然地下氢储存类似于天然气储存,并且已在美国和英国的盐洞中得到证实,但地质结构的选择、工艺危害和经济性、法律和社会影响等挑战可能会阻碍其商业应用。Tarkowski 和 Uliasz-Misiak 之前的研究中已经充分记录了这些挑战。24 在另一项研究中,同一作者回顾了阻碍大规模利用地下氢储存的障碍。 25 二氧化碳排放许可成本增加和“绿色氢”成本下降等因素是大规模实施地下氢储存的关键考虑因素。天然氢已在世界各地发现,包括阿曼、新西兰、俄罗斯、菲律宾、日本、中国以及意大利和法国西阿尔卑斯山 10,26 – 28
地形建模是一种对地表进行量化的实践,是地球科学、数学、工程学和计算机科学的综合体。该学科有各种名称,如地貌测量学(或简称为形态测量学)、地形分析和定量地貌学。它通过水文学、地质灾害测绘、地质构造学、海底和行星探索以及其他领域的大量应用不断发展壮大。该领域名义上可以追溯到学术地理学的共同创始人亚历山大·冯·洪堡(1808 年,1817 年)和卡尔·里特(1826 年,1828 年),20 世纪后期,计算机操纵地形高度的空间阵列或数字高程模型 (DEM) 彻底改变了该领域,这些模型可以量化和描绘大面积的地表形态(Maune,2001 年)。形态测量程序通常由商业地理信息系统 (GIS) 以及专业软件实施(Harvey 和 Eash,1996 年;Köthe 等人,1996 年;ESRI,1997 年;Drzewiecki 等人,1999 年;Dikau 和 Saurer,1999 年;Djokic 和 Maidment,2000 年;Wilson 和 Gallant,2000 年;Breuer,2001 年;Guth,2001 年;Eastman,2002 年)。《地球物理杂志》的新地球表面版
地形建模是一种对地表进行量化的实践,是地球科学、数学、工程学和计算机科学的综合体。该学科有各种名称,如地貌测量学(或简称为形态测量学)、地形分析和定量地貌学。它通过水文学、地质灾害测绘、地质构造学、海底和行星探索以及其他领域的大量应用不断发展壮大。该领域名义上可以追溯到学术地理学的共同创始人亚历山大·冯·洪堡(1808 年,1817 年)和卡尔·里特(1826 年,1828 年),20 世纪后期,计算机操纵地形高度的空间阵列或数字高程模型 (DEM) 彻底改变了该领域,这些模型可以量化和描绘大面积的地表形态(Maune,2001 年)。形态测量程序通常由商业地理信息系统 (GIS) 以及专业软件实施(Harvey 和 Eash,1996 年;Köthe 等人,1996 年;ESRI,1997 年;Drzewiecki 等人,1999 年;Dikau 和 Saurer,1999 年;Djokic 和 Maidment,2000 年;Wilson 和 Gallant,2000 年;Breuer,2001 年;Guth,2001 年;Eastman,2002 年)。《地球物理杂志》的新地球表面版
乌干达地热勘探现状报告 Vincent Kato 能源和矿产开发部 地质调查和矿业部 恩德培 乌干达 kato_vicent@hotmail.com 摘要 21 世纪最大的挑战之一是生产足够的能源来为发达国家和发展中国家的经济提供动力。化石燃料储量的减少、需求的增加和环境限制将挑战人类在提供地热等替代能源方面的创造力。乌干达位于地质构造活跃的裂谷系统环境中,并以近期火山活动为特征。这种地质条件非常适合地热资源,地热资源的证据包括温泉、温泉、气体排放、石灰华、热液蚀变岩、矿物沉淀物和嗜热草。乌干达地热资源的初步调查可以追溯到 1920 年,当时乌干达地质调查局成立。 1954 年,在初步地球物理勘测后,在布兰加周围钻了三个洞。然而,在 1993-1994 年期间,由联合国发展计划署 (UNDP)、冰岛政府、欧佩克和乌干达政府资助的勘探工作进行了认真的探索。国际原子能机构 (IAEA) 在 1999-2002 年资助了一项“用于勘探地热资源的同位素水文学”计划。国际原子能机构还在 2005-2006 年资助了另一项计划。非洲开发银行 (ADB) 和乌干达政府
马来西亚近海二氧化碳封存的地质力学可行性分析 A. Haghi 1、S. Otto 1、R. Porjesz 1、J. Formento 1、J. Park 2、H. Gu 2、K. Bt Mohamad 3 1 CGG;2 SKEO;3 PETRONAS 摘要 对深层地质构造中潜在的二氧化碳封存地点进行地质力学筛选是一项巨大的挑战,特别是在沙捞越近海等构造活跃区。在本研究中,我们收集现有日志和井下应力和压力测量值,为该油田三个战略位置的井构建一维力学地球模型。我们绘制了剪应力水平 (SSL) 和压力室 (PR),以评估由于注气引起的断层重新激活或压裂导致二氧化碳通过盖层泄漏的风险。研究区域目前的应力状态以走滑状态为特征,与附近西巴兰线观测到的运动一致。利用世界应力图数据库,我们基于研究区域内11口海上钻井的142个井眼崩裂数据,确定了平均SH方向为N112°(±19°),这与东南东向巽他板块的绝对运动方向一致。根据本研究中改进的评分方法,我们发现SSL和PR值处于可接受至非常好的范围内。然而,摩擦平衡失效分析得出了PR的下限。本文概述的新型地质力学筛选方法提供了一种快速有效的方法,可以在进行详细表征之前识别适合CCS的储层。
地质调查技术在优化可再生能源项目的选址和确定适合碳储存的地点以缓解气候变化方面发挥着至关重要的作用。本摘要概述了如何使用地质调查技术来实现这些目标。可再生能源开发,特别是太阳能和风能,需要仔细选择地点,以最大限度地提高能源生产效率并最大限度地减少对环境的影响。地质调查有助于评估地下地质、地形、土壤成分和水文条件等因素。这些调查有助于确定具有最佳风能或太阳能资源和适合基础设施建设的地质条件的合适地点。此外,地质调查对于确定适合碳储存的地点至关重要,碳储存是旨在减少温室气体排放的碳捕获和储存 (CCS) 技术的关键组成部分。地质构造,例如深层盐水层、枯竭的油气储层和不可开采的煤层,可作为捕获的二氧化碳 (CO 2 ) 的储存库。地质调查有助于描述这些地层的特征,以评估它们是否适合长期储存二氧化碳,同时考虑孔隙度、渗透性和密封完整性等因素。优化可再生能源项目和碳储存的选址需要全面了解地下地质和环境条件。先进的地质调查技术,如地震成像、遥感和地球物理调查,对于获取详细的地下数据至关重要。这些技术使科学家和工程师能够评估场地适宜性、评估风险并设计有效的缓解措施。总之,地质调查技术是优化可再生能源项目选址和确定合适的碳储存位置的宝贵工具。通过利用这些技术,利益相关者可以做出明智的决策,促进可持续能源发展并减轻气候变化的影响。
火星,与我们最像地球的行星邻居,正在向我们招手。其原始而多样的表面面积与地球陆地表面相等,展现出悠久而迷人的历史,其中不乏撞击事件、火山活动、地质构造以及风成、河流和冰川侵蚀。一个世纪前,天文学家认为他们正在目睹一个垂死的火星文明为应对气候变化的毁灭性影响而做出的最后努力。后来,火星上存在智慧生物的说法被打消,但简单生命形式可能存活下来的期望仍然存在。今天,在向火星发送机器人任务后,我们对这颗行星的看法与早期的浪漫猜想有着惊人的相似之处。我们从轨道航天器上得知,火星经历了剧烈的气候和地质变化。遥远的过去,水流过火星表面,在深深的河道和河流网络中留下了引人注目的证据。然而,今天我们发现这颗行星寒冷干燥。目前还没有证据表明火星上现在存在生命,但在火星温暖潮湿的过去,原始生命是真实存在的。因此,谜团依然存在:我们的类似地球的邻居是如何到达现在干旱、寒冷和几乎没有空气的状态的?生命进化然后灭绝了吗?它留下了化石记录吗?最后但并非最不重要的是,火星经历的变化能否让我们了解一些关于我们自己星球预测的巨大变化的信息?这些问题和其他问题促使科学家和工程师迎接向火星发射任务的巨大挑战。一艘前往火星的航天器必须经历 6 个月以上的旅程,以正确的角度和速度接近火星进入轨道,然后成功运行并返回宝贵的观测数据。有些任务失败了,但成功的回报远远超过了努力和风险。每次成功访问,我们对火星的了解都会大幅增加。四十年的太空观测产生的信息和知识比早期使用地球望远镜的天文学家所能想象的还要多。
CCUS 技术可以在二氧化碳排放到大气中之前捕获它们,这些排放物是我们离不开的基本制造业,例如炼钢、水泥生产、汽车制造、发电等等。随着该法案的通过,密歇根州将更容易将 CCUS 用作风能和太阳能等另一种工具,以实现密歇根州的清洁能源目标。作为额外的好处,CCUS 捕获过程还将去除工业烟囱中的其他空气污染物,例如 NOx 和 SOx,以便在 CCUS 过程之外进行处理。捕获的二氧化碳可以通过多种方式从天空中转移。密歇根州领先的科研机构,如密歇根大学的全球二氧化碳计划,已经展示了无数种将二氧化碳重新用于生产混凝土、干墙、化学品和燃料甚至我们喝的碳酸饮料等产品的方法。或者,它可以永久地储存在地面以下数千英尺的地方。密歇根州的地下地质条件使我们在全国处于领先地位 在 CCUS 过程中,捕获的二氧化碳还可以转化为液态,并永久封存于地下数千英尺先前存在的孔隙空间中。密歇根州被广泛认为是美国最适合 CCUS 的天然地下地质构造之一。事实上,据科学专家介绍,我们州的碳储存能力巨大。例子包括尼亚加拉尖峰礁趋势和西蒙山组。据西密歇根大学密歇根州地质研究和教育库称,“密歇根州的多孔岩石是全美各州中二氧化碳储存能力最大的,为密歇根州通过地质封存解决二氧化碳问题提供了绝佳机会。初步调查显示,密歇根州地下地层可以封存数百亿吨的二氧化碳。按照目前的水平,这意味着可以封存数百年的排放量。” CCUS 已在联邦环保局的许可下在密歇根州的几个地点部署。但是,尽管密歇根州在碳捕获方面具有类似的地质优势,但在环境可持续性和经济机会方面,它已经落后于其他中西部州,因为伊利诺伊州、印第安纳州和宾夕法尼亚州等竞争大湖州已经颁布了新的州法律。密歇根州周围的这些州级 CCUS 法律使我们的州迫切需要通过麦肯的方案。关于立法参议院法案 1131(McCann)、1132(Bellino)和 1133(Cherry)为密歇根州使用碳捕获和储存提供了州级监管结构,以推进
摘要 中深钻孔热能存储 (MD-BTES) 系统是一种有前途的技术,可用于可持续、高效的季节性热能存储和区域供热分配。这些创新系统旨在使用钻孔热交换器 (BHE) 将多余的热能(例如来自可再生能源的热量)存储在地下,并在需要加热或冷却时释放出来。MD-BTES 系统可以在向更可持续的能源供应过渡的过程中发挥关键作用,其开发涵盖从勘探到区域供热网的连接和实施等各个阶段。本文介绍了从该领域的两个项目获得的见解,即 SKEWS(由德国联邦政府资助;编号:03EE4030A)和 PUSH-IT(地平线欧洲资助协议,编号:101096566)项目,以突出它们对推进 MD-BTES 技术实施的贡献。MD-BTES 的勘探阶段包括通过钻孔确定适合储能的地质构造。 SKEWS 是“Saisonaler Kristalliner Erdwärmesondenspeicher”或季节性结晶钻孔热存储的缩写,在这一阶段发挥着重要作用。该项目主要侧重于实施一个具有四个钻孔热交换器的真实规模示范场。第一步包括地球物理勘测、地质测绘和分析,旨在确定具有最经济实惠的中深钻孔储层条件的最佳场址选择。通过采用先进的地球物理技术,SKEWS 项目确定了具有必要地质属性的区域,例如热导率和足够的渗透性,以实现高效的能量存储和回收。此外,SKEWS 还生成了数据集,以评估在城市和近郊地区钻探和安装钻孔系统的可行性和环境影响。目前,现场的钻孔已完成,采用同轴 BHE 设计。 SKEWS 任务包含一个实验性的存储和提取程序,将于 2026 年结束。这种方法使 SKEWS 成为 PUSH-IT 联盟中理想的 BTES 演示站点。PUSH-IT 项目代表“地热储层地下储热试点”,在开发阶段充当领先的研究站点,并解决存储系统与现有区域供热网集成的数值建模和调试的主题方面,特别是在达姆施塔特站点。MD-BTES 与区域供热网的连接代表了研究 MD-BTES 用于城市能源系统的潜力的最后一步。为了说明这一点,将提供一个示例连接场景,并详细说明在达姆施塔特工业大学校园规模上进行技术开发和部署的联合模拟、控制和地下过程建模策略。这两个项目获得的见解和观点对于克服大规模部署相关的技术、经济和监管挑战非常有价值,最终有助于减少温室气体排放并促进可持续的城市能源系统。