当前位置：文档之家 › 基于TOUGH软件模拟加拿大BORDEN含水层储能试验

基于TOUGH软件模拟加拿大BORDEN含水层储能试验

  • 格式：pdf
  • 大小：1007.82 KB
  • 文档页数：7

下载文档原格式

  / 7

合集下载

AquiferTest先进的抽水试验和微水试验数据分析软件北水国际

AquiferTest先进的抽水试验和微水试验数据分析软件北水国际

根据测试类型，将数据导入和分析过程分置于 5－6 个通俗 易懂的向导窗口； 将地下水水位漏斗导出为多线段图形； 井位与点图形文件可相互转换； 文件小，易管理； 每个向导窗口可增加一个描述性字段； 报告题头可以放置在任何地方； 同时打开多个 Aquifer Test 程序进程； 独立文件格式。
诊断图：将观测数据同标准库中的 log-log 图件相比，以便在 运行分析前确定含水层类型、诊断井现状、边界影响以及弱 含水层等信息； 展示统计数据：显示最优拟合降深线的统计数据，并导出为 TXT 或 XLS 文档； 分析图表：从水位降深图或标准类型曲线中进行选择；； 自动或人工同标准曲线拟合。
先进的抽水试验和微水试验数据分析软件北水国际aquifertest专业版整合了最新的抽水试验和微水试验数据分析技术它集成了微分分析趋势校正和数据等值线化等新工具因而分析抽水试验数据的功能更强大通过易于理解和使用的用户界面帮您打造出更完美的分析报告
0北水国际
Aquifer Test：先进的抽水试验和微水试验 数据分析软件
气压校对：从试验中导入气压数据，并且计算含水层气压, 判定气压的影响，来决定是否用于 T 测验分析。根据气压 影响程度校对地下水水位降深图，并用于计算； 新建并保存数据趋势纠正，并应用与单一或全部井。
分析方法：
承压含水层-Theis，Theis Recovery，Cooper Jacob； 渗 漏 含 水 层 － Hantush-Jacob(Walton), Hantush (with storage in aquitard)； 以及多种新式分析方法，适用于不同类型含水层。
系统配置要求：
奔腾 2 处理器，300MHz，256MB 内存， 100M 硬盘空间，DVD ROM 驱动，11 英寸显示屏。

基于TOUGH2模拟CO2地质封存对地层温度的影响

基于TOUGH2模拟CO2地质封存对地层温度的影响

基于TOUGH2模拟CO2地质封存对地层温度的影响陈卓;杨瑞琰;胡志高【期刊名称】《辽宁石油化工大学学报》【年(卷),期】2017(037)004【摘要】运用水流及热量运移的数值模拟软件TOUGH2建立三维模型,通过长时间恒速地注入含CO2的流体,模拟研究CO2地质封存对地层温度的影响.结果表明,CO2地质封存之前地层温度处于平衡状态,封存之后打破原有平衡;地层渗透率越高,越利于温度的交流;整个地层温度经历从非稳态到稳态的过程,温度的交换由于受到能量守恒的制约,整个地层的最后温度约处于初始时刻上、下地层温度的中间值;不断注入的流体对整个地层温度的影响有限,地层温度早期变化速度较快,后期变化速度逐渐减缓.【总页数】5页(P29-33)【作者】陈卓;杨瑞琰;胡志高【作者单位】中国地质大学(武汉) 数学与物理学院,湖北武汉 430074;中国地质大学(武汉) 数学与物理学院,湖北武汉 430074;中国地质大学(武汉) 数学与物理学院,湖北武汉 430074【正文语种】中文【中图分类】TE991.1;O242.1【相关文献】1.沁水盆地CO2地质封存及驱替煤层气选区数值模拟研究 [J], 侯丽;田晶晶;张彦欣2.人工模拟地质封存CO2泄漏对土壤酶活性的影响 [J], 邓红章;张慧慧;李春荣;韩枫;张徽3.各向异性对CO2-水两相流体运移的影响——TOUGH2模拟器功能提升 [J], 杨艳林;卜繁婷;王福刚;许天福4.箱体模拟地质封存CO2泄漏速度差异对植物的影响 [J], 纪翔;马欣;韩耀杰;于梦瀛;孟纯纯5.地质封存条件下CO2在模拟盐水层溶液中的溶解度研究 [J], 金旸钧;陈乃安;盛溢;徐艳梅;王军良;潘志彦因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

TOUGH+HYDRATE水合物模型参数敏感性分析

TOUGH+HYDRATE水合物模型参数敏感性分析

TOUGH+HYDRATE水合物模型参数敏感性分析刘丽强;徐军;李雁;夏真;苏钰;苏洁【期刊名称】《海洋科学》【年(卷),期】2014(000)006【摘要】运用国际上较为先进的水合物开采模拟软件 TOUGH+HYDRATE(T+H)对我国南海水合物藏竖井降压开采假设进行数值模拟，采用LH-OAT全局敏感性分析方法，对模型中19个普遍应用的水合物层参数进行了敏感性分析，并对参数敏感性从重到轻进行了极敏感、敏感、一般敏感和不敏感4个水平的等级划分。

研究表明： T+H的参数敏感性随评价目标、时间和空间位置的不同而不同。

对CH4气体累积产量有显著影响的参数有： Stone指数(n)、固相渗透率缩减指数(PRE)、绝对渗透率(Permeabilities)、流体临界饱和度(CMPS)。

随着模拟时间的增加，参数对水合物饱和度的整体敏感度提高。

在空间分布上，随着与井壁水平距离的增加，所有参数对水合物饱和度的敏感度降低。

敏感参数的确定对提高模型的准确性有重大意义。

在实际应用中要有针对性地调节参数，以获得最优效果。

%TOUGH+HYDRATE(T+H) is one of advanced softwares widely used in the simulation of the hydrate production.In this paper, T+H is employed to simulate the hydrate dissociation and gas production process in the South China Sea with the vertical well depressurization.Based on the simulation, the LH-OAT method is used to analysis the sensitivity values of 19 parameters used in the model, and the parameterswere ranked to 4 levels including extremely sensitive, sensitive, general sensitive and non-sensitive under different conditions.The results indicate that the parametersensitivity is not immutable. It can be influenced by different evaluation objects, simulation time, and different space positions. The stone equation index(n), permeability reduction exponent for solid phase bearing system(PRE), absolute permeabilities along the three principalaxes(Permeabilities) and critical mobile phase saturation(CMPS) were key parameters which affected the CH4 gas cumulative production.The general trend of parameter sensivity for the hydrate saturation enhanced over simulation time, and the sensivity decreased along with the increase of distance from the wellbore.The determination of sensitive parameters is very important to improve the accuracy of the model.In practical application, the parameters should be adjusted under different conditions in order to obtain optimal effect.【总页数】8页(P52-59)【作者】刘丽强;徐军;李雁;夏真;苏钰;苏洁【作者单位】河海大学地球科学与工程学院，江苏南京 210098;河海大学地球科学与工程学院，江苏南京 210098;中山大学海洋学院，广东广州 510006;广州海洋地质调查局，广东广州 510075;南京大学地理与海洋科学学院，江苏南京210046;河海大学地球科学与工程学院，江苏南京 210098【正文语种】中文【中图分类】P736【相关文献】1.夏玉米蒸散优化参数模型及参数敏感性分析 [J], 彭记永;杨光仙2.磁流变阻尼器滞回模型参数的敏感性分析及其简化模型 [J], 薛晓敏;孙清;伍晓红;张陵3.深水钻井天然气水合物井筒多相流动模型及敏感性分析 [J], 付强;魏纳;孟英峰;孙万通;郭平4.天然气水合物开采数值模拟的参数敏感性分析 [J], 李淑霞;陈月明;杜庆军5.稻田土壤-作物系统模型参数敏感性分析与模型验证 [J], 史鑫蕊; 梁浩; 周丰; 胡克林因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

地下含水层储能技术探讨

地下含水层储能技术探讨
本文介绍和探讨先进的含水层储能技术与水 源热泵系统的区别及部分案例。 1 地下储能与地源热泵
含 水 层 储 能 是 地 下 储 能 （ underground thermal energy storage，U T E S )的 一 种 ，地下储能 还 包 括 钻 孔 式 储 能 （ borehole thermal energy
2021(6)
邬 小波，等:地下含水层储能技术探讨
95
3 ) 施工工艺不同。传统水源热泵一般采用泥浆
正 循 环 成 井 工 艺 ，但 在 成 井 过 程 中 泥 浆 易 堵 塞 水 通
道 ，这是地下水源热泵回灌难的主要问题之一。笔者
所在团队在工程中采用气举反循环清水钻井工艺.解
决了传统地下水源热泵因泥浆护壁造成的储能井污
壤 保 护 法 》中有着显著的地位。而 在 其 他 国 家 ，含水 层储能技术仍被视为高度创新的技术[3< 。荷兰在 含水层储能方面的成功主要归功于:一是荷兰拥有 合适的含水层资源，二是拥有先进的成井工艺和相 应 的 产 业 链 。这 几 年 ，笔 者 所 在 的 研 究 团 队 在 国 内 含水层储能现有技术的基础上，从国外引进了一些 关键工艺和技术，并针对国内不同的地质和气候条 件 进 行 了 自 主 开 发 与 创 新 [5]，成 功 地 解 决 了 地 下 水 回灌难题，并将研究成果推向了国际M 。
供 ，系统能效高于地下水源热泵。地下水源热泵供 冷 C O P 为 5 左 右 ，供 热 C O P 为 4 左 右 ，而含水层
关键词 地 下 含 水 层 地 下 水 源 热 泵 储 能 冷 热 平 衡 回 灌 地 质 环 境
Discussion on aquifer thermal energy storage technology

基于TOUGHREACT-MP的苏北盆地盐城组咸水层CO2矿物封存数值模拟

基于TOUGHREACT-MP的苏北盆地盐城组咸水层CO2矿物封存数值模拟

基于TOUGHREACT-MP的苏北盆地盐城组咸水层CO2矿物
封存数值模拟的报告，600字
苏北盆地盐城组咸水层CO2矿物封存数值模拟报告
本报告介绍了在TOUGHREACT-MP框架下建立的苏北盆地
盐城组咸水层CO2矿物封存数值模拟。

这是一个以建立和更
新模拟报告为目标的多大小尺度模型系统，旨在评估该地区的CO2封存机制，可测量温度、压力和盐度等各种物理和化学
参数。

首先，本报告的前期工作包括首先表明苏北盆地的地质特性，然后搜集有关本区域的物理地质环境资料（地质图、地貌特征、地层属性、空间特征等），以建立模拟模型的基本部分。

其次，专家组根据地质资料及本区域的物理化学特征，使用TOUGHREACT-MP进行盐城组咸水层CO2矿物封存数值模拟，并进行模拟数据统计分析。

通过模拟，得出盐城组咸水层常温下的CO2气体浓度为4.9mol/L；矿物发生反应后，流动
性及CO2含量均有所降低；CO2埋藏量在25.2 t/a。

最后，本报告对模拟结果进行了全面评价和总结，表明TOUGHREACT-MP是一个有效的数值模拟框架，可实现对盐
城组CO2埋藏特性的快速评估和模拟参数的准确预测。

综上所述，本报告介绍了基于TOUGHREACT-MP框架进行
苏北盆地盐城组咸水层CO2矿物封存数值模拟的情况，并对
模拟结果进行了全面评价和总结。

偏态分布模型在碾压混凝土坝体渗流中的应用

偏态分布模型在碾压混凝土坝体渗流中的应用

· ５４ ·
水 电 能 源 科 学 ２０１２ 年
右偏移即负偏 分 布。 对 单 峰 对 称 分 布 函 数 （如 均
匀 分 布 和 高 斯 分 布 ），其 众 数 和 均 值 相 等，由 式
（１）、（３）可知，当σ１ ＝σ２ 时，式 （１）表 示 单 峰 对 称
态分布的概率密Leabharlann 函数为：［［ ］］ ｆ（ｘ）＝
烄 １ ｅｘｐ
槡２πσ１σ２
烅 １ ｅｘｐ
烆槡２πσ１σ２
－ －
（ｘ－ Ｍ）２ ２σ１σ
（ｘ－ Ｍ）２ ２σ２σ
ｘ≤Ｍ （１）
ｘ＞Ｍ
式中，Ｍ 为众数，即总体中出现次数最多（即出现
机会最大）的那个组的标志值；σ１ 为 左 方 差（ｘ ≤
Ｍ 部分统计标准差）；σ２ 为右方差（ｘ＞ Ｍ 部分统
第３０卷 第８期 ２ ０ １ ２ 年 ８ 月
文 章 编 号 ：１０００－７７０９（２０１２）０８－００５３－０４
水 电 能 源 科 学 Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ
Ｖｏｌ．３０ Ｎｏ．８ Ａｕｇ．２ ０ １ ２
偏态分布模型在碾压混凝土坝体渗流分析中的应用
詹美礼，金 袭，宋会彬，盛金昌，罗玉龙
或过小偏移数据的影响。当σ１ ＜σ２ 时，表示数据
向左偏移 即 正 偏 分 布；当σ１ ＞σ２ 时，表 示 数 据 向
收 稿 日 期 ：２０１２－０２－０６，修 回 日 期 ：２０１２－０３－１４ 基 金 项 目 ：国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 （５１０７９０３９，５１００９０５３） 作 者 简 介 ：詹 美 礼 （１９５９－），男 ，教 授 、博 导 ，研 究 方 向 为 渗 流 力 学 、地 下 水 污 染 及 控 制 技 术 ，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｍｅｉｌｉ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ

PetraSim 地下水数值模拟软件

产品详细说明PetraSim是用于TOUGH2模拟程序家族的图形化界面。

TOUGH2及其衍生程序由伯克利劳伦斯国家实验室（Lawrence Berkeley National Labroatory）研发，因其在孔隙和裂隙介质中水流和热运移的强大模拟能力而被认可，包括挥发性有机化合物的多组分混合物（TMVOC）。

TOUGH2已用于包括环境修复和Y ucca山地下水流在内的多相、多组分问题。

PetraSim以交互式3D环境，包括网格剖分，参数定义和结果展示，使建模者充分应用TOUGH2的功能。

PetraSim解放了分析者，让他们可以专注于模型本身，同时自动处理TOUGH2输入和输出文件的繁琐细节，从而大大降低了TOUGH2的使用难度。

具有PetraSim的TOUGH2版本包括TOUGH2和T2VOC可执行程序，为用户减少了成本和复杂性。

PetraSim的主要特点包括：完全交互式的模型生成和结果展示。

3D模型控制和视觉反馈。

利用直观对话框的定义参数。

集成化网格生成。

集成化网格和单元格编辑。

自动生成模型的输入文件。

集成化3D等值面，矢量和等值线绘制。

集成化时间记录图和数据对比。

最近改进的PetraSim包括了对新模块TOUGHREACT和TOUGH-Fx/HYDRA TE的支持。

TOUGHREACT是孔隙裂隙介质中多相流体非等温流化学反应的数值模拟程序。

矿物集合体与液体之间的反应能在局部平衡或动力速率下发生。

气相可以是化学活性的。

沉淀和溶解反应能够改变地层的孔隙度和渗透性，也能改变岩石的不饱和流特征。

TOUGH-Fx/HYDRA TE 是模拟含水层系统状态的新程序。

对于达西定律有效的任意大小的（从实验室到水库）复杂地质介质中的典型普通自然CH4-氢氧化物沉积物（即，永久冻结带和深海沉积物），TOUGH-Fx/HYDRA TE通过求解质量和热量平衡藕合方程，能够模拟其中的非等温气体释放，相特性、液体和热量流动。

iTOUGH2反演模型在地下水模拟中的应用

iTOUGH2反演模型在地下水模拟中的应用王景瑞;胡立堂;尹文杰【期刊名称】《水文地质工程地质》【年(卷),期】2015(042)001【摘要】模型参数快速校准是地下水数值模型应用中非常重要和困难的工作,反演模型提高了该工作的效率.在阐述iTOUGH2反演模型流程和TOUGH2/EOS9模块原理的基础上,介绍了iTOUGH2关于敏感性分析、参数估计和不确定性分析的原理.以FEFLOW软件中含三个观测井信息的Breyell抽水试验为例,利用iTOUGH2进行了敏感性分析、参数估计和不确定性分析,发现渗透率和孔隙度为敏感参数,而且通过加权最小二乘法的目标函数和优化算法获得了参数的估计值,最后使用一次二阶矩法和蒙特卡罗法分别进行了不确定性分析.将iTOUGH2反演的参数估计值与FEFLOW反演结果对比,发现两者接近,说明iTOUGH2的反演结果是可靠的.iTOUGH2对应的功能全,包括参数反演,敏感性分析,不确定性分析,可作为地下水模型反演模型的选择之一.【总页数】7页(P35-41)【作者】王景瑞;胡立堂;尹文杰【作者单位】北京师范大学水科学研究院,北京 100875;北京师范大学地下水污染控制与修复教育部工程研究中心,北京 100875;北京师范大学水科学研究院,北京100875;北京师范大学地下水污染控制与修复教育部工程研究中心,北京 100875;北京师范大学水科学研究院,北京 100875;北京师范大学地下水污染控制与修复教育部工程研究中心,北京 100875【正文语种】中文【中图分类】P641.2【相关文献】1.Visual MODFLOW在地下水模拟中的应用 [J], 贾春玲;张哲2.Visual Modflow在水文地质模型构建及地下水模拟中的应用 [J], 祖斌3.反演模型：地下水模拟中必要的下一步 [J], 波埃.,EP;叶兴茂4.地下水模拟软件GMS在构建三维地层模型中的应用 [J], 冯运鱼;罗江波5.地下水模拟软件GMS在场地环境调查中的应用 [J], 宋亚丹;吴丛杨慧;林雪峰;刘仁华;方成因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

AquiferTest软件在地下水动力学教学中的应用


图２ 直线图解法图解
９ ６
当代教育理论与实践
２ ０ １ ４年第 ６卷
ｎ ａ ｌ ｙ 与配线法相似， 在输入基本信息和数据后， 在Ａ ｓ ｉ ｓ 选项卡中选择 Ｃ ｏ ｏ ｐ ｅ ｒ ＆Ｊ ａ ｃ ｏ ｂＩ 分析模型， 点击 Ｆ ｉ ｔ 按 钮采用直线图解法进行求解。通过试算， 使用 Ｇ １观测孔 ５ ０ ｍ ｉ ｎ 之后的观测水位， 计算出的参数为： Ｔ＝ ９ ６ ５ｍ ／ ｄ ，
１ ． ７ ９ Ｅ－ ０ ３ ４ ． ６ ７ Ｅ－ ０ ３ ２ ． ８ ８ Ｅ－ ０ ３ ２ ． ３ ０ Ｅ－ ０ ３ ４ ． １ ２ Ｅ－ ０ ４ １ ７ ． ８ ７
２ ９ ７ ３ １ ２（ ｍ ／ ｄ ）
４ Ｔ ｔ ４×９ ７ ３ ． １ ２×１ ． ７ ４×１ ０ － ３ ＝２ ． ５ ０×１ ０ μ ｅ ＝ ２ ＝ ２ ｒ ５ ２
１ 抽水试验数据处理
１ ． １ 数据 在某灰岩承压含水层中进行抽水试验， 抽水井流量
３ 比较稳定， 平均为 Ｑ＝ ５１ ３ ６ｍ ／ ｄ ， 观测孔 Ｇ １ 距抽水井的
距离为 ｒ＝ ５ ２ｍ ， 观测孔中水位降深（ 见表 １ ） 。
①
收稿日期： ２ ０ １ ４－ ０ ４－ ２ ８ 基金项目： 中国地质大学（ 武汉） 教学研究项目资助（ ２ ０ １ ３ Ｂ ０ ７ ） 作者简介： 刘延锋（ １ ９ ７ ５－ ） ， 男， 副教授， 博士， 主要从事水文地质专业教学与科研工作。
第 ６卷 第 １ １期 ２ ０ １ ４年 １ １月
当代教育理论与实践 Ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｙａ ｎ ｄＰ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ｅｏ ｆ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｍｐ ｏ ｒ ａ ｒ ｙＥ ｄ ｕ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｖ ｏ ｌ ． ６Ｎ ｏ ． １ １ Ｎ ｏ ｖ ． ２ ０ １ ４

加拿大一维水动力模型技术培训报告

加拿大一维水动力模型技术培训报告一、加拿大一维水动力模型的特点加拿大一维水动力模型(简称ONE-DM)。

ONE-DM主要解决明渠非恒定流水力学问题。

模型水力学求解方法源于麻省理工学院Gunaratuam和P.E.Perkins两人1970年提出的圣维南方程隐式六点有限差分解法。

本模型已用FORTRAN语言编程，前后分别应用于圣劳伦斯(wrence)河、博因(Boyne)河、苏里斯(Souris)河、弗雷泽(Fraser)河、皮斯-阿萨巴斯卡(Peace-Athabasca)三角洲等，取得了较好效果，模型的计算精度达到4～7%。

经过近二十年的实践和完善，ONE-DM模型对河道的节点可以任意编码，可根据实际需要任意增减河道和节点数。

由于程序采用模块设计，因此模型的通用性较强；此外模型还有较好的测试功能，能自动查找输入、输出和计算错误。

该模型在水利计算方面的特点为：(1)模拟任何类型的自然河道的水力运动特征；(2)模拟冰层覆盖河道的水流运动；(3)模拟河网水质变化；(4)模拟水工建筑物如堰、堤、排水管、涵洞、泵站、跨堤等水流运动。

二、我们进行的0NE-DM模型测试过去ONE-DM主要用于50条以下的河网水力计算中，能否用于大规模的河网水力计算，其相应的运行速度和对计算机特性的要求是首先要解决的问题。

按照模型要求，我们对太湖流域河网重新进行了编码，建立了由699条河道和434个节点组成的太湖流域无建筑物河网模型，并准备了相应的资料。

而后在计算机DELL-66上进行了测试，结果表明模型运行状况良好，但对计算机的内存容量要求较大(近30MB)，且计算速度较慢。

15分钟的一个时间步长，所需计算时间为1.02小时。

如果模拟92天的洪水期，则需机时近一年。

为了解决运行速度，我们将全流域分成湖西、杭嘉湖和太湖下游三块并准备相应的资料上机调试。

尽管河网变小后，计算速度有所提高，但未根本改善。

为了分析不同机型上模型的计算速度，我们建立了太湖流域南排片小模型。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

Numerical Simulation of Aquifer Thermal Energy Storage Experiment of Canadian BORDEN Based on TOUGH Software
LI Xiaoguang1 ， ZHANG Yanjun1 ， YU Ziwang1 ， WANG Cheng2 ，HUANG Xianlong1 ， QU Chengsong3
0
前言
以及地下水流速慢和水温变化小的特点， 用回灌的 方法， 冬季将冷水或夏季将热水灌入含水层里储存
［1 ］
含水层蓄能技术是利用地下岩层的储水构造， 起来的技术
1212 收稿日期： 2010-
。
基金项目： 国家自然科学基金项目 （ 40972172 ） ； 上海市科学技术委员会资助项目（ 10dz1202300 ） Email： lixiaoguang52038@ 作者简介： 李晓光（ 1982 —） ，男， 吉林松原人， 博士研究生， 主要从事岩土体热力学的研究， 126. com Email： pyl @ 通信作者： 张 延 军 （ 1968 —） ， 男， 吉 林 长 春 人， 教 授， 博 士 生 导 师， 主 要 从 事 工 程 地 质 地 热 地 质 研 究， jlu. edu. cn。
［19 ］
相； w 为水； κ 为控制方程指数； β 为相指数。 笔者在阐述含水层储能地下 TH 耦合机理和描 2 BORDEN 含水层储能试验描述 述 BORDEN 试验的基础上， 建立了 BORDEN 含水 3D 数值模型， 层储能试验 TOUGH对其注水试验开 BORDEN 野外储能试验场地位于加拿大多伦 展模拟研究， 将模拟结果与实际观测值作对比分析 。 多和安大略市西北 80 km 的 BORDEN 军事基地内， 试验场地紧邻一个大的污染源 BORDEN 废渣填埋
维温度监测网络实时监测注水、 储水期间地下水的
216
吉 林 大 学 学 报（ 地 球 科 学 版）
第 41 卷
应用 TOUGH 软件建立三维渗流运移模 参数数据， ， 型 模拟潜水含水层在有侧向流场情况下水的热运 移过程。 3. 1 模型建立 实验场地含水层为潜水含水层， 细粒和中粒砂 层。孔隙率为 0. 34 ～ 0. 38 ， 含水层略有层状并各向
1. College of Construction Engineering，Jilin University，Changchun 130026 ，China 2. Heilongjiang Provincial Power Investigation and Design Institute， Harbin 150010 ， China 3. Shanghai Changkai Geotechnical Company，Ltd，Shanghai 200002 ，China
1 1 1 2 1 3 李晓光 ， 张延军 ， 于子望 ， 王 成， 黄贤龙 ， 瞿成松
1. 吉林大学建设工程学院， 长春 130026 2. 黑龙江省电力勘察设计研究院， 哈尔滨 150010 3. 上海长凯岩土工程有限公司， 上海 200002
摘要： 介绍了含水层储能地下温度场和地下流场（ TH） 耦合运移的机理； 针对加拿大 BORDEN 含水层 储能试验及观测数据， 根据实际土层工程地质 、 水文地质和初始温度条件， 建立了 BORDEN 储能试验的 TH 耦合 3D 数值模型。将模拟结果与实际观测数据进行对比， 二者非常接近， 符合理论和实际观测情况； 模拟 证明利用 TOUGH 软件在地下 TH 耦合模拟方面的准确性和实用性， 为将来的地 了热羽逐渐移动的规律， 下含水层储能工程设计提供理论基础和参考依据 。 关键词： 含水层储能； TOUGH 软件； TH 耦合 3D 数值模型； 模拟 中图分类号： P641. 139 ； TK521 文献标志码： A 5888 （ 2011 ） Sup． 1021407 文章编号： 1671-
［16 ］ ［14 ］
（ 2）
（ 3） （ 4） （ 5）
∑ hβ ρr u β = － k β （ P β － ρ β g ） （ β 为 l ， g） 。 （ 8 ） μβ 其中： V n 为控制单元的体积； Г n 为单元表面积； M κ 为 控制单元内每单位体积的质量的累积量 ； F κ 为质量 通量； q κ 为控制单元内每单位体积的质量源和热量 k r 为相对 源； n 为内部的单位法向向量； k 为渗透率， 渗透率； g 为重力加速度； P 为压强； q 为源 / 汇； S 为 饱和度； T 为温度； U 为内能； u 为达西速度； X 为质量 分数； 为孔隙率； ρ 为密度； μ 为黏度； λ 为热导率。 下角标意义： g 为气相； h 为热； l 为液相； s 为固
第 41 卷 增刊 1 2011 年 09 月
吉 林 大 学 学 报（ 地 球 科 学 版） Journal of Jilin University（ Earth Science Edition）
Vol. 41 Sup. 1 Sep. 2011
基于 TOUGH 软件模拟加拿大 BORDEN 含水层储能试验
∫
Vn
∫F ·n d Γ + ∫q d V 。
κ κ n n Vn
（ 1）
［58 ］ ； 1983 — 年， 美国阿拉巴马州的 Auburn 大学试验 ［9 ］ 1984 年， 加 拿 大 BORDEN 军 事 基 地 野 外 试 验 ； ［10 ］ 1984 —1985 年， 中国上海的含水层储能试验 。
它从流体力学角度出发研究该问题。 本 究的软件， TOUGH 文是 软件在中低温流模拟方面的 首 次 应 用。若不考虑流体组分以及相的个数和属性的不 则多组分、 多相流的非等温运动控制方程具有相 同，
； 1973 年 Meyer 和 Todd ［4］指 同的数学形式［22］。如液相地下水流动基本方程符 而显著提高热力效率 ” ： “把大量有用的热储存在地下一专门的水井中， 合达西定律， 而非饱和带中气相流动也符合达西定 出 能量平衡等式可 90 d 后 75% 的热可以被回收重新利用 ” 。 这一新技 律。TOUGH 软件应用的基本质量术的出现， 在第一届国际含水层储能研讨会上受到 以写作如下形式： d 极大的关注， 各国相继开展了现场试验和理论研究 。 M κ dV n = t d 世界上著名的含水层储能现场试验有： 1976 —1982 Vn
增刊 1
李晓光， 等： 基于 TOUGH 软件模拟加拿大 BORDEN 含水层储能试验
215
地下含水层储能技术最早出现在 20 世纪 60 年 ［2 ］ ［3 ］ 代初的中国上海 ； 1971 年 Kazmann 提出了含水 ： “利 他在阐述含水层的应用时指出 层储能的思想， 可以充分利用低品位的废热继 用含水层进行储热，
1
含水层储能的地下 TH 耦合机理
处， 见图 1 。 注水试验从 1983 年 9 月 28 日开始， 以 0. 006 3 m / min 的 速 度 持 续 注 水 6 d， 总 共 注 入 热 水 53. 5 3 m ， 热水的温度为 36 ℃ 左右。 应用精密的地下三
3
地下 TH 耦合又称为水热耦合或热渗耦合， 是 地质、 油气、 地热、 核废料地质处置等研究领域的基 本科学问题。TOUGH 软件是由美国劳伦斯伯克利 国家实验室开发的， 作为目前全球考虑多场耦合研
应用高斯散度定理转化上式可以得到 TOUGH 水流 和热流的一般控制方程： M κ = － F κ + q κ 。 t 水流： M w = （ S l ρ l X wl + S g ρ g X wg ） ， F w = X wl ρ l u l + X wg ρ g u g ， q w = q wl + q wg 。 热流： M h = （ S l ρ l U l + S g ρ g U g + （ 1 － ） ρ s U s ， （ 6 ） Fh =
－5 －4 异性。含水层的导水率为 3 × 10 ～ 1 × 10 m / s。 4. 0 ～ 6. 0 m 深度范围内地下水流速度为 13 cm / d，
Abstract ： The thermalhydrologic （ TH） coupled migration mechanism of underground temperature and fluid field of ATES was introduced． Aiming at the Canadian BORDEN storage energy site test and observation data， according to engineering geological，hydrological and initial temperature conditions of actual soil layers，the TH coupled 3D numerical model of BORDEN test was built by TOUGH software． It shows that the simulation results are very proximal to the observation data and agreement with theoretical and practical observation situations． Moreover ，the law about which the heat plume deviates gradually was also be simulated． It is proved that it is accurate and useful to apply TOUGH in the field of underground TH coupled simulation，which will supplies theoretical basis and references for engineering design of ATES in future． Key words： aquifer thermal energy storage； TOUGH software； thermalhydrologic coupled 3D numerical model； simulation