Tapping the Earth's Natural Heat (U.S. Geological Survey Circular) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:United States Geological

作者:Wendell A. Duffield

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1994-09

价格:0

装帧:Paperback

isbn号码:9789994268351

丛书系列:

图书标签:

• 地热能
• 地热资源
• 地热发电
• 地热勘探
• 地热能开发
• 地热地质
• 美国地质调查局
• 可再生能源
• 能源资源
• 地热系统

地热能的开拓：深入地壳的能量探索与可持续发展 一、 地热能的科学基础与地球动力学 本书旨在全面而深入地探讨地热能——地球内部蕴藏的巨大热能——的科学原理、资源评估、开采技术及其在全球能源结构中的战略地位。地热能并非单一概念，而是横跨地球物理学、地质工程学、热力学和环境科学的交叉领域。 地热能的根本驱动力来源于地球内部的放射性元素衰变（主要是铀、钍和钾-40）以及地球形成之初遗留的热量。本书首先系统阐述了地球内部的热流密度分布规律，重点分析了热点地区（如火山弧、洋中脊和裂谷带）的高温梯度特征。通过对岩石圈热导率、地幔对流模型以及板块构造活动的深入研究，我们构建了地热资源潜力宏观评估的理论框架。读者将了解到如何利用傅里叶热传导定律和达西定律来模拟地下热储层的温度场和压力场演化，为后续的勘探工作奠定坚实的理论基础。 二、 全球地热资源勘探与储层特征分析 地热资源根据温度和深度被划分为不同类型：高热流型（通常指温度高于150°C，适于发电）、中温型（90°C至150°C，用于区域供暖和工业应用）以及低温地热（低于90°C，主要用于热泵系统）。 本书详细描绘了全球主要地热资源带的地理分布特征。在火山活跃区，如环太平洋火山带（“火环”）、东非大裂谷以及安纳托利亚构造带，浅层热储以水热系统为主，其特征是渗透性好、温度高。我们探讨了火山活动对流体循环的驱动作用，以及流体在断层带、裂隙网络中的迁移机制。 对于非火山区，尤其是在稳定的大陆地台，深层地热系统（如增强型地热系统，EGS的前身）的勘探依赖于精确的地球物理成像技术。书中详细介绍了重力勘测、磁法勘测和大地电磁法（TEM/MT）在地层结构识别和热储边界确定的应用。特别地，针对EGS项目的关键技术——人工压裂和储层改造，本书深入分析了地层应力场、岩石力学性质（如杨氏模量和泊松比）与水力裂缝扩展方向的关系，以期实现高效的地下流体循环回路。 三、 地热能的开采与发电技术 地热能的商业化利用主要集中在电力生产和直接利用两个方面。 1. 地热发电技术： 书中细致比较了目前主流的三种地热发电技术： 干蒸汽电站（Dry Steam Plants）： 针对喷发温度极高的蒸汽井，这种技术最为直接，但应用范围受限。 闪蒸电站（Flash Steam Plants）： 这是最常见的方式，通过降低高压热水（来自中高压地热井）的压力，使其“闪蒸”成蒸汽驱动涡轮机。本书探讨了闪蒸过程中的热力学效率优化，特别是多级闪蒸系统的设计。 双工质循环（Organic Rankine Cycle, ORC）： 专为中低温地热资源设计。书中详细介绍了有机朗肯循环的工作原理，关键在于选择合适的工质（如异丁烷、异戊烷或特定制冷剂），以匹配地热流体的热源温度，实现最大化的热电转换效率。 2. 地热直接利用与供暖： 对于中低温资源，直接利用是最高效的利用方式。内容涵盖了区域供暖、温室农业加热、工业过程热能供应（如干燥、巴氏杀菌）以及地源热泵在建筑供暖制冷中的应用原理和系统集成。 四、 环境影响、可持续性与工程挑战 任何大规模能源开采都伴随着环境考量。本书着重探讨了地热开发的环境足迹和应对策略。 流体管理与再注入： 地热流体往往含有溶解的气体（如二氧化碳、硫化氢）和矿物质（如硅、钙、镁）。为防止地面沉降和二次污染，确保流体全量回注（Re-injection）是核心的可持续性要求。书中分析了回注井堵塞（Scaling and Plugging）的机理及其化学和物理干预措施。 诱发地震风险（Induced Seismicity）： 尤其在增强型地热系统（EGS）的开发过程中，高压流体注入可能改变地层应力平衡，引发微小地震。本书详细讨论了地震风险评估模型，以及如何通过控制注入压力、速率和体积，将地震活动控制在可接受的范围内。 资源管理： 长期可持续性依赖于对地下热储的有效管理。内容涉及如何通过监测井数据，评估热储体的“冷舌”效应（Thermal Drawdown），并据此调整生产和回注井的布局，确保地热资源的开采寿命最大化。 本书结合最新的国际地热项目案例研究，力求为地质学家、能源工程师和政策制定者提供一个全面、前瞻性的视角，以期加速地热能这一清洁、基荷型可再生能源的商业化进程。

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当我看到《Tapping the Earth's Natural Heat (U.S. Geological Survey Circular)》这个书名时，我内心深处湧现出一种对地球生命力感到敬畏的情感。我设想这本书可能会以一种更为宏观的视角来解读地热能，不仅仅是将其视为一种能源，更是将其看作是地球自身动态平衡的一种体现。书中也许会从地球的形成和演化历史出发，阐述地热能是如何在漫长的地质岁月中积累和形成的，这是一种来自地球内部深处、源源不断的能量。我会期待书中能够用通俗易懂的语言，解释地球内部的热量是如何通过对流、传导等方式传递到地壳，并最终在地表留下痕迹，例如温泉、间歇泉等自然现象。这本书也可能探讨地热能与人类文明发展的关系，从古代人类利用温泉的历史，到现代大规模的地热发电，展现人类与地球能量共生的历程。我相信书中还会涉及地热能的区域分布特点，分析哪些地区的地质构造更有利于地热资源的开发，并可能对不同国家在发展地热能方面的策略进行比较。此外，我也希望这本书能够传递一种可持续发展的理念，强调地热能作为一种清洁、可再生的能源，在构建绿色未来的重要性。这本书仿佛是一扇窗户，让我能够窥见地球的脉搏，感受其内在的强大能量。

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这本书的书名——《Tapping the Earth's Natural Heat (U.S. Geological Survey Circular)》——本身就充满了引人遐想的空间。当我第一次看到它时，脑海中立刻浮现出各种关于地热能源的画面。我设想着，这本书可能是一部关于地壳深处蕴藏的巨大能量的科普巨著，详细阐述了如何利用地球内部的天然热能来满足人类日益增长的能源需求。书中或许会深入探讨地热资源的形成机制，从火山活动、板块构造到地下水的循环，层层递进地揭示地热的奥秘。我期待能够了解到不同地区的地热潜力分析，比如冰岛、新西兰，甚至是一些鲜为人知的地区，它们是如何凭借得天独厚的地理条件，成为地热能开发的先锋。书中也可能包含关于地热发电技术的详细介绍，从传统的干蒸汽、闪蒸到先进的增强型地热系统（EGS），每一个环节都伴随着精密的图解和数据说明，让读者能够清晰地理解发电的原理和工艺流程。此外，我相信作者还会着重分析地热能的环保优势，对比化石燃料带来的污染，突出地热能的清洁、可持续性，以及它在减少碳排放、应对气候变化中所扮演的关键角色。这本书的副标题“U.S. Geological Survey Circular”也暗示着其严谨性和权威性，我期待它能提供最前沿、最可靠的地热研究成果，为我打开一扇通往未来能源世界的大门。

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《Tapping the Earth's Natural Heat (U.S. Geological Survey Circular)》这个书名，让我联想到的是一种对未知领域的探索和对可持续未来的憧憬。我推测这本书可能会深入分析地热能开发所带来的经济和社会效益。在经济层面，我期待书中能够详细阐述地热发电的成本构成，包括勘探、钻井、设备投资以及运行维护等费用，并与太阳能、风能等其他可再生能源进行比较，评估其在全球能源市场中的竞争力。书中也可能探讨地热能开发对当地经济的拉动作用，例如创造就业机会、带动相关产业发展等。在社会层面，我希望这本书能够关注地热能开发对社区的影响，包括环境评估、社会接受度，以及如何与当地居民进行有效的沟通和合作。此外，我也预感书中会涉及地热能的政策支持和市场激励机制，例如政府的补贴、税收优惠，以及碳排放交易等，这些因素对于推动地热能产业的规模化发展至关重要。这本书或许还会对未来地热能技术的发展趋势进行展望，例如人工智能在勘探和预测方面的应用，以及更高效、更经济的钻井技术的发展。总而言之，这本书的标题暗示着一份关于如何有效利用地球天然热量的、具有实用价值的科学指南。

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对于《Tapping the Earth's Natural Heat (U.S. Geological Survey Circular)》这本书，我的初步印象是它可能是一部充满科学探索精神的作品。我预感书中会细致地描绘科学家们如何运用尖端的勘探技术，像“读懂”地球心脏一样，去探测那些隐藏在地表之下的地热宝藏。想象一下，书中会详细介绍各种地球物理方法，如地震勘探、重力测量、地磁测量等，是如何帮助我们定位富含热能的地下构造。我会好奇书中是否会涉及到钻井技术的发展，从传统的钻探方式到现代化的定向钻井、超深钻井，这些技术是如何一步步突破技术瓶颈，深入到地热资源最为富集的区域。同时，我猜测书中也会对不同类型的地热系统进行分类和比较，比如渗透型地热系统、干热岩型地热系统等，并分析它们各自的开发难度和技术要求。此外，这本书可能会深入探讨地热能开发中的工程挑战，例如高温高压环境下的设备选型、腐蚀防护、以及井筒的稳定性等问题。我也期待书中会提及一些成功的地热项目案例，通过真实的经验分享，来佐证地热能的可行性和经济性。总而言之，这本书的标题让我觉得它是一份来自美国地质调查局（USGS）的、关于如何“触及”地球天然热量的深度报告，充满了科学的严谨和实践的智慧。

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当我看到《Tapping the Earth's Natural Heat (U.S. Geological Survey Circular)》的书名时，脑海中勾勒出一幅幅关于地球深处能量的画面。我猜测这本书可能会从一个更加基础和理论的层面，为读者剖析地热能的本质。我会期待书中详细解释地球内部的热量来源，例如放射性元素的衰变和地球形成时的原始热量。作者或许会深入讲解地球的热流分布规律，以及不同地质构造区域的热流异常现象，例如地幔柱、裂谷带等。书中也可能涉及地下水的性质及其在地热系统中的作用，例如水是如何从地表渗透到地下，并被地壳深处的高温加热，最终形成高温高压的热水或蒸汽。我期待能够了解不同类型地热储层的特点，包括岩石的渗透性、孔隙度以及温度分布等关键参数。此外，这本书也可能探讨地热能开发过程中可能面临的科学挑战，例如如何准确预测地热储层的规模和稳定性，以及如何评估潜在的地质风险，如地震活动等。总的来说，这本书的书名让我感受到一种对地球科学的深度探索，以及对利用这种无尽能量的科学思考。

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