【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高地温隧道地热流体监测评价领域，尤其是涉及一种高地温隧道地热资源动态评价方法及装置。
技术介绍
1、在目前开挖的与建成的隧道中，尤其是针对高地温隧道，在施工过程中存在以下问题：（1）施工机具在高温环境下非常规运转，会大大降低机具的工作效率，还会导致机具散热困难、部件老化加速从而导致机具故障发生率高且寿命短；（2）高温环境下需要采购耐高温性能材料，大大增加成本；（3）隧道施工的砂浆锚杆的强度因高温环境而降低，除此之外，高温会产生较大的温度附加力，导致混凝土内外温差较大而导致初衬表面开裂，影响整体结构及围岩的稳定性。基于以上，高地温隧道施工中容易发生高温灾害问题，特别是川藏铁路沿线地区。
2、如何将隧道的热灾害转化为地热资源进行回收利用是本领域目前急需解决的一个重大问题。在实施地热资源进行回收利用的措施之前，需准确地、动态地对高地温隧道地热资源进行评价。现有技术中没有对地热资源进行动态评价的方法。
3、因此，开发一种高地温隧道地热资源动态评价方法及装置具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种高地温隧道地热资源动态评价方法，将隧道划分成多个掌子面后，收集各掌子面的涌出流体温度和涌出流体流量；对各掌子面的涌出流体温度和涌出流体流量进行处理，得到各掌子面的涌出流体温度数据集和涌出流体流量数据集；基于各掌子面的涌出流体温度数据集和涌出流体流量数据集求取各掌子面中当天的涌出流体平均温度和每小时涌出流体的平均流量；结合当天的涌出流体平均温度、每小时
2、一种高地温隧道地热资源动态评价方法，包括如下步骤：
3、步骤s1、将隧道划分成多个掌子面；收集各掌子面的涌出流体温度和涌出流体流量；
4、步骤s2、将步骤s1中所收集的各掌子面的涌出流体温度和涌出流体流量进行预处理，得到各掌子面的涌出流体温度数据集和涌出流体流量数据集；
5、步骤s3、基于步骤s2得到的各掌子面的涌出流体温度数据集和涌出流体流量数据集求取各掌子面中当天的涌出流体平均温度和每小时涌出流体的平均流量；
6、步骤s4、引入流量衰减系数计算各掌子面当日地热资源量：
7、；
8、；
9、其中：为当地年平均气温，其单位为；为流体比热，其单位为；为流体密度，其单位为；为隧道的渗透系数，其单位为；为最低处河流水位，其单位为；为涌水的时间，其单位为年；为含水层宽度，其单位为；为重力给水度；
10、步骤s5、根据步骤s4所得各掌子面的当日地热资源量绘制出各个掌子面资源量随时间变化的折线图；
11、步骤s6、将步骤s5所得各个掌子面资源量随时间变化的折线图进行拟合，得到各个掌子面的资源量预测曲线方程，用于地热资源动态评价。
12、优选的，所述步骤s1中先把不同涌出点的流体通过开挖引流的方式排送至排液渠，再采用温度传感器和流量传感器分别测量各掌子面中排液渠的涌出流体温度和涌出流体流量；设定温度传感器和流量传感器采集数据的频率为每小时一次。将监测频率设定为每小时一次能更精准且连续的获得监控数据，以便后面计算资源量。
13、优选的，所述步骤s2中预处理包括：
14、剔除异常值，具体是：将所收集的各掌子面的涌出流体温度和涌出流体流量中出现的突变值进行删除；
15、数据缺失的填补，具体是：在连续的数据中出现缺失的位置或者出现被剔除异常值的位置，对于单一的数据缺失采用前后数据的平均值进行填补；出现连续缺失的数据，采用线性插值法，将当天所得到的监测数据集建立相关曲线方程，然后对缺失值进行插值填补。
16、优选的，所述步骤s2中：
17、第个掌子面的涌出流体温度数据集，第个掌子面的涌出流体流量数据集；为检测次数；
18、所述步骤s3中：
19、第个掌子面中当天的涌出流体平均温度；
20、第个掌子面中每小时涌出流体的平均流量。
21、优选的，所述步骤s6中的拟合为曲线拟合方法，能够实现快速拟合，提高数据处理效率。
22、本专利技术还公开一种高地温隧道地热资源动态评价装置，该装置采用上述高地温隧道地热资源动态评价方法进行评价，其包含传感器组、数据线以及中央处理器；所述传感器组包括与隧道的各掌子面上的排液渠对应设置的传感器单件，传感器单件包括用于测量流通温度的温度传感器和用于测量流体流量的流量传感器；所有温度传感器和所有的流量传感器均通过数据线与中央处理器连接。装置结构简单，容易安装和使用。
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1.一种高地温隧道地热资源动态评价方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高地温隧道地热资源动态评价方法，其特征在于：所述步骤S1中先把不同涌出点的流体通过开挖引流的方式排送至排液渠，再采用温度传感器和流量传感器分别测量各掌子面中排液渠的涌出流体温度和涌出流体流量；设定温度传感器和流量传感器采集数据的频率为每小时一次。
3.根据权利要求1所述的一种高地温隧道地热资源动态评价方法，其特征在于：所述步骤S2中预处理包括：
4.根据权利要求1所述的一种高地温隧道地热资源动态评价方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的一种高地温隧道地热资源动态评价方法，其特征在于：所述步骤S6中的拟合为曲线拟合方法。
6.一种高地温隧道地热资源动态评价装置，其特征在于：该装置采用如权利要求1-5任意一项所述高地温隧道地热资源动态评价方法进行评价，其包含传感器组、数据线以及中央处理器；所述传感器组包括与隧道的各掌子面上的排液渠对应设置的传感器单件，传感器单件包括用于测量流通温度的温度传感器和用于测量流体流量的流量传感器；
...【技术特征摘要】
1.一种高地温隧道地热资源动态评价方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高地温隧道地热资源动态评价方法，其特征在于：所述步骤s1中先把不同涌出点的流体通过开挖引流的方式排送至排液渠，再采用温度传感器和流量传感器分别测量各掌子面中排液渠的涌出流体温度和涌出流体流量；设定温度传感器和流量传感器采集数据的频率为每小时一次。
3.根据权利要求1所述的一种高地温隧道地热资源动态评价方法，其特征在于：所述步骤s2中预处理包括：
4.根据权利要求1所述的一种高地温隧道地热资源动...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹锐，文志鹏，蒙晖仁，李国良，喻渝，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：
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