简介:众所周知,由于所涉及的场地范丽和时间尺度,用实验室或模拟实验预测人为建造的二氧化碳地储存场地的长期效应和稳定性是很难的。而另一个引人注目的信息源是天然场地,这个天然场地的深度巨大,产生的二氧化碳或许在多孔储集层被捕集或许向地表泄漏。在二氧化碳地质储存场地设计的范围内,这些储存场地被视为地质时间跨度上形成的二氧化碳“天然模拟场地”。这些场地的研究可以分为三个主要方面:i)了解为什么一些储集层渗漏而另一些储层却不渗漏;ii)了解即将渗入到近地表环境的22氧化碳的可能影响:iii)利用泄漏场地来开发,测试和优化各种监测技术。本文总结了在欧共体资助的项目(地质环境中用于二氧化碳储存的天然模拟)执行期间,在意大利中部取得的许多近地表气体地球化学的成果。这些包括二氧化碳储集层渗漏(Latem)和非泄漏(Sesta)对比、为描述迁移路径而进行的土壤气体详细调查、为研究二氧化碳浓度的瞬时变化而建立的地球化学连续监测站、包括在浅层注入混合气体在内的野外试验,根据不同气体的化学-物理-生物学特性,描述迁移路径并且推测各种气体性质。上述资料为22氧化碳的选址、风险评价、监测技术提供了有用的信息,如果二氧化碳地质储存成为可以接受的并且被广泛应用的技术,那么,进行上述工作对于二氧化碳地质存储是非常必要的。
简介:用跨孔以及地面-井下电阻率层析成像(ERT)、监测深度约650米咸水含水层中二氧化碳(CO2)迁移的可行性调查在Ketzin(德国)附近的CO2SINK实验场地进行。永久性的垂直电阻率排列(VERA)由45根电极组成(15根在注入井Ketzin201内,两口观测井Ktzi200和Ktzi202内各15根),成功地放置在约590-740米(电极距约10米)深度范围的绝缘套管上。该Ketzin的三口井排列成垂直三角形,孔间距50和100米。第一个合成模拟研究指出,二氧化碳注入引起大约200%的电阻率增加(与大部分二氧化碳50%的饱和度相对应),这同实验室的研究比较一致。场地资料的有限差分反演在井孔之间提供了与储层模拟研究一致的电阻率三维分布。为了扩大跨孔测量提供的有限观测面积,另外布置了地面-井下测量。从地面到井下的电阻率实验推导出一个东南-西北方向的主要二氧化碳的迁移。第一个跨孔时延成果指出,Ketzin电极排列设置的分辨率和覆盖范围足以解决期望的关于该电极排列在特征长度尺寸上的电阻率变化。有可能测量到大的电阻率变化,但是,在当前的地质情况下,用垂直电阻率排列还不能解决二氧化碳羽状流的详细资料。
简介:本文描述了利用基于卫星降雨量评估浅层滑坡预报系统的水文.岩土工程建模系统的潜在适用性。通过集成一个利用无限斜坡稳定性方法和基于网格分布式运动波降雨径流模型,基于物理的分布式模型得到开发。该模型被用于NOAA.CPC提供的基于卫星的近实时半小时CMORPH全球降雨量。该方法结合了以下两种模型输出,从而确定浅层滑坡在流域何时何地发生:(1)边坡易失稳地区非时变的空间分布,根据临界相对土壤饱和度,把这些地区划分成不同稳定类型。这种输出用来描绘准静态陆地表面变量和土壤强度性能对边坡失稳的影响;(2)与空间和时间变化的水文特性相联系的地图提供了一个随时间变化且响应降雨的斜坡活动敏感性评估。水文模型预测每个网格单元的土壤饱和动态。随后,每个网格单元中的储存水用于更新土壤相对饱和度和分析边坡稳定性。当土壤相对饱和度高于临界水平,斜坡网格被认为是不稳定,这也是发出浅层滑坡预警的基础。该方法适用于过去印度尼西亚Citarum流域上游(2,310平方千米)的山体滑坡;非时变滑坡敏感性图说明该方法与记录的历史滑坡(1985.2008年)的空间类型有很好一致性。在最近2个浅层滑坡中的应用表明,该模型可以成功地预测降雨活动和强度对触发浅层滑坡水文变量时空动态的影响。山体滑坡的几个小时前,该模型可以预测在浅层滑坡实际发生的网格和其附近的不稳定条件。总的来说,结果表明建模系统对浅层滑坡灾害预测和预警具有潜在适用性。
简介:滑坡早期预警系统(EWS)是一种降低滑坡风险的重要工具,尤其是在结构保护措施潜力受限制的地区。然而,滑坡早期预警系统的设计、执行及成功的实施是复杂的,而且在许多情况下还未完成。关键问题是与诱发滑坡条件的不确定性、应急方案的成功执行及当地人员的反应有关。本文中我们描述了最近在哥伦比亚峡谷的滑坡早期预警系统的执行过程。这是一个受滑坡灾害影响的特殊地区。正如许多其它情形一样,数据(降雨量、土壤测量、滑坡事件记录)的不充分基准及相关的不确定性代表了困难的复杂化。为了能够较好地评估不同的早期预警系统成分的影响,我们以一种简单而集成的方法开发了一套模拟早期预警系统的数值模型。结果表明:预测的滑坡损失几乎按指数律地取决于降雨量测量误差。随机优化进一步提出建议,对于一个增加的观察误差,增加降雨诱发滑坡临界值调整。这些模拟研究是朝向一个更通用和集成方法的第一步。在滑坡早期预警系统的设计和运作的提高方面显示重要的潜力。
简介:为应对二氧化碳减排需求,布朗2000年提出了新的增强型地热系统(EGS)的概念,即利用二氧化碳替代水作为热传导流。这样不但达到了二氧化碳地质储存的目的而且还带来了附加效益。根据他的建议,我们评价了热物理学性质,进行丁数字模拟,针对用二氰化碳作为工作流设计的热储层,我们探讨了流体动力学和热传输问题。我们发现,开采热碎岩的热量,二氧化碳比水的作用要大一些。就井液压而言,二氧化碳还可以提供某些优势,与水相比,由于它的压缩性和膨胀性,二氧化碳将增加浮力,降低冲洗液循环系统附加的能量消耗。CO2-EGS系统存热与液压方面是有潜力的,较大的不确定性主要是水流与岩石之间相互化学作用。用二氧化碳作为注入流体的EGS系统对于进一步调查研究极具吸引力。
简介:为了计算二氧化碳和氯盐水在温度为12~300℃、压力为l-600bar(0.1-60Mbar)、Nacl含盐量为0~6m的情况下的混合溶解度,这里提出了对比相关性。所列方程的计算是高效率的,主要打算用于碳持留和地热研究中的二氧化碳一水流液的数字模拟。这个物相分离模型依靠文献提供的关于二氧化碳和NaCI盐水的物相分离实验数据,并且把以前公布的相关性提升到更高的温度。该模型依靠富水(水状)相的活动系数和富二氧化碳相的有效压力系数。利用一个纯水中的Margules表达式、和一个盐析作用的Pitzer表达式来处理活动系数。利用一个修改的Redlich-Kwong状态方程、以及结合不对称二元相互作用参数的混合规则来计算有效压力系数。使计算活动系数和有效压力系数的参数适合于关注的P-T范围公布的溶解度资料。这样作,通常能在有用资料散布的范围内重现混合溶解度和气相体积的资料。提供了~个在该混合溶解度模型上实施的多相流模拟实例,该实例中、假设的增强地热系统以二氧化碳作为热的提取液。这个模拟中,将20℃的干燥超临界二氧化碳注入到200℃的热水储层。成果指出,注入的二氧化碳迅速地取代了地层水,但是,产生的二氧化碳中却在长时间内含有大量的水。该二氧化碳中的水量可能与储层岩石和工程材料的反应有关。