Chuong II dia nhiet trong địa chất thủy văn

CHẾ ĐỘ NHIỆT CỦA VỎ TRÁI ĐẤT – CÁC ĐỚI ĐỊA NHIỆT VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CHÚNG CHƯƠNG II... Còn 0.32*106 tạo nên tổng lượng phát xạ, tán xạ gây bốc hơi và trao đổi nhiệt với các lớp trên của vỏ

CHẾ ĐỘ NHIỆT CỦA VỎ TRÁI ĐẤT – CÁC ĐỚI ĐỊA NHIỆT VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CHÚNG

CHƯƠNG II

I Khái niệm chung về chế độ nhiệt

 Nguồn năng lượng nhiệt vỏ trái đất: Nội sinh & ngoại sinh

 Ngoại sinh: Mặt trời – cường độ phát xạ MT là lượng nhiệt nhận từ mặt trời trên 1 cm2 đen hoàn toàn và vuông góc với tia sáng/1 phút (8,4J/cm2.phút hằng số mặt trời = 4.4*106J/cm2.năm) trên bề mặt; 33% bị khí quyển phản xạ vào không gian (0.36*106); chỉ 0,74*106 tập trung vào khí quyển, trong đó 0.25*106 bị khí quyển hấp thụ; 0.18*106 bị mặt đất phản xạ Còn 0.32*106 tạo nên tổng lượng phát xạ, tán xạ gây bốc hơi và trao đổi nhiệt với các lớp trên của vỏ trái đất

 Nội sinh: Phân hủy phóng xạ, tỏa nhiệt do ma sát khi thủy triều, chuyển pha trong các phản ứng hóa học

Nguồn năng lượng nhiệt bên trong (nội sinh)

 Nhiệt được giải phóng :

  Do phân huỷ các nguyên tố phóng xạ uran, thori, rađi

 Ma sát do thuỷ triều, sự chuyển pha trong các phản ứng hoá học…

lượng nhiệt trong Trái Đất (tính bằng 1031 jun)

 Năng lượng nguồn gốc phóng xạ 1,6 - 2,8

 Năng lượng nguồn gốc trọng lực 9 - 9,5

I Khái niệm chung về chế độ nhiệt

67%

33%

Phản xạ

Tại bề mặt của khí quyển

C 1 = ¼ C

Tập trung vào khí quyển

Hấp thụ bởi khí quyển 33%

Phản xạ từ mặt đất

24%

Tạo ra tổng lượng phát xạ (tạo nước bốc hơi, trao đổi nhiệt với các lớp trên cùng

của VQĐ

42%

Các dạng truyền nhiệt và tính chất nhiệt của đất đá

 Sự đốt nóng không đồng đều các lớp và các phần riêng biệt gây nên sự trao đổi nhiệt Sự trao đổi nhiệt xảy ra do truền nhiệt 1 chiều, truyền nhiệt đối lưu và truyền nhiệt bức xạ

 Độ dẫn nhiệt của đất đá quyết định sự truyền nhiệt một

chiều;

 Đối lưu có hai loại: đối lưu tự do; đối lưu cưỡng bức

 Bức xạ chỉ xảy ra khi nhiết độ rất cao và độ sâu lớn

 Các tính chất nhiệt của đất đá: Độ dẫn nhiệt; hệ số dẫn

nhiệt; nhiệt dung

Các đới nhiệt độ và đặc điểm của chúng

 Dựa vào đặc điểm chế độ nhiệt chia ra 3 đới: ngoài, nhiệt độ không đổi và đới trong

 Đới ngoài – nguồn chính là mặt trời Phụ thuộc vào tọa độ địa lý, địa hình địa phương và sự quay quanh mặt trời (mùa), cấu tạo

ĐC và ĐKĐCTV

 Phụ đới nhiệt độ thay đổi theo ngày đêm, mùa, hàng năm;

 Dao động nhiệt giảm theo chiều sâu, lớn nhất trong thổ nhữơng;

 Trên mặt đất, dao động ngày đêm (2m); biển và đại dương (20-30m)

 Dao động mùa trên mặt đất (8 – 10m)

 Dao động năm : 15 – 30m

 Ở Đại dương – 350m

Quy luật dao động nhiệt

1. Chu kỳ dao động ngày đêm & hàng năm không đổi theo chiều

sâu

2. Khi chiều sâu tăng theo cấp số cộng thì biên độ dao động

nhiệt giảm theo cấp số nhân

3. Biên độ giao động nhiệt có t giảm theo chiều sâu theo quy

luật hàm mũ;

4. Cường độ tắt dần giao động nhiệt theo chiều sâu tỉ lệ thuận

với chiều sâu và căn bậc hai của chu kỳ giao động

5. Tỉ số chiều sâu tắt dần của các biên độ nhiệt tương ứng với

các chu kỳ khác nhau = căn bậc hai tỉ số các chu kỳ giao động

Chế độ nhiệt

 Trong vỏ trái đất có 3 kiểu chế độ

 Chế độ bình thường – cân bằng nhiệt

ổn định;

 Chế độ magma – ở những vùng có hoạt động núi lửa.

 Chế độ lạnh – ở những vùng đóng băng vĩnh cửu.

Đới nhiệt độ không đổi năm

 Đới mà trị số biên độ giao động nhiệt bằng 0 Chiều sâu ứng với to không đổi năm

 Chiều sâu đới này phụ thuộc vào vị trí địa lý, đặc điểm địa chất, ĐCTV…

 Nó được xác định bằng cách đo to có hệ thống ở những

chiều sâu khác nhau  lập đường đẳng nhiệt và ghi nhận khi những tỉ số biên độ to hàng năm bằng 0,1oC

 Có thể xác định gần đúng: bằng 19,1H (chiều sâu H dao

động nhiệt độ ngày đêm)

Đới bên trong – nhiệt độ tăng theo chiều sâu

 Cấp địa nhiệt

 Gradient địa nhiệt

 Xác định câp địa nhiệt theo tài liệu đo trong hố khoan

 H- chiều sâu đo; h – chiều sâu đới to không đổi năm; T – to ở độ sâu H; ttb – to tb năm không khí.

 Xác định đối với từng khoảng:

 Xác định độ sâu:

tb

t T

h

H G







1 2

1 2

T T

H

H G







h t

T G

H G

h

H t

Phân loại nước theo nhiệt độ:

1 Nước rất lạnh: 0 – 4oC

2 Nước lạnh: 4 – 20oC gặp không sâu;

3 Nước ấm: 20 – 37oC

4 Nước thân nhiệt: 37 – 42oC;

5 Nước nóng: 42 – 100oC

6 Nước quá nóng: > 100oC

Những khái niệm chung về trường địa nhiệt và

các phương pháp nghiên cứu

nhiệt.

với trường lý thuyết do độ dẫn nhiệt của đất đá không đồng nhất.

niệm: Trường lý thuyết, trường địa nhiệt bình

thường, trường địa nhiệt dị thường

đẳng sâu, bản đồ đẳng gradien địa nhiệt;

Ứng dụng thực tế của các phương pháp địa

nhiệt để giải quyết các nhiệm vụ ĐCTV

 Những trường địa nhiệt tự nhiên có thể được sử dụng

để giải quyết những nhiệm vụ sau:

1. Chia nhỏ mặt cắt ĐC, phân chia các tầng chứa nước

và các tầng cách nước, xác định chiều sâu thế nằm và chiều dày của chứng;

2. Xác định chiều sâu thế nằm của nước dưới đất theo

nhiệt độ nước ở các mạch nước;

3. Phân loại các mạch nước theo nước các tầng chứa

nước cung cấp cho chúng khi đo vẽ ĐCTV;

4. Xác định tốc độ thấm của NDĐ ở những độ sâu khác

nhau, đ1nh giá định tính tính thấm của các lớp đất đá riêng biệt ở đới trao đổi nước mạnh;

Ứng dụng thực tế của các phương pháp địa nhiệt để giải quyết các nhiệm vụ ĐCTV

5. Sự phân bố theo diện tích và theo mặt cắt thẳng đứng

của các tầng, các đứt gãy, các đới khe nứt, cacstơ hóa chứa nước và đánh giá mức độ castơ hóa của đất đá;

6. Tìm kiếm thăm dò nước nóng;

7. Nghiên cứu đặc điểm ĐCTV cục bộ và khu vực của bồn

acteji, phát hiện miền cung cấp, vận động, thoát…

8. Xác định các lò thoát hở của nước nóng;

9. Nghiên cứu đk hình thành và động lực của NDĐ, phát

hiện các đới thủy động lức;

10. Xác định nguồn nước làm ngập mỏ;

11. Dự đoán các đới ngậm nước khi đào gương lò;

12. Xác định chiều cao dâng của dung dịch xi măng khi phụt

xi măng vào khoảng trống ngoài ống chống các LK