Investigación y seguimiento de antecedentes ambientales durante la fase de selección del sitio
El propósito y la tarea de la investigación y el monitoreo de los antecedentes ambientales durante la etapa de selección del sitio de almacenamiento geológico de CO2 es investigar y monitorear el ambiente atmosférico, el ambiente de las aguas superficiales y las aguas subterráneas del sitio geológico de CO2. sitio de almacenamiento y sus áreas circundantes El estado de calidad ambiental del medio ambiente, el entorno del suelo y el entorno ecológico, así como el grado de deformación de la superficie y el valor de fondo de la concentración de CO2, proporcionan una referencia ambiental para juzgar las cuestiones ambientales y de seguridad del CO2 geológico. almacenamiento. Al monitorear diferentes planes de riego, se obtuvieron parámetros como el volumen de riego, la presión de riego, la tasa de riego, la presión y temperatura de la cubierta del embalse, la difusión y migración de CO2 dentro del embalse y los cambios en la calidad del agua subterránea, proporcionando información para una evaluación integral del sitio y la optimización del plan de riego. y el diseño de ingeniería de almacenamiento geológico de CO2 a gran escala proporciona datos de seguimiento. Si el sitio seleccionado se transforma en un sitio de proyecto de almacenamiento geológico de CO2 a gran escala, la red de monitoreo existente se optimizará aún más y se expandirá gradualmente, y se continuará llevando a cabo el monitoreo ambiental durante el período de operación y después del cierre del sitio para garantizar la operación segura y el entorno gubernamental del sitio de almacenamiento geológico de CO2 a gran escala brindan apoyo.
(2) Plan de seguimiento
El seguimiento ambiental del almacenamiento geológico de CO2 se lleva a cabo después de la selección del sitio y antes de la prueba de llenado. En el sitio de prueba de llenado de CO2 (en lo sucesivo, el "Área de monitoreo de antecedentes ambientales") se incluyen valores de antecedentes ambientales como asentamientos humanos, ambiente de aguas superficiales y aguas subterráneas, concentración de CO2 atmosférico, flujo de CO2 del suelo, condiciones de deformación de la superficie, etc. Se obtienen principalmente a través de monitoreo y muestreo, y se utilizan para realizar juicios. Proporcionan referencia para la distribución de la migración de CO2, las fugas, la seguridad y el análisis de riesgos ambientales.
El monitoreo de antecedentes ambientales en la etapa de selección del sitio utiliza una variedad de métodos y métodos multidisciplinarios para realizar investigaciones e investigaciones integrales. Sobre la base de la recopilación, clasificación y análisis exhaustivos de datos relevantes del sitio de prueba de inyección de CO2, el trabajo de monitoreo se lleva a cabo utilizando medios técnicos como el monitoreo de la concentración de CO2 atmosférico, el monitoreo de los gases del suelo, el monitoreo de las aguas superficiales y subterráneas, la teledetección y el monitoreo geofísico.
Los principales objetos de seguimiento del entorno ambiental del almacenamiento geológico de CO2 son las aguas superficiales, las aguas subterráneas, la atmósfera, el suelo, el índice de vegetación, la deformación de la superficie y los parámetros de formación (Tabla 7-19).
Tabla 7-19 Lista de objetos de monitoreo de antecedentes ambientales, elementos de monitoreo y períodos de monitoreo
El alcance del área de monitoreo de antecedentes ambientales se basa en la máxima pluma de difusión de CO2 en la superficie obtenida mediante simulación numérica durante la etapa de selección del sitio. La proyección se determina y se amplía adecuadamente.
Las tecnologías y métodos de monitoreo utilizados en el monitoreo ambiental incluyen electrodos selectivos de iones, detección infrarroja, nivelación, teledetección y sísmica VSP de lapso de tiempo. Realice el trabajo de monitoreo de acuerdo con el proceso de investigación integral → diseño del plan de monitoreo (objetos de monitoreo, tecnología de monitoreo, establecimiento de puntos de monitoreo, procesamiento de datos, etc.) → diseño del punto de monitoreo → monitoreo → recopilación, clasificación y análisis de datos.
(1) A través de estudios de campo y análisis e investigaciones en interiores, comprender las condiciones meteorológicas, la distribución de áreas residenciales, los tipos y la distribución de objetivos que requieren protección especial, así como la geología, el entorno acuático, los cambios del terreno y el entorno ecológico. y sensibilidad y vulnerabilidad ecológica características básicas de la zona.
(2) De acuerdo con los estándares y especificaciones técnicas de monitoreo nacionales e industriales vigentes, formular planes de monitoreo prácticos para combinar las características básicas del área de monitoreo ambiental para construir la atmósfera, la vegetación del suelo, el ambiente acuático y el ambiente ecológico; , seres humanos Sistema de monitoreo para áreas de monitoreo de antecedentes ambientales, como el entorno residencial, aclarar la composición y estructura de gestión del personal de monitoreo.
(3) Desarrollar planes de seguimiento basados en diferentes objetos de seguimiento, combinando recopilación in situ, pruebas in situ y tecnología de seguimiento automático.
(4) Utilice los métodos de monitoreo determinados para monitorear el valor de fondo ambiental y la prueba de perfusión de los objetos de monitoreo correspondientes en los puntos de monitoreo correspondientes. Si el sitio de prueba de perfusión se transforma en un sitio de perfusión a gran escala, se desarrollará aún más un plan de monitoreo anual y un plan de trabajo para el período de operación de perfusión antes del período de perfusión a gran escala.
(5) Organizar los datos de monitoreo de antecedentes ambientales, analizar los datos de monitoreo y preparar un informe técnico de monitoreo de antecedentes ambientales de almacenamiento geológico de CO2. De acuerdo con los requisitos relevantes para el monitoreo ambiental en HJ/T 8.2-91 Gestión de archivos de protección ambiental, los datos técnicos del monitoreo deben archivarse.
El plan de seguimiento específico se muestra en la Figura 7-5.
Figura del diagrama de bloques del plan de monitoreo de antecedentes ambientales del sitio de almacenamiento geológico de CO2
(3) Método de monitoreo
1. p >(1) Diseño de los puntos de monitoreo: El principio básico del diseño de los puntos de monitoreo es obtener los mejores datos representativos con el número mínimo de puntos de monitoreo y el período de monitoreo.
El diseño de los puntos de monitoreo del entorno atmosférico debe basarse en las condiciones meteorológicas y los antecedentes del entorno geológico del área de monitoreo del entorno ambiental, centrándose en la seguridad del entorno de los asentamientos humanos, teniendo en cuenta las propiedades físicas y químicas del CO2 y considerando plenamente las posibles canales de fuga. Los puntos clave del diseño son los siguientes:
1) Áreas densamente pobladas como pueblos, ciudades y fábricas
2) Áreas bajas
<; p>3) Cuando la dirección dominante del viento es obvia, se debe hacer lo siguiente: la dirección del viento es el rango de monitoreo principal y se organizan más puntos de monitoreo en la dirección contra el viento como control; p>4) Hundimiento del terreno o zona de hundimiento del terreno
5) Valores numéricos El rango de superficie correspondiente al área simulada de migración y difusión de CO2
6) Tratamiento de los abandonados; pozos y pozos petroleros y sus proximidades;
7) Pozos de prueba de inyección de CO2 y pozos de seguimiento y sus proximidades.
(2) Elementos de monitoreo: los elementos de monitoreo de fondo del entorno atmosférico incluyen: tiempo, temperatura, humedad, velocidad del viento, dirección del viento, nubosidad, estabilidad atmosférica y concentración de CO2.
(3) Período de monitoreo: cada punto de monitoreo se monitorea regularmente todos los meses y cada punto de monitoreo se monitorea 12 veces al año.
(4) Método de muestreo: el método de muestreo de muestra de aire adopta un método de muestreo directo, que incluye el método de muestreo con jeringa de vidrio, el método de muestreo con bolsa de plástico, el método de muestreo con bolsa de aire, el método de muestreo con tubería colectora de aire y el método de muestreo con botella de muestreo.
1) Muestreo con jeringa de vidrio: use una jeringa de vidrio grande (como una jeringa de 100 ml) para extraer directamente un cierto volumen de muestras de gas de campo, sellar la entrada de aire y enviarla de regreso al laboratorio para su análisis. . Antes del muestreo, las jeringas deben lavarse 3 veces con la atmósfera del sitio y las muestras deben analizarse el mismo día.
2) Muestreo con bolsas de plástico: utilice bolsas de plástico para tomar muestras de gas directamente en el sitio y el volumen de muestreo debe ser ligeramente positivo. Preste atención a seleccionar bolsas de plástico que no reaccionen, adsorban ni filtren contaminantes en el gas recolectado antes del muestreo; las bolas de goma deben bombearse a la atmósfera para enjuagar las bolsas de plástico de 2 a 3 veces;
3) Muestreo de vejiga: Se requiere que el gas recolectado no reaccione con el caucho ni se adsorba. Intente filtrar antes de tomar una muestra. Al tomar muestras, enjuague la bolsa de aire con gas del lugar de 2 a 3 veces antes de recolectarla y sellarla.
4) Muestreo del tubo colector de gas: El tubo colector de gas es un recipiente tubular de vidrio con grifos en ambos extremos, con un volumen de 100 ~ 500 ml. Al tomar el muestreo, abra las llaves en ambos extremos, conecte la bola doble o la bomba de aire a un extremo del tubo y bombee rápidamente el gas a recolectar que sea de 6 a 10 veces mayor que el volumen del tubo de muestreo, de modo que El gas original en el tubo colector de gas se reemplaza por completo y cierra las válvulas en ambos extremos. El volumen de recolección de gas es el volumen del tubo colector de gas.
5) Muestreo con botella de muestra: La botella de muestra es un recipiente fijo hecho de vidrio resistente a la presión con una capacidad de 500 ~ 1000 ml. Al tomar una muestra, se vacía la botella y se mide la presión residual. Cuando la botella se lleva al sitio, se abre el corcho y la atmósfera medida se llena automáticamente en la botella bajo la acción de la diferencia de presión. El corcho se cierra y se devuelve al laboratorio para su análisis.
6) Si no se puede probar inmediatamente después de la recolección, se debe almacenar en una cámara frigorífica a 4°C. Las muestras de gas utilizadas para analizar componentes orgánicos deben colocarse en un refrigerador a -20 °C inmediatamente después de su recolección y almacenarse hasta que se procese la muestra.
(5) Método de análisis de muestra de aire: primero seleccione el método de análisis estándar promulgado por el estado y luego seleccione el método de análisis estándar promulgado por la Administración Estatal de Protección Ambiental. Para proyectos de monitoreo sin métodos de análisis estándar, se utilizan los métodos recomendados en "Métodos de análisis y monitoreo de aire y gases de escape" (Cuarta edición) (Administración Estatal de Protección Ambiental, 2003) (Tabla 7-20, Tabla 7-21).
(6) Registro de datos de monitoreo: el formato del formulario de registro original para el monitoreo in situ de la concentración de CO2 atmosférico se muestra en la Tabla 7-22.
Tabla 7-20 Métodos de análisis de CO2 e indicadores de desempeño de los instrumentos de monitoreo
Tabla 7-21 Indicadores de desempeño técnico de equipos meteorológicos
Tabla 7-22 Concentración de CO2 atmosférico en -site Monitorear registros originales
2. Monitorear el valor de fondo del flujo de CO2 suelo-atmósfera
La capa del suelo es la única forma en que el dióxido de carbono se filtra a la atmósfera. Cuando se monitorea el valor de fondo del flujo de CO2 atmosférico del suelo, el gas del suelo generalmente se bombea a la cámara de acumulación y luego se utiliza un sistema de flujo de CO2 del suelo de infrarrojos de circuito cerrado para monitorear el flujo de CO2 en el gas del suelo.
(1) Disposición del punto de monitoreo: el alcance del monitoreo incluye el área del centro de inyección centrada en el pozo de inyección de agua y el área extendida del área de inyección. La división de la zona central y la zona epitaxial depende principalmente del rango de difusión y migración de CO2 obtenido de la simulación numérica de la prueba de perfusión. El área central adopta un diseño de cuadrícula, con un punto de monitoreo dispuesto en cada cuadrícula, y el espaciado apropiado de la cuadrícula se selecciona de acuerdo con las condiciones de ingeniería reales.
Al mismo tiempo, distribuya densamente los puntos alrededor de los pozos de inyección de agua y de monitoreo.
El diseño de los puntos de monitoreo en el área de extensión de perfusión sigue principalmente los siguientes principios: (1) áreas residenciales de población como pueblos, ciudades, fábricas, etc. (2) zonas de falla inferidas; Los estratos tienden a estar expuestos en la superficie; (4) Hundimiento del terreno o zona de hundimiento (5) El rango de difusión y migración de CO2 de la zona exterior obtenido mediante simulación numérica.
Dado que la respiración del suelo se ve afectada por muchos factores como la temperatura, la humedad del suelo, el pH del suelo, las precipitaciones, el cultivo agrícola, etc., para eliminar al máximo los factores de interferencia, se recomienda que el suelo La profundidad para monitorear el flujo de CO2 atmosférico del suelo es: Por debajo de 50 cm.
(2) Elementos de seguimiento: atmósfera del suelo, flujo de CO2, temperatura y humedad, etc.
(3) Período de monitoreo: Cada punto de monitoreo monitorea el valor de fondo una vez al mes y monitorea un total de 12 veces durante el año. El período de monitoreo es de 9 a 11 am del día del monitoreo, cuando el flujo de CO2 suelo-atmósfera es más cercano al promedio diario (Larionova et al., 1989; Davidson et al., 1998). Cada monitoreo debe garantizar la repetibilidad en el tiempo. y ubicación.
(4) Método de muestreo: taladre la broca de muestreo de CO2 en el suelo hasta la profundidad a medir, saque la broca, deseche la tierra en la broca y luego inserte la broca en el agujero. y luego inserte el cilindro de perforación en el orificio. Levántelo dos veces para formar un espacio entre la broca y el fondo del orificio, luego compacte el suelo alrededor de la perforadora y use un tubo de goma para conectar la perforadora de la bomba de CO2. la capa de suelo al absorbente de gas CO2 y use un cilindro de bombeo de presión para bombear la atmósfera del suelo en la bolsa de recolección para comenzar el muestreo. Antes del muestreo, se debe extraer la atmósfera del suelo para que la manguera y la tubería de perforación se llenen con la atmósfera del suelo. Consulte la Figura 7-6 para ver el dispositivo de muestreo.
Después del muestreo, use un marcador para marcar el número de muestra y complete el "Formulario de registro de muestreo de suelo y atmósfera" en el sitio. Todas las columnas deben completarse por completo. Si se descubre una excavación errónea o omitida, la excavación debe reexcavarse o reexcavarse inmediatamente.
(5) Métodos de monitoreo y análisis: los métodos de medición del flujo de CO2 del suelo incluyen principalmente el método de cámara de aire, el método de cromatografía de gases, el método de pozo de gas y el método de flujo de vórtice. En la Tabla 7-23 se muestra una comparación de varios métodos.
El método infrarrojo no dispersivo se utiliza principalmente para el monitoreo automático y portátil del flujo de CO2 del suelo en el campo, que es lo mismo que la medición de la concentración de CO2. Los indicadores técnicos relevantes se muestran en la Tabla 7-20.
(6) Hoja de registro de seguimiento: Consulte la Tabla 7-24 para conocer la hoja de registro de seguimiento.
Figura 7-6 Diagrama esquemático del dispositivo de recolección de CO2 en la atmósfera del suelo
Tabla 7-23 Método de medición del flujo de CO2 en el suelo y resumen de ventajas y desventajas
Tabla 7-24 Registros originales de monitoreo de campo del flujo de CO2 suelo-atmósfera
3. Monitoreo del valor de fondo del ambiente acuático
Las encuestas de monitoreo del valor de fondo del ambiente acuático y los objetos de monitoreo incluyen el agua superficial dentro de un determinado rango del área de monitoreo de antecedentes ambientales y aguas subterráneas.
(1) Diseño del punto de monitoreo: antes del diseño del punto de monitoreo, se deben recopilar la hidrogeología, el uso de la tierra, la distribución de aguas superficiales, la ingeniería de conservación del agua y otros datos del área de monitoreo de antecedentes ambientales, y los antecedentes ambientales. Se debe investigar el área de monitoreo y luego diseñar los puntos de monitoreo de acuerdo con los siguientes principios. (1) Diversos pozos y manantiales de fuentes de agua potable dispersas; (2) Ríos, lagos y embalses; (3) Pozos de inyección de CO2 y pozos de monitoreo; (4) Fuentes centralizadas de recarga de aguas subterráneas;
(2) Proyectos de monitoreo: para cumplir con los requisitos de evaluación y protección de la calidad del medio ambiente del agua, los proyectos de monitoreo incluyen GH/T 14848-93 "Estándares de calidad del agua subterránea" y GB 3838-2002 "Proyectos de monitoreo ambiental del agua superficial". Estándares de Calidad" Elementos que deben ser controlados. Para detectar fugas de CO2, estudie el mecanismo de la reacción química CO2-agua-roca y agregue elementos de monitoreo para la composición química especial del agua subterránea.
Los elementos de monitoreo de la calidad del agua incluyen la temperatura del agua, el valor del pH, la conductividad, la dureza total, el carbonato, el bicarbonato, el ion calcio, el ion magnesio, el ion cloruro y el hierro total.
(3) Ciclo de monitoreo: para obtener datos de fondo del ambiente hídrico rico, el ciclo de muestreo de monitoreo es una vez al mes para cada punto de monitoreo y 12 veces al año. En caso de circunstancias especiales o accidentes de contaminación que puedan afectar la calidad de las aguas subterráneas y superficiales, la frecuencia de muestreo deberá incrementarse en cualquier momento.
(4) Método de muestreo: Al recolectar muestras de agua del pozo, se debe realizar después de un bombeo suficiente. El volumen de bombeo no debe ser inferior al doble del volumen de agua del pozo y la profundidad de muestreo debe ser inferior a 0,5 m por debajo del nivel del agua subterránea para garantizar que la muestra de agua pueda representar la calidad del agua subterránea; para los pozos de producción cerrados, se pueden tomar muestras; desde la válvula de salida de la sala de bombas al bombear, y la bomba debe conectarse antes del muestreo. Drene el agua en la tubería, complete la etiqueta de muestra de agua rápidamente y complete el formulario de registro de muestreo de agua subterránea en el sitio.
Para el almacenamiento y transporte de muestras de agua, consulte los requisitos pertinentes en el Capítulo 3, Sección 4.
(5) Métodos de monitoreo y análisis: primero utilice los métodos de análisis estándar promulgados por el estado y luego seleccione los métodos de análisis estándar promulgados por la Administración Estatal de Protección Ambiental. Para monitorear proyectos que no tienen métodos de análisis estándar, consulte el uso de métodos de análisis ISO u otros métodos de análisis reconocidos internacionalmente. La precisión, sensibilidad y exactitud del nuevo método después de la verificación no serán inferiores a las del método convencional. Los métodos de monitoreo, análisis y prueba del valor de fondo del medio ambiente acuático se muestran en la Tabla 7-25.
(6) Formularios de registro de monitoreo: Los formularios de registro involucrados en el monitoreo de la calidad del agua se muestran en la Tabla 7-26 ~ Tabla 7-30.
4. Monitoreo de la vegetación
El monitoreo del estado de la vegetación en el área de monitoreo ambiental utiliza tecnología de teledetección, con el objetivo de monitorear las fugas de CO2 y los cambios en el desarrollo de la vegetación dentro y alrededor del monitoreo ambiental. El impacto del proyecto en el entorno circundante proporciona datos básicos de teledetección.
El método de monitoreo del estado de la vegetación por teledetección adopta métodos de extracción de información y cálculo del índice de vegetación. Primero, se obtienen datos de monitoreo por teledetección de diferentes períodos y se utiliza el método de extracción de información por teledetección para dividir los tipos y la distribución de la vegetación en el área de monitoreo ambiental. Luego se calculan varios índices de vegetación de cada período de datos y se confirma la existencia de áreas de desarrollo anormal de la vegetación mediante un análisis exhaustivo.
(1) Monitorear contenidos y fuentes de datos. El monitoreo de la vegetación por teledetección en áreas de monitoreo ambiental incluye: selección y recolección de datos de teledetección, preprocesamiento de datos, exploración de campo, recolección y procesamiento de datos espectrales, procesamiento de imágenes de teledetección, extracción de información de teledetección, verificación de campo, producción de gráficos de imágenes de teledetección y gestión de almacenamiento.
Tabla 7-25 Métodos de análisis para proyectos de monitoreo del ambiente acuático
Tabla 7-26 Etiquetas de muestras de agua
Tabla 7-27 Registros de muestreo de calidad del agua en el ambiente acuático puntos de monitoreo
Tabla 7-28 Formulario de estudio de situación básica de pozos de máquinas y puntos de monitoreo de pozos civiles
Tabla 7-29 Formulario de estudio de situación básica de puntos de monitoreo de manantiales
Tabla 7-30 Cuestionario de Superficie sobre la situación básica de los puntos de monitoreo de agua
1) Fuentes de datos de teledetección: (1) Datos de teledetección satelital de alta resolución: datos pancromáticos y multiespectrales con resolución espacial entre 1 ~ 5 m (2) Datos de teledetección infrarroja térmica: datos de banda infrarroja térmica con una resolución espacial de 60 ~ 120 m (3) Datos de teledetección multiespectrales: datos Landsat con una resolución espacial de 5 ~ 30 m.
2) Fuentes de datos básicos: (1) La última versión de mapas topográficos en papel 1:10.000 y 1:50.000 y mapas topográficos digitales de elementos completos (2) Datos meteorológicos, incluidas las condiciones climáticas, la temperatura, Condiciones de humedad y aerosoles; (3) datos de monitoreo en el sitio; (4) datos geológicos del área de monitoreo, resultados de investigaciones anteriores relevantes, etc. (5) Datos de medición relevantes; (6) Otros.
3) Requisitos de fuente de datos: (1) De acuerdo con el contenido y el propósito de la extracción, seleccione las mejores imágenes de temporada que puedan distinguir cambios en la información de atributos del objetivo de monitoreo. (2) La cobertura de nubes de la imagen no debe exceder el 10% y la superposición entre imágenes adyacentes no debe ser inferior al 4% del ancho de la imagen. Los niveles de imagen son ricos y claros, cumpliendo con los requisitos de las tareas de monitoreo. (3) Deben seleccionarse datos meteorológicos cercanos o simultáneos al tiempo de tránsito del satélite.
(2) Valor de fondo de la teledetección y seguimiento dinámico. El contenido incluye:
1) Medición de puntos de control de corrección geométrica (GCP) y estudio de campo: Medición de GCP: Mida los puntos de control terrestre de acuerdo con el tamaño del área de distribución de la imagen para proporcionar los requisitos para la corrección de precisión geométrica del image Puntos de control de medición, la precisión de la medición es mejor que 1 m.
2) Establecimiento de señales de interpretación: a través de estudios de campo, establezca una base de datos de muestras de clasificación y señales de interpretación de sensores remotos de vegetación, tome las fotografías e imágenes correspondientes en el sitio y realice registros de campo detallados.
3) Recogida y procesamiento de datos espectrales: Obtener datos espectrales y parámetros atmosféricos de objetos terrestres para servir a la extracción de información de teledetección satelital. A partir de los datos espectrales de campo adquiridos combinados con datos satelitales, se extrae información relevante sobre la vegetación del suelo. La recopilación de datos realiza principalmente la recopilación de vegetación in situ, objetos de superficie y datos atmosféricos sin procesar.
A. Recopilación de información espectral de objetos terrestres.
Instrumento de medición: espectrómetro de objetos terrestres;
Rendimiento del instrumento: rango espectral 350 ~ 1050 nm, resolución espectral inferior a 4 nm, campo de visión < 10, rango dinámico ≥ 70 db, Radiancia de ruido equivalente < 1×10-9w cm-2 Sr-1.
B. Colección del espectro atmosférico.
Instrumentos de medición: medidor de intensidad solar, medidor de ozono, etc.
El medidor de insolación puede controlar el espesor óptico de dispersión del aerosol en cinco bandas: 440, 500, 675, 870 y 1 020 nm.
Las bandas de trabajo del medidor de ozono deben incluir cinco bandas: 305, 312, 320, 936 y 1020 nm. Entre ellas, 305, 312 y 320 nm se utilizan para monitorear la concentración de ozono, y la 936. La banda se utiliza para medir el contenido de vapor de agua en la atmósfera, el monitor de ozono también necesita monitorear 1020 nm.
(3) Extracción de información por teledetección: sobre la base de signos de interpretación y sistemas de clasificación, las imágenes se interpretan escena por escena. La interpretación debe basarse en las características de la imagen y utilizar signos directos y signos de interpretación indirectos para el análisis de correlación. Al interpretar una imagen de una sola escena, primero debemos observar macroscópicamente y comprender sus características generales; De fácil a difícil, de poco profundo a profundo, identifique los atributos de los objetos terrestres y delinee su rango de distribución y límites, márquelos claramente con símbolos y líneas unificados y dibuje bocetos de interpretación. Para características importantes cuya explicación y explicación no están claras, se puede utilizar la investigación de campo para resolverlas.
Durante el proceso de explicación, se debe prestar atención al uso de información conocida, y las características importantes, los fenómenos y las áreas dudosas deben marcarse especialmente para la inspección in situ. Los principales métodos de interpretación en interiores son la interpretación de la interacción persona-computadora y la extracción de información por computadora.
(4) Rango y frecuencia de monitoreo: el rango de monitoreo se centra en el pozo de inyección de agua y se extiende por 100 km2; la frecuencia de monitoreo de la vegetación superficial es de una cuarta parte.
5. Monitorear el valor de fondo de la deformación de la superficie
El radar de nivelación tradicional y de apertura sintética interferométrica diferencial (D-InSAR) se puede utilizar para monitorear el valor de fondo de la deformación del terreno, como el suelo. hundimiento o levantamiento.
(1) Medición de nivel: la red de medición y monitoreo del nivel de hundimiento del terreno consta de una red de monitoreo de nivel de hundimiento del terreno, una red de monitoreo de hundimiento del terreno por GPS y una red de monitoreo de hundimiento del terreno dinámica del nivel de agua subterránea (volumen de agua). red de monitoreo.
1) Red de monitoreo de grado de hundimiento y deformación del terreno:
A. Principio de diseño de la red de nivelación (punto): adopte el método de control de elevación de medición de nivelación paso a paso desde el. entera al área local. La red horizontal de primera clase (línea anular) se dispone en la zona periférica del embudo de liquidación; la red horizontal de segunda clase se dispone en el anillo de la red horizontal de primera clase. En el área del embudo de hundimiento donde el hundimiento del terreno es obvio, se pueden seleccionar líneas de levantamiento de perfil para cifrar los puntos de observación. De acuerdo con las características hidrogeológicas y geológicas de ingeniería del área de monitoreo y el asentamiento anual promedio, toda el área de monitoreo se divide en varias unidades estructurales de hundimiento del terreno diferentes, y los puntos de referencia de elevación, los marcadores de hundimiento del terreno y los marcadores de hundimiento en capas (grupos) se establecen de acuerdo a diferentes unidades).
El diseño de los signos de puntuación de hundimiento del suelo se selecciona combinando el diseño promedio en el área de medición y el diseño denso en el área del embudo de hundimiento. La densidad del diseño aumenta gradualmente desde el área periférica del embudo de hundimiento. a la zona central. La densidad de diseño de los puntos de nivel en el área de monitoreo debe satisfacer las necesidades del trabajo de monitoreo. La distancia entre los puntos de asentamiento en el área central del proyecto de almacenamiento geológico de CO2 es inferior a 250 m, y la distancia fuera del área central se puede establecer en 500 ~ 1000 m. El período de repetición es de 1 a 3 meses.
No se deben seleccionar puntos de nivelación en los siguientes lugares: lugares a punto de construirse o edificios a demoler y reparar; áreas bajas que se inundan fácilmente; lugares con malas condiciones geológicas (como derrumbes, deslizamientos de tierra, deslizamientos de tierra, etc.) o sobre tuberías subterráneas; hay un lugar con fuertes vibraciones cerca, el lugar está oculto, la visibilidad no es buena y es incómodo de observar.
Todos los puntos de nivelación deben estar marcados o marcados permanentemente. La incrustación de señales o letreros debe cumplir los siguientes requisitos: las señales de nivel deben enterrarse en la capa superior del suelo y elegirse en un lugar que sea conveniente para el almacenamiento y uso a largo plazo, estable y duradero, resistente a la corrosión y la erosión. y verticalmente estable; la parte inferior del letrero debe enterrarse en el suelo congelado debajo del nivel y llenarse con una base de concreto.
La densidad de diseño de los puntos de nivel en el área de monitoreo debe satisfacer las necesidades del trabajo de monitoreo. La densidad del diseño y el período de repetición de los puntos del nivel de asentamiento común se muestran en la Tabla 7-31.
B. Requisitos de monitoreo de la red de nivelación: al seleccionar un punto de nivelación del lecho rocoso como punto de partida, se debe evaluar la estabilidad del punto de nivelación del lecho rocoso, y se puede seleccionar para su uso solo después de pasar la aceptación. prueba antes del hundimiento y nivelación del terreno, antes de realizar el diseño técnico de nivelación, se debe recopilar información de nivelación relevante antes del diseño técnico. Para conocer las precauciones de diseño para la tecnología de nivelación, consulte DZ/T0154 "Normas para nivelación por hundimiento del terreno". En el proceso de diseño técnico, se diseña la hoja de ruta y los dibujos relacionados para la medición del nivel de hundimiento del terreno, se determinan la red de nivelación, la ruta de nivelación y las líneas de sección, se seleccionan las marcas del lecho de roca y las marcas en capas atravesadas, se marcan en el mapa y se realizan las pruebas técnicas. Se compilan las especificaciones. Para cuestiones que requieren atención en las especificaciones técnicas, consulte DZ/T0154 "Norma para la medición del nivel de subsidencia del terreno".
C. Selección de instrumentos de monitoreo: La selección de instrumentos de monitoreo de nivel de red (punto) no debe ser inferior a los requisitos de la Tabla 7-32.
Tabla 7-31 Densidad del diseño del punto de nivelación y período de repetición
Tabla 7-32 Instrumento de monitoreo de la red (punto) de nivelación
2) Superficie del terreno causada por el terreno cambios Red de monitoreo de hundimiento GPS:
A. Principios de diseño de la red GPS: El diseño de la red GPS debe basarse en el principio de diseño optimizado, teniendo en cuenta el propósito, los requisitos de precisión, las condiciones del satélite, el tipo y la cantidad del receptor. y área de medición factores como datos existentes, topografía del área de estudio y condiciones de tráfico, y eficiencia operativa.
La red GPS de nivel B debe organizarse como una red continua, con no menos de 3 puntos de conexión en cada punto, excepto los puntos de borde. El diseño de la red GPS que es mejor que la Clase B puede ser rutas poligonales o compuestas; en las redes GPS de todos los niveles, el número de lados del circuito cerrado independiente o ruta compuesta más simple debe ser menor o igual a 6; Las redes GPS son adyacentes. La distancia promedio de los puntos es igual a 70 km, lo que es mejor que la red GPS Clase B. La distancia promedio entre puntos adyacentes debe acortarse según la situación real. La distancia mínima entre puntos adyacentes puede ser 1/3 ~ 1/2 de la distancia promedio, y la distancia máxima puede ser 2 ~ 3 veces la distancia promedio. Las salidas de GPS de clase B deben probarse conjuntamente con las estaciones de seguimiento permanentes de GPS, y el número de estaciones de prueba conjuntas no debe ser inferior a 2. Las redes GPS recién implementadas deben medirse conjuntamente con los puntos GPS nacionales de alto nivel cercanos existentes; El número de puntos de medición conjunta no será inferior a 2 puntos.
Para determinar las coordenadas de un punto GPS en un determinado sistema de coordenadas de referencia, es necesario asociarlo con el punto de control original en el sistema de coordenadas de referencia. El número total de puntos de medición conjuntos no será inferior a 3.
B. Requisitos de monitoreo de la red GPS: antes de comenzar la observación, el receptor GPS debe calentarse y dejarse solo. Los requisitos específicos deben implementarse de acuerdo con el manual de operación del receptor cuando se realiza la medición de posicionamiento GPS; de los datos de observación deben incluir el nombre de la estación y el número de la estación, la unidad de observación, el tipo de estación (estación de referencia o móvil), la fecha, el número del período de tiempo y otra información. El método de denominación específico depende del software de posicionamiento GPS. Para conocer las regulaciones técnicas básicas y los requisitos de medición de las mediciones GPS en todos los niveles, consulte GB/T18314 "Especificaciones de medición del sistema de posicionamiento global (GPS)".
C. Selección de instrumentos de monitoreo y proceso de observación: El proceso de selección y observación de los instrumentos de monitoreo de hundimiento del terreno debe llevarse a cabo de acuerdo con GB/T 18314 "Especificaciones de medición del sistema de posicionamiento global (GPS)". Al seleccionar instrumentos, trate de asegurarse de que se utilicen los mismos instrumentos de medición en condiciones uniformes.
3) Red de monitoreo dinámico del nivel de agua subterránea (volumen de agua) causado por cambios en el terreno:
A. Principios de diseño de la red de monitoreo: la red de monitoreo debe aprovechar al máximo el monitoreo de agua subterránea existente en. los pozos del área de monitoreo, o realizar los ajustes apropiados según condiciones específicas, o construir una nueva red de monitoreo.
El diseño de la red (puntos) de monitoreo debe basarse en la dirección paralela del flujo de agua subterránea, complementada con la dirección vertical del flujo de agua subterránea; el diseño de los puntos (líneas) de monitoreo debe basarse en el principio de controlar las características de recarga, escorrentía y descarga de aguas subterráneas. Cuando el área del embudo de caída de agua subterránea es consistente o básicamente consistente con el centro de hundimiento del terreno, la línea del punto de monitoreo debe trazarse en forma de cruz que pase por el centro del embudo y su longitud debe exceder el alcance del embudo; dos son inconsistentes, el diseño de los puntos de monitoreo no solo debe considerar las aguas subterráneas. Para el embudo de aterrizaje, también se debe considerar el centro de asentamiento.
Los puntos de monitoreo de aguas subterráneas deben organizarse en áreas con grandes cambios en los niveles de agua subterránea o en áreas de agua estancada aguas arriba cuando hay múltiples acuíferos, los pozos de monitoreo deben instalarse en capas para monitorear los niveles de agua y el agua de los poros; presión de cada capa y sus relaciones hidráulicas.
Los pozos de monitoreo en capas deben observarse en la medida de lo posible correspondientes a los orificios estándar de asentamiento en capas; la densidad o el espaciado de los puntos de monitoreo depende de las características del embudo de caída de agua subterránea, la situación actual del hundimiento del terreno y la necesidad de monitoreo selección de puntos de monitoreo Finalmente, deben nombrarse, numerarse, medirse y marcarse en el mapa topográfico. Los pozos de monitoreo y los pozos deben limpiarse a tiempo para mantener un monitoreo normal; Los pozos propensos a obstruirse pueden monitorearse instalando filtros en el pozo.
Durante el monitoreo se deben recolectar datos hidrometeorológicos en el área de monitoreo, como precipitaciones, evaporación, nivel de agua superficial, volumen de agua y su relación con la recarga de aguas subterráneas.
b. Requisitos de monitoreo dinámico de las aguas subterráneas: El monitoreo del nivel y el volumen del agua subterránea debe realizarse de acuerdo con las disposiciones pertinentes del DZ/T0133-1994 "Reglamento de monitoreo de aguas subterráneas" y HJ/T164-2004 ". Especificaciones Técnicas para el Monitoreo Ambiental de Aguas Subterráneas”; A través de los resultados del monitoreo de nivel y volumen de agua, se aclararon las características de formación, rango de distribución, tendencia de desarrollo del embudo de descenso del nivel de agua subterránea y su impacto en las edificaciones existentes.
(2) Radar de apertura sintética de interferencia diferencial (D-InSAR): obtenga información digital precisa de elevación del terreno del área de monitoreo en diferentes períodos y obtenga resultados de medición de la deformación del terreno mediante la extracción e interpretación de información.
1) Métodos de adquisición: Radar Interferométrico de Apertura Sintética (InSAR) y Radar Interferométrico de Apertura Sintética Diferencial (D-InSAR).
2) Métodos y modelos de procesamiento de imágenes: Ambas tecnologías son métodos y modelos de procesamiento de imágenes basados en la tecnología de radar de apertura sintética, y son una extensión y extensión de la aplicación de la tecnología de radar de apertura sintética.
3) Flujo de procesamiento InSAR: procesa datos basados en dos imágenes SAR de la misma área, obtiene la imagen de interferencia calculando la diferencia de fase de las dos imágenes SAR y luego obtiene la elevación del terreno a partir de las franjas de interferencia. a través de datos de expansión de fase.
4) Flujo de procesamiento D-InSAR: utiliza dos interferogramas de la misma área, uno de los cuales se obtiene de dos imágenes SAR antes y después del evento de deformación, y el otro se obtiene de dos imágenes SAR antes y después del evento de deformación. Después del evento de deformación, las dos imágenes de interferencia se procesan diferencialmente (eliminando la influencia del relieve de la superficie y el terreno) para obtener la microdeformación de la superficie del suelo.
5) Frecuencia de seguimiento: La frecuencia de seguimiento de la deformación superficial es de un año.
6) Rango de monitoreo: Centrado en el pozo de inyección de agua, con una extensión de 100 km2.
(3) Tabla de registro de datos de monitoreo: Las tablas de registro involucradas en el monitoreo de hundimiento o levantamiento del terreno se muestran en la Tabla 7-33 y la Tabla 7-34.
Tabla 7-33 Tabla de registro de deformación del terreno
Tabla 7-34 Tabla estadística de resultados del monitoreo de la deformación del terreno
6. p>A través del monitoreo microsísmico, por un lado, se investigan los problemas de seguridad geológica que puede causar el proyecto de inyección de CO2, por otro lado, se estudia la migración y distribución de la columna de CO2 en yacimientos profundos;
(1) Método de diseño para el monitoreo del valor de fondo microsísmico: (1) Distribuir puntos para cumplir con los requisitos de precisión (2) Determinar la estructura geológica y las propiedades mecánicas de la roca de los pozos de inyección de agua y los pozos de monitoreo; Determinar la cantidad de inyección de CO2 y la presión; (4) aclarar el volumen de perfusión, monitorear la ubicación del pozo y el fondo de ruido ambiental (5) determinar la profundidad de monitoreo;
(2) Determine el proceso básico del sistema de monitoreo microsísmico: (1) Se determina empíricamente que el rango de magnitud de momento del monitoreo microsísmico es -2,0 ~ +3,5, y el potencial de deformación de la forma del cuerpo y la energía liberada se puede calcular mediante fórmulas empíricas; (2) Tomando la caída de tensión como una constante empírica, utilice fórmulas empíricas para calcular los límites superior e inferior de la frecuencia de la esquina (3) Según el rango de magnitud, la distancia entre el epicentro y el; sensor y amplitud, utilizan fórmulas empíricas para determinar el rango dinámico. (4) Determinar la ubicación y otros parámetros de rendimiento del convertidor digital a analógico de acuerdo con un método económico y razonable. (5) Determinar el método de protocolo de comunicación para la transmisión y control de datos del sistema de acuerdo con un método económico y razonable.
(3) Métodos de monitoreo:
1) Método de monitoreo microsísmico terrestre de alta precisión: el monitoreo terrestre consiste en colocar varios receptores en el suelo alrededor del área objetivo de monitoreo (como pozos de fracturación). ) punto de seguimiento microsísmico. Al disponer conjuntos de monitoreo microsísmico de alta densidad en la superficie y en pozos poco profundos a unos 100 m de distancia de la superficie, este sistema puede monitorear con precisión las fisuras y tendencias del macizo rocoso a una profundidad de 2000 a 4000 m debajo de la superficie. Dado que el sistema se instala cerca de la superficie, los costos de aplicación son bajos y no dañará el pozo. En la Figura 7-7 se muestra una disposición típica del detector.
Figura 7-7 Diseño típico de geófono para monitoreo microsísmico terrestre de alta precisión.
2) Método de monitoreo microsísmico de alta precisión en el pozo: el monitoreo en el pozo consiste en organizar una matriz receptora en uno o varios pozos cerca del área objetivo de monitoreo para el monitoreo microsísmico. La tecnología microsísmica de fondo de pozo utiliza cables de comunicación blindados para colocar sismómetros de adquisición en tiempo real multipolares de tres componentes en pozos adyacentes al pozo de fracturación, y el fondo del pozo corresponde a la profundidad del yacimiento. Al monitorear las señales microsísmicas generadas por la fractura por tracción de la roca al final de la fractura y el deslizamiento por corte de las microfisuras en la zona de pérdida de fluido, se pueden determinar las características de distribución espacial de las fracturas en términos de orientación, altura, longitud y asimetría. y el rango de extensión se obtienen mediante análisis y procesamiento. A través de la inversión del tensor de momento y otras técnicas se utilizan para analizar propiedades de fractura y campos de geoesfuerzos tridimensionales. En comparación con tecnologías similares, la microsismicidad del pozo tiene una mayor confiabilidad para explicar la orientación de las fracturas y el tamaño geométrico. El diseño típico se muestra en la Figura 7-8.
(4) Composición del sistema de monitoreo microsísmico: El sistema de monitoreo microsísmico de alta precisión incluye hardware y software (Figura 7-9). La parte de hardware incluye detectores, recolectores de datos, módems, centros de control y computadoras. El software incluye software de ejecución de tiempo, software de análisis de formas de onda, software de visualización e interpretación de datos y otros módulos.
Figura 7-8 Diagrama esquemático del monitoreo microsísmico en un pozo (basado en el proyecto CCS de Mississippi, 2008)
Figura 7-9 Diagrama esquemático del principio de monitoreo microsísmico