Za simulaciju temperaturnih polja i za druge proračune potrebno je znati temperaturu tla na datoj dubini.

Temperatura tla na dubini mjeri se pomoću termometara za dubinu ekstrakcije tla. Riječ je o planskim istraživanjima koja redovno sprovode meteorološke stanice. Podaci istraživanja služe kao osnova za klimatske atlase i regulatorne dokumente.

Da biste dobili temperaturu tla na određenoj dubini, možete isprobati, na primjer, dvije jednostavne metode. Obje metode uključuju korištenje referentnih knjiga:

1. Za približno određivanje temperature možete koristiti dokument CPI-22. „Prelasci pruga cevovodima“. Ovdje je, u okviru metodologije toplotnog proračuna cjevovoda, data tabela 1, gdje su za pojedine klimatske regije date vrijednosti temperatura tla u zavisnosti od dubine mjerenja. Predstavljam ovu tabelu u nastavku.

Tabela 1

1. Tabela temperatura tla na različitim dubinama iz izvora "za pomoć radniku u plinskoj industriji" iz vremena SSSR-a

Standardne dubine prodora mraza za neke gradove:

Dubina smrzavanja tla ovisi o vrsti tla:

Mislim da je najlakša opcija koristiti gore navedene referentne podatke i zatim interpolirati.

Najpouzdanija opcija za tačne proračune korištenjem temperatura tla je korištenje podataka meteoroloških službi. Neki online imenici su zasnovani na meteorološkim službama. Na primjer, http://www.atlas-yakutia.ru/.

Ovdje je dovoljno odabrati naselje, vrstu tla i možete dobiti temperaturnu kartu tla ili njene podatke u tabelarnom obliku. U principu je zgodno, ali izgleda da je ovaj resurs plaćen.

Ako znate više načina za određivanje temperature tla na datoj dubini, napišite komentare.

Možda će vas zanimati sljedeći materijal:

U našoj zemlji bogatoj ugljovodonicima, geotermalna energija je egzotičan resurs koji, s obzirom na sadašnje stanje, teško da može konkurirati naftom i gasom. Ipak, ovaj alternativni oblik energije može se koristiti gotovo svuda i prilično je efikasan.

Geotermalna energija je toplina unutrašnjosti Zemlje. Proizvodi se u dubinama i dolazi na površinu Zemlje u različitim oblicima i različitim intenzitetom.

Temperatura gornjih slojeva tla ovisi uglavnom o vanjskim (egzogenim) faktorima - sunčevoj svjetlosti i temperaturi zraka. Ljeti i tokom dana tlo se zagrijava do određene dubine, a zimi i noću se hladi nakon promjene temperature zraka i sa određenim zakašnjenjem, povećavajući se sa dubinom. Utjecaj dnevnih kolebanja temperature zraka završava se na dubinama od nekoliko do nekoliko desetina centimetara. Sezonske fluktuacije pokrivaju dublje slojeve tla - do desetina metara.

Na određenoj dubini - od desetina do stotina metara - održava se konstantna temperatura tla, jednaka prosječnoj godišnjoj temperaturi zraka na površini Zemlje. To je lako provjeriti spuštanjem u dovoljno duboku pećinu.

Kada je srednja godišnja temperatura vazduha u određenom području ispod nule, to se manifestuje kao permafrost (tačnije, permafrost). U istočnom Sibiru debljina, odnosno debljina smrznutog tla tokom cijele godine dostiže mjestimično 200-300 m.

Sa određene dubine (svoje za svaku tačku na karti) djelovanje Sunca i atmosfere toliko slabi da endogeni (unutrašnji) faktori dolaze do izražaja i zemljina unutrašnjost se zagrijava iznutra, tako da temperatura počinje da raste sa dubinom.

Zagrijavanje dubokih slojeva Zemlje uglavnom je povezano s raspadom radioaktivnih elemenata koji se tamo nalaze, iako se i drugi izvori topline nazivaju, na primjer, fizičko-hemijski, tektonski procesi u dubokim slojevima zemljine kore i plašta. Ali bez obzira na razlog, temperatura stijena i povezanih tekućih i plinovitih tvari raste s dubinom. Rudari su suočeni s ovim fenomenom - u dubokim rudnicima je uvijek vruće. Na dubini od 1 km, temperatura od trideset stepeni je normalna, a dublje temperatura je još viša.

Toplotni tok zemljine unutrašnjosti, koji dopire do površine Zemlje, je mali - u prosjeku, njegova snaga je 0,03–0,05 W / m 2, odnosno oko 350 W · h / m 2 godišnje. Na pozadini toplotnog toka sa Sunca i zraka koji se njime zagrijava, ovo je neprimjetna vrijednost: Sunce daje svakom kvadratnom metru zemljine površine oko 4000 kWh godišnje, odnosno 10 000 puta više (naravno, ovo je u prosjeku, sa ogromnim rasponom između polarnih i ekvatorijalnih širina i ovisno o drugim klimatskim i vremenskim faktorima).

Neznačajnost toplotnog toka iz dubina prema površini na većem dijelu planete povezana je s niskom toplinskom provodljivošću stijena i posebnostima geološke strukture. Ali postoje izuzeci - mjesta gdje je protok topline visok. To su, prije svega, zone tektonskih rasjeda, povećane seizmičke aktivnosti i vulkanizma, gdje energija unutrašnjosti zemlje nalazi izlaz. Takve zone karakteriziraju termalne anomalije litosfere, ovdje toplinski tok koji dopire do površine Zemlje može biti nekoliko puta, pa čak i redova veličine, jači od "uobičajenog". Vulkanske erupcije i izvori tople vode nose ogromnu količinu topline na površinu u ovim zonama.

Upravo su ova područja najpovoljnija za razvoj geotermalne energije. Na teritoriji Rusije to su, prije svega, Kamčatka, Kurilska ostrva i Kavkaz.

Istovremeno, razvoj geotermalne energije moguć je skoro svuda, jer je porast temperature sa dubinom sveprisutan fenomen, a zadatak je da se "izvuče" toplota iz utrobe, kao što se odatle crpe mineralne sirovine.

U prosjeku, temperatura raste sa dubinom za 2,5–3 °C na svakih 100 m. Odnos temperaturne razlike između dvije tačke na različitim dubinama i razlike u dubini između njih naziva se geotermalni gradijent.

Recipročno je geotermalni korak, ili interval dubine, na kojem temperatura raste za 1 °C.

Što je veći gradijent i, shodno tome, što je niži korak, toplina Zemljinih dubina se približava površini i ovo područje je perspektivnije za razvoj geotermalne energije.

U različitim područjima, u zavisnosti od geološke strukture i drugih regionalnih i lokalnih uslova, brzina porasta temperature sa dubinom može dramatično varirati. Na skali Zemlje, fluktuacije u veličini geotermalnih gradijenta i stepenica dostižu 25 puta. Na primjer, u Oregonu (SAD) gradijent je 150 °C po km, au Južnoj Africi 6 °C po km.

Pitanje je koja je temperatura na velikim dubinama - 5, 10 km ili više? Ako se trend nastavi, temperature na dubini od 10 km bi u prosjeku trebale biti oko 250-300 °C. To je manje-više potvrđeno direktnim zapažanjima u superdubokim bunarima, iako je slika mnogo složenija od linearnog povećanja temperature.

Na primjer, u superdubokoj bušotini Kola izbušenoj u Baltičkom kristalnom štitu, temperatura do dubine od 3 km mijenja se brzinom od 10 ° C / 1 km, a zatim geotermalni gradijent postaje 2-2,5 puta veći. Na dubini od 7 km već je zabilježena temperatura od 120 °C, na dubini od 10 km - 180 °C, a na dubini od 12 km - 220 °C.

Drugi primjer je bušotina izbušena u sjevernom Kaspijskom regionu, gdje je zabilježena temperatura od 42 °C na dubini od 500 m, 70 °C na 1,5 km, 80 °C na 2 km i 108 °C na 3 km.

Pretpostavlja se da se geotermalni gradijent smanjuje počevši od dubine od 20-30 km: na dubini od 100 km pretpostavljene temperature su oko 1300-1500 °C, na dubini od 400 km - 1600 °C, u Zemljinoj jezgro (dubine preko 6000 km) - 4000-5000 °C.

Na dubinama od 10–12 km, temperatura se mjeri kroz izbušene bušotine; gdje ih nema, određuje se posrednim znakovima na isti način kao i na većim dubinama. Takvi indirektni znakovi mogu biti priroda prolaska seizmičkih valova ili temperatura lave koja izlazi.

Međutim, za potrebe geotermalne energije podaci o temperaturama na dubinama većim od 10 km još nisu od praktičnog interesa.

Na dubinama od nekoliko kilometara ima mnogo topline, ali kako je podići? Ponekad nam ovaj problem rješava sama priroda uz pomoć prirodnog nosača topline - zagrijane termalne vode koje izlaze na površinu ili leže na nama dostupnoj dubini. U nekim slučajevima, voda u dubini se zagrijava do stanja pare.

Ne postoji stroga definicija pojma "termalne vode". U pravilu se podrazumijevaju vruće podzemne vode u tekućem stanju ili u obliku pare, uključujući i one koje dolaze na površinu Zemlje s temperaturom iznad 20°C, odnosno u pravilu višom od temperature zraka.

Toplina podzemne vode, pare, mješavine pare i vode je hidrotermalna energija. Shodno tome, energija zasnovana na njenoj upotrebi naziva se hidrotermalna.

Situacija je složenija s proizvodnjom topline direktno iz suhih stijena - petrotermalne energije, tim više što prilično visoke temperature, u pravilu, počinju sa dubine od nekoliko kilometara.

Na teritoriji Rusije potencijal petrotermalne energije je sto puta veći od potencijala hidrotermalne energije - 3500 i 35 triliona tona ekvivalenta goriva. To je sasvim prirodno - toplina dubina Zemlje je posvuda, a termalne vode se nalaze lokalno. Međutim, zbog očiglednih tehničkih poteškoća za proizvodnju toplotne i električne energije, trenutno se najviše koriste termalne vode.

Vode sa temperaturama između 20-30°C i 100°C pogodne su za grijanje, temperature između 150°C i više - i za proizvodnju električne energije u geotermalnim elektranama.

Generalno, geotermalni resursi na teritoriji Rusije u tonama ekvivalentnog goriva ili bilo koje druge mjerne jedinice energije su oko 10 puta veći od rezervi fosilnih goriva.

Teoretski, samo geotermalna energija bi mogla u potpunosti zadovoljiti energetske potrebe zemlje. U praksi, trenutno, na većem dijelu njene teritorije, to nije izvodljivo iz tehničkih i ekonomskih razloga.

U svijetu se korištenje geotermalne energije najčešće povezuje s Islandom – državom koja se nalazi na sjevernom kraju Srednjoatlantskog grebena, u izuzetno aktivnoj tektonskoj i vulkanskoj zoni. Vjerovatno se svi sjećaju snažne erupcije vulkana Eyjafjallajokull ( Eyjafjallajökull) u 2010. godini.

Upravo zahvaljujući ovoj geološkoj specifičnosti Island ima ogromne rezerve geotermalne energije, uključujući tople izvore koji izlaze na površinu Zemlje i čak izbijaju u obliku gejzira.

Na Islandu se više od 60% sve potrošene energije trenutno uzima sa Zemlje. Uključujući geotermalne izvore, obezbjeđuje se 90% grijanja i 30% proizvodnje električne energije. Dodajmo da se ostatak električne energije u zemlji proizvodi u hidroelektranama, odnosno također koristeći obnovljivi izvor energije, zahvaljujući čemu Island izgleda kao svojevrsni globalni ekološki standard.

Pripitomljavanje geotermalne energije u 20. veku je znatno pomoglo Islandu ekonomski. Do sredine prošlog veka bila je veoma siromašna zemlja, sada je na prvom mestu u svetu po instaliranom kapacitetu i proizvodnji geotermalne energije po glavi stanovnika i u prvih deset po apsolutnoj vrednosti instalisanog kapaciteta geotermalne energije. elektrane. Međutim, njegova populacija je samo 300 hiljada ljudi, što pojednostavljuje zadatak prelaska na ekološki prihvatljive izvore energije: potrebe za tim su uglavnom male.

Osim Islanda, visok udio geotermalne energije u ukupnom bilansu proizvodnje električne energije obezbjeđuju i Novi Zeland i ostrvske države jugoistočne Azije (Filipini i Indonezija), zemlje Centralne Amerike i Istočne Afrike, čiju teritoriju karakteriše i visoka seizmička i vulkanska aktivnost. Za ove zemlje, s obzirom na njihov trenutni nivo razvoja i potreba, geotermalna energija daje značajan doprinos društveno-ekonomskom razvoju.

Upotreba geotermalne energije ima veoma dugu istoriju. Jedan od prvih poznatih primjera je Italija, mjesto u provinciji Toskana, koje se danas zove Larderello, gdje su se već početkom 19. stoljeća lokalne tople termalne vode, izlivene prirodno ili izvađene iz plitkih bunara, koristile za energetske svrhe.

Podzemna voda bogata borom korištena je ovdje za dobivanje borne kiseline. U početku se ova kiselina dobijala isparavanjem u gvozdenim kotlovima, a kao gorivo je uzimano obično drvo za ogrev iz obližnjih šuma, ali je 1827. godine Francesco Larderel stvorio sistem koji je radio na toploti same vode. Istovremeno se energija prirodne vodene pare počela koristiti za rad bušaćih uređaja, a početkom 20. stoljeća - za grijanje lokalnih kuća i staklenika. Na istom mjestu, u Larderellu, 1904. godine termalna vodena para postala je izvor energije za proizvodnju električne energije.

Neke druge zemlje slijedile su primjer Italije krajem 19. i početkom 20. stoljeća. Na primjer, 1892. godine termalna voda je prvi put korištena za lokalno grijanje u Sjedinjenim Državama (Boise, Idaho), 1919. u Japanu i 1928. na Islandu.

U Sjedinjenim Državama prva hidrotermalna elektrana pojavila se u Kaliforniji ranih 1930-ih, na Novom Zelandu 1958, u Meksiku 1959, u Rusiji (prva binarna geotermalna elektrana na svijetu) 1965...

Stari princip na novom izvoru

Za proizvodnju električne energije potrebna je veća temperatura hidroizvora nego za grijanje - više od 150°C. Princip rada geotermalne elektrane (GeoPP) sličan je principu rada konvencionalne termoelektrane (TE). Zapravo, geotermalna elektrana je vrsta termoelektrane.

U TE, u pravilu, ugalj, plin ili lož ulje djeluju kao primarni izvor energije, a vodena para služi kao radni fluid. Gorivo, gori, zagrijava vodu do stanja pare, koja rotira parnu turbinu, a ona proizvodi električnu energiju.

Razlika između GeoPP-a je u tome što je primarni izvor energije ovdje toplina zemljine unutrašnjosti, a radni fluid u obliku pare se dovodi do lopatica turbine električnog generatora u "gotovom" obliku direktno iz proizvodnje. dobro.

Postoje tri glavne sheme rada GeoPP-a: direktna, korištenjem suhe (geotermalne) pare; indirektni, bazirani na hidrotermalnoj vodi, i mješoviti, ili binarni.

Upotreba određene sheme ovisi o stanju agregacije i temperaturi energetskog nosača.

Najjednostavnija i stoga prva od savladanih shema je ravna linija, u kojoj se para koja dolazi iz bunara prolazi direktno kroz turbinu. Prvi GeoPP na svijetu u Larderellu također je radio na suhoj pari 1904. godine.

GeoPP-ovi s indirektnom shemom rada najčešći su u naše vrijeme. Koriste toplu podzemnu vodu koja se pod visokim pritiskom upumpava u isparivač, gdje se dio isparava, a nastala para okreće turbinu. U nekim slučajevima, potrebni su dodatni uređaji i krugovi za pročišćavanje geotermalne vode i pare od agresivnih spojeva.

Otpadna para ulazi u bunar za ubrizgavanje ili se koristi za grijanje prostora - u ovom slučaju princip je isti kao u radu CHP-a.

Na binarnim GeoPP-ovima, vruća termalna voda stupa u interakciju s drugom tekućinom koja djeluje kao radni fluid s nižom tačkom ključanja. Oba fluida prolaze kroz izmjenjivač topline, gdje termalna voda isparava radni fluid, čija para rotira turbinu.

Ovaj sistem je zatvoren, čime se rješava problem emisija u atmosferu. Osim toga, radni fluidi s relativno niskom tačkom ključanja omogućavaju korištenje ne baš vruće termalne vode kao primarnog izvora energije.

Sve tri sheme koriste hidrotermalni izvor, ali petrotermalna energija se također može koristiti za proizvodnju električne energije.

Šematski dijagram u ovom slučaju je također prilično jednostavan. Potrebno je izbušiti dvije međusobno povezane bušotine – injekcionu i proizvodnu. Voda se pumpa u injekcioni bunar. Na dubini se zagrijava, a zatim se zagrijana voda ili para nastala kao rezultat jakog zagrijavanja dovodi kroz proizvodni bunar na površinu. Nadalje, sve ovisi o tome kako se petrotermalna energija koristi - za grijanje ili za proizvodnju električne energije. Zatvoreni ciklus je moguć sa ubrizgavanjem otpadne pare i vode nazad u injekcioni bunar ili na drugi način odlaganja.

Nedostatak takvog sistema je očigledan: da bi se postigla dovoljno visoka temperatura radnog fluida, bunari se moraju izbušiti do velike dubine. A to su ozbiljni troškovi i rizik od značajnog gubitka toplote kada se tečnost kreće prema gore. Stoga su petrotermalni sistemi još uvijek manje rasprostranjeni od hidrotermalnih, iako je potencijal petrotermalne energije za redove veličine veći.

Trenutno je Australija lider u stvaranju takozvanih petrotermalnih cirkulacionih sistema (PCS). Osim toga, ovaj smjer geotermalne energije se aktivno razvija u SAD-u, Švicarskoj, Velikoj Britaniji i Japanu.

Dar lorda Kelvina

Pronalazak toplotne pumpe fizičara Williama Thompsona (poznatog kao Lord Kelvin) 1852. godine pružio je čovječanstvu pravu priliku da iskoristi niskopotencijalnu toplinu gornjih slojeva tla. Sistem toplotne pumpe, ili, kako ga je Thompson nazvao, množitelj toplote, zasniva se na fizičkom procesu prenosa toplote iz okoline u rashladno sredstvo. U stvari, koristi isti princip kao u petrotermalnim sistemima. Razlika je u izvoru toplote, u vezi s tim se može postaviti terminološko pitanje: u kojoj meri se toplotna pumpa može smatrati geotermalnim sistemom? Činjenica je da se u gornjim slojevima, do dubine od desetina do stotina metara, stijene i tekućine sadržane u njima zagrijavaju ne dubokom toplinom zemlje, već suncem. Dakle, sunce je u ovom slučaju primarni izvor toplote, iako se uzima, kao iu geotermalnim sistemima, iz zemlje.

Rad toplotne pumpe zasniva se na kašnjenju u zagrevanju i hlađenju tla u odnosu na atmosferu, usled čega se formira temperaturni gradijent između površinskih i dubljih slojeva, koji zadržavaju toplotu i zimi, slično šta se dešava u vodnim tijelima. Osnovna namjena toplotnih pumpi je grijanje prostora. U stvari, to je „obrnuti frižider“. I toplotna pumpa i frižider su u interakciji sa tri komponente: unutrašnjim okruženjem (u prvom slučaju - zagrejana prostorija, u drugom - rashladna komora frižidera), spoljašnjim okruženjem - izvorom energije i rashladnim sredstvom (rashladnim sredstvom) , to je i nosač toplote koji obezbeđuje prenos toplote ili hladnoće.

Supstanca sa niskom tačkom ključanja deluje kao rashladno sredstvo, što joj omogućava da uzima toplotu iz izvora koji ima čak i relativno nisku temperaturu.

U frižideru, tečno rashladno sredstvo ulazi u isparivač kroz prigušnicu (regulator pritiska), gde usled naglog pada pritiska tečnost isparava. Isparavanje je endotermni proces koji zahtijeva eksternu apsorpciju topline. Kao rezultat, toplina se uzima iz unutrašnjih zidova isparivača, što osigurava rashladni efekat u komori hladnjaka. Nadalje, iz isparivača, rashladno sredstvo se usisava u kompresor, gdje se vraća u tečno agregacijsko stanje. Ovo je obrnuti proces koji vodi do oslobađanja uklonjene topline u vanjsko okruženje. U pravilu se baca u prostoriju i stražnji dio frižidera je relativno topao.

Toplotna pumpa radi na približno isti način, s tom razlikom što se toplota uzima iz spoljašnje sredine i preko isparivača ulazi u unutrašnje okruženje – sistem grejanja prostorije.

U pravoj toplotnoj pumpi voda se zagrijava, prolazeći kroz vanjski krug, polaže se u zemlju ili u rezervoar, a zatim ulazi u isparivač.

U isparivaču se toplina prenosi na unutrašnji krug ispunjen rashladnim sredstvom s niskom tačkom ključanja, koje, prolazeći kroz isparivač, prelazi iz tekućeg u plinovito stanje, oduzimajući toplinu.

Nadalje, plinoviti rashladni fluid ulazi u kompresor, gdje se komprimira do visokog tlaka i temperature, te ulazi u kondenzator, gdje se odvija izmjena topline između vrućeg plina i rashladnog sredstva iz sistema grijanja.

Za rad kompresora je potrebna električna energija, međutim, omjer transformacije (omjer potrošene i proizvedene energije) u modernim sistemima je dovoljno visok da osigura njihovu efikasnost.

Trenutno se toplotne pumpe široko koriste za grijanje prostora, uglavnom u ekonomski razvijenim zemljama.

Eko-ispravna energija

Geotermalna energija se smatra ekološki prihvatljivom, što je općenito istina. Prije svega, koristi obnovljiv i praktično neiscrpan resurs. Geotermalna energija ne zahtijeva velike površine, za razliku od velikih hidroelektrana ili vjetroelektrana, i ne zagađuje atmosferu, za razliku od ugljikovodične energije. U prosjeku, GeoPP zauzima 400 m 2 u smislu 1 GW proizvedene električne energije. Ista brojka za elektranu na ugalj, na primjer, iznosi 3600 m 2. Ekološke prednosti GeoPP-a uključuju i nisku potrošnju vode - 20 litara svježe vode na 1 kW, dok TE i NE zahtijevaju oko 1000 litara. Imajte na umu da su ovo ekološki indikatori "prosječnog" GeoPP-a.

Ali i dalje postoje negativne nuspojave. Među njima se najčešće izdvajaju buka, toplotno zagađenje atmosfere i hemijsko zagađenje - vode i tla, kao i stvaranje čvrstog otpada.

Glavni izvor hemijskog zagađenja životne sredine je stvarna termalna voda (sa visokom temperaturom i mineralizacijom), koja često sadrži velike količine toksičnih jedinjenja, zbog čega se javlja problem odlaganja otpadnih voda i opasnih materija.

Negativni efekti geotermalne energije mogu se pratiti u nekoliko faza, počevši od bušenja bušotina. Ovdje se javljaju iste opasnosti kao i kod bušenja bilo kojeg bunara: uništavanje tla i vegetacije, zagađenje tla i podzemnih voda.

U fazi rada GeoPP-a i dalje postoje problemi zagađenja životne sredine. Termalni fluidi - voda i para - obično sadrže ugljen dioksid (CO 2), sumpor sulfid (H 2 S), amonijak (NH 3), metan (CH 4), kuhinjsku so (NaCl), bor (B), arsen (As ), živa (Hg). Kada se ispuste u spoljašnju sredinu, postaju izvori njenog zagađenja. Osim toga, agresivna hemijska sredina može uzrokovati korozijsko oštećenje konstrukcija GeoTPP-a.

Istovremeno, emisije zagađujućih materija na GeoPP su u prosjeku niže nego na TE. Na primjer, emisije ugljičnog dioksida za svaki kilovat-sat proizvedene električne energije iznose do 380 g na GeoPP, 1.042 g - na TE na ugalj, 906 g - na lož ulje i 453 g - na TE na plin.

Postavlja se pitanje šta učiniti sa otpadnom vodom? Sa niskim salinitetom, može se ispuštati u površinske vode nakon hlađenja. Drugi način je da se pumpa nazad u vodonosnik kroz injekcionu bušotinu, što se danas preferira i pretežno se koristi.

Ekstrakcija termalne vode iz akvifera (kao i ispumpavanje obične vode) može uzrokovati slijeganje i pomicanje tla, druge deformacije geoloških slojeva, mikro-potrese. Vjerovatnoća takvih pojava je u pravilu mala, iako su zabilježeni pojedinačni slučajevi (na primjer, na GeoPP-u u Staufen im Breisgau u Njemačkoj).

Treba naglasiti da se većina GeoPP-ova nalazi u relativno slabo naseljenim područjima iu zemljama trećeg svijeta, gdje su ekološki zahtjevi manje strogi nego u razvijenim zemljama. Osim toga, u ovom trenutku broj GeoPP-ova i njihovi kapaciteti su relativno mali. Sa ekstenzivnijim razvojem geotermalne energije, ekološki rizici se mogu povećati i umnožiti.

Kolika je energija Zemlje?

Investicioni troškovi za izgradnju geotermalnih sistema variraju u vrlo širokom rasponu - od 200 do 5.000 dolara po 1 kW instalirane snage, odnosno najjeftinije opcije su uporedive sa troškovima izgradnje termoelektrane. One zavise, prije svega, od uslova nastanka termalnih voda, njihovog sastava i dizajna sistema. Bušenje na velike dubine, stvaranje zatvorenog sistema sa dva bunara, potreba za prečišćavanjem vode može višestruko povećati troškove.

Na primjer, ulaganja u stvaranje petrotermalnog cirkulacijskog sistema (PCS) procjenjuju se na 1,6-4 hiljade dolara po 1 kW instaliranog kapaciteta, što premašuje troškove izgradnje nuklearne elektrane i uporedivo je sa troškovima izgradnje vjetroelektrane i solarne elektrane.

Očigledna ekonomska prednost GeoTPP-a je besplatan nosilac energije. Poređenja radi, u strukturi troškova tekuće TE ili NE, gorivo čini 50-80% ili čak više, ovisno o trenutnim cijenama energije. Otuda još jedna prednost geotermalnog sistema: operativni troškovi su stabilniji i predvidljiviji, jer ne zavise od eksterne konjunkture cena energije. Općenito, operativni troškovi GeoTPP-a procjenjuju se na 2–10 centi (60 kopejki – 3 rublje) po 1 kWh proizvedenog kapaciteta.

Druga najveća (posle energije) (i veoma značajna) stavka rashoda su, po pravilu, plate osoblja u fabrici, koje se mogu radikalno razlikovati u različitim zemljama i regionima.

U prosjeku, cijena 1 kWh geotermalne energije uporediva je s onim za termoelektrane (u ruskim uvjetima - oko 1 rublja / 1 kWh) i deset puta veća od cijene proizvodnje električne energije u hidroelektranama (5-10 kopejki / 1). kWh).

Dio razloga za visoku cijenu leži u činjenici da, za razliku od termo i hidrauličnih elektrana, GeoTPP ima relativno mali kapacitet. Pored toga, potrebno je uporediti sisteme koji se nalaze u istom regionu i pod sličnim uslovima. Na primjer, na Kamčatki, prema stručnjacima, 1 kWh geotermalne električne energije košta 2-3 puta jeftinije od struje proizvedene u lokalnim termoelektranama.

Pokazatelji ekonomske efikasnosti geotermalnog sistema zavise, na primjer, od toga da li je potrebno odlagati otpadne vode i na koji način se to radi, da li je moguće kombinirano korištenje resursa. Dakle, hemijski elementi i jedinjenja ekstrahovani iz termalne vode mogu pružiti dodatni prihod. Prisjetimo se primjera Larderella: tamo je primarna bila kemijska proizvodnja, a korištenje geotermalne energije u početku je bilo pomoćno.

Geotermalna energija naprijed

Geotermalna energija se razvija nešto drugačije od vjetra i sunca. Trenutno to uvelike ovisi o prirodi samog resursa, koji se oštro razlikuje po regijama, a najveće koncentracije vezane su za uske zone geotermalnih anomalija, koje su po pravilu povezane s područjima tektonskih rasjeda i vulkanizma.

Osim toga, geotermalna energija je tehnološki manje kapaciteta u usporedbi s vjetrom, a još više sa solarnom energijom: sistemi geotermalnih stanica su prilično jednostavni.

U ukupnoj strukturi svjetske proizvodnje električne energije geotermalna komponenta čini manje od 1%, ali u nekim regijama i zemljama njen udio dostiže 25-30%. Zbog povezanosti sa geološkim uslovima, značajan dio geotermalnih energetskih kapaciteta koncentrisan je u zemljama trećeg svijeta, gdje se ističu tri klastera najvećeg razvoja industrije - ostrva jugoistočne Azije, Centralne Amerike i istočne Afrike. Prve dvije regije uključene su u pacifički "vatreni pojas Zemlje", a treća je vezana za istočnoafrički rascjep. Najvjerovatnije će geotermalna energija nastaviti da se razvija u ovim pojasevima. Dalja perspektiva je razvoj petrotermalne energije, koristeći toplinu slojeva zemlje, koji se nalaze na dubini od nekoliko kilometara. Ovo je gotovo sveprisutan resurs, ali njegovo vađenje zahtijeva visoke troškove, stoga se petrotermalna energija razvija prvenstveno u ekonomski i tehnološki najmoćnijim zemljama.

Općenito, s obzirom na sveprisutnu distribuciju geotermalnih resursa i prihvatljiv nivo ekološke sigurnosti, postoji razlog za vjerovanje da geotermalna energija ima dobre izglede za razvoj. Pogotovo sa sve većom prijetnjom nestašice tradicionalnih energetskih resursa i porastom cijena istih.

Od Kamčatke do Kavkaza

U Rusiji razvoj geotermalne energije ima prilično dugu istoriju, a po nizu pozicija smo među svjetskim liderima, iako je udio geotermalne energije u ukupnom energetskom bilansu jedne ogromne zemlje još uvijek zanemarljiv.

Dvije regije - Kamčatka i Sjeverni Kavkaz - postale su pioniri i centri za razvoj geotermalne energije u Rusiji, i ako je u prvom slučaju prije svega riječ o elektroenergetskoj industriji, onda u drugom - o korištenju toplotne energije termalne vode.

Na Sjevernom Kavkazu - u Krasnodarskoj teritoriji, Čečeniji, Dagestanu - toplina termalnih voda u energetske svrhe korištena je i prije Velikog domovinskog rata. U 1980-im i 1990-im, razvoj geotermalne energije u regionu je iz očiglednih razloga zastao i još nije izašao iz stanja stagnacije. Ipak, snabdijevanje geotermalnom vodom na Sjevernom Kavkazu osigurava toplinu za oko 500 hiljada ljudi, a, na primjer, grad Labinsk na Krasnodarskom teritoriju sa populacijom od 60 hiljada ljudi u potpunosti se zagrijava geotermalnim vodama.

Na Kamčatki je istorija geotermalne energije povezana prvenstveno sa izgradnjom GeoPP. Prve od njih, koje još uvijek rade stanice Pauzhetskaya i Paratunskaya, izgrađene su 1965-1967, dok je Paratunskaya GeoPP kapaciteta 600 kW postala prva stanica na svijetu sa binarnim ciklusom. To je bio razvoj sovjetskih naučnika S.S.Kutateladzea i A.M. Rosenfelda iz Instituta za termofiziku Sibirskog ogranka Ruske akademije nauka, koji su 1965. godine dobili autorski certifikat za vađenje električne energije iz vode s temperaturom od 70 ° C. Ova tehnologija je kasnije postala prototip za više od 400 binarnih GeoPP-ova u svijetu.

Kapacitet Paužetske GeoPP, puštene u rad 1966. godine, u početku je bio 5 MW, a zatim je povećan na 12 MW. Trenutno je na stanici u izgradnji binarni blok, koji će povećati njen kapacitet za još 2,5 MW.

Razvoj geotermalne energije u SSSR-u i Rusiji bio je sputan dostupnošću tradicionalnih izvora energije - nafte, gasa, uglja, ali nikada nije prestao. Najveći geotermalni energetski objekti u ovom trenutku su Verkhne-Mutnovskaya GeoPP ukupne snage 12 MW elektrane, puštene u rad 1999. godine, i Mutnovskaya GeoPP snage 50 MW (2002).

GeoPP Mutnovskaya i Verkhne-Mutnovskaya jedinstveni su objekti ne samo za Rusiju, već i na globalnom nivou. Stanice se nalaze u podnožju vulkana Mutnovsky, na nadmorskoj visini od 800 metara i rade u ekstremnim klimatskim uslovima, gde je zima 9-10 meseci godišnje. Oprema Mutnovsky GeoPP, trenutno jedna od najmodernijih u svijetu, u potpunosti je kreirana u domaćim elektroenergetskim preduzećima.

Trenutno, udio Mutnovskih postrojenja u ukupnoj strukturi potrošnje energije energetskog čvorišta Centralne Kamčatke iznosi 40%. U narednim godinama planirano je povećanje kapaciteta.

Odvojeno, treba reći o ruskom petrotermalnom razvoju. Još nemamo velike DSP, ali postoje napredne tehnologije za bušenje do velikih dubina (oko 10 km), koje takođe nemaju analoga u svijetu. Njihov dalji razvoj će omogućiti drastično smanjenje troškova stvaranja petrotermalnih sistema. Programeri ovih tehnologija i projekata su N. A. Gnatus, M. D. Khutorskoy (Geološki institut, RAS), A. S. Nekrasov (Institut za ekonomsko predviđanje, RAS) i stručnjaci iz Kaluške turbinske fabrike. Projekat petrotermalnog cirkulacijskog sistema u Rusiji trenutno je u eksperimentalnoj fazi.

U Rusiji postoje izgledi za geotermalnu energiju, iako relativno udaljeni: potencijal je u ovom trenutku prilično velik, a pozicije tradicionalne energije su jake. Istovremeno, u brojnim udaljenim regijama zemlje korištenje geotermalne energije je ekonomski isplativo i traženo je i sada. To su teritorije sa visokim geoenergetskim potencijalom (Čukotka, Kamčatka, Kurili - ruski dio pacifičkog "vatrenog pojasa Zemlje", planine Južnog Sibira i Kavkaza) i istovremeno udaljene i odsječene od centraliziranog snabdijevanja energijom.

Vjerovatno će se u narednim decenijama geotermalna energija u našoj zemlji razvijati upravo u takvim regijama.

Temperatura unutar zemlje najčešće je prilično subjektivan pokazatelj, jer se tačna temperatura može nazvati samo na pristupačnim mjestima, na primjer, u bunaru Kola (dubina 12 km). Ali ovo mjesto pripada vanjskom dijelu zemljine kore.

Temperature na različitim dubinama Zemlje

Kako su naučnici otkrili, temperatura raste za 3 stepena na svakih 100 metara duboko u Zemlju. Ova brojka je konstantna za sve kontinente i dijelove zemaljske kugle. Takav porast temperature javlja se u gornjem dijelu zemljine kore, otprilike prvih 20 kilometara, zatim se porast temperature usporava.

Najveći porast zabilježen je u Sjedinjenim Državama, gdje su temperature porasle za 150 stepeni na 1000 metara u unutrašnjosti. Najsporiji rast zabilježen je u Južnoj Africi, gdje je termometar porastao za samo 6 stepeni Celzijusa.

Na dubini od oko 35-40 kilometara temperatura se kreće oko 1400 stepeni. Granica između plašta i vanjskog jezgra na dubini od 25 do 3000 km zagrijava se od 2000 do 3000 stepeni. Unutrašnje jezgro se zagreva na 4000 stepeni. Temperatura u samom centru Zemlje, prema najnovijim informacijama dobijenim kao rezultat složenih eksperimenata, iznosi oko 6.000 stepeni. Sunce se može pohvaliti istom temperaturom na svojoj površini.

Minimalne i maksimalne temperature dubina Zemlje

Prilikom izračunavanja minimalne i maksimalne temperature unutar Zemlje ne uzimaju se u obzir podaci pojasa konstantne temperature. U ovom pojasu temperatura je konstantna tokom cijele godine. Pojas se nalazi na dubini od 5 metara (tropi) i do 30 metara (visoke geografske širine).

Maksimalna temperatura izmjerena je i zabilježena na dubini od oko 6.000 metara i iznosila je 274 stepena Celzijusa. Minimalna temperatura unutar zemlje bilježi se uglavnom u sjevernim područjima naše planete, gdje čak i na dubini većoj od 100 metara termometar pokazuje temperature ispod nule.

Odakle dolazi toplina i kako se distribuira u utrobi planete

Toplota unutar zemlje dolazi iz nekoliko izvora:

1) Raspad radioaktivnih elemenata;

2) Gravitaciona diferencijacija materije zagrejane u Zemljinom jezgru;

3) Trenje plime (udarac Mjeseca na Zemlju, praćen usporavanjem potonjeg).

Ovo su neke opcije za pojavu topline u utrobi zemlje, ali pitanje kompletne liste i ispravnosti postojeće je još uvijek otvoreno.

Toplotni tok koji izlazi iz utrobe naše planete varira u zavisnosti od strukturnih zona. Stoga raspodjela topline na mjestu gdje se nalaze okean, planine ili ravnice ima potpuno različite pokazatelje.

Temperatura unutar Zemlje. Određivanje temperature u Zemljinim školjkama zasniva se na različitim, često indirektnim, podacima. Najpouzdaniji podaci o temperaturi odnose se na najgornji dio zemljine kore, izložen rudnicima i bušotinama do maksimalne dubine od 12 km (Kola bunar).

Porast temperature u stepenima Celzijusa po jedinici dubine naziva se geotermalni gradijent, i dubina u metrima, tokom koje se temperatura povećava za 1 0 C - geotermalni korak. Geotermalni gradijent i, shodno tome, geotermalni stadijum variraju od mesta do mesta, u zavisnosti od geoloških uslova, endogene aktivnosti u različitim regionima, kao i heterogene toplotne provodljivosti stena. Istovremeno, prema B. Gutenbergu, granice fluktuacija se razlikuju više od 25 puta. Primjer za to su dva oštro različita gradijenta: 1) 150 o na 1 km u Oregonu (SAD), 2) 6 o na 1 km zabilježeno je u Južnoj Africi. Prema ovim geotermalnim gradijentima, geotermalni korak se također mijenja od 6,67 m u prvom slučaju na 167 m u drugom. Najčešća kolebanja u gradijentu su u rasponu od 20-50 o, a geotermalni korak -15-45 m. Prosječni geotermalni gradijent odavno se uzima na 30 o C po 1 km.

Prema VN Žarkovu, geotermalni gradijent u blizini površine Zemlje procjenjuje se na 20 o C po 1 km. Ako polazimo od ove dvije vrijednosti geotermalnog gradijenta i njegove nepromjenjivosti duboko u Zemlji, tada je na dubini od 100 km trebala biti temperatura od 3000 ili 2000 o C. Međutim, to je u suprotnosti sa stvarnim podaci. Na tim dubinama povremeno nastaju komore magme, iz kojih lava teče na površinu, čija je maksimalna temperatura 1200-1250 o. Uzimajući u obzir ovaj osebujni "termometar", brojni autori (V. A. Lyubimov, V. A. Magnitsky) smatraju da na dubini od 100 km temperatura ne može prijeći 1300-1500 o C.

Na višim temperaturama, stijene plašta bi se potpuno otopile, što je u suprotnosti sa slobodnim prolazom posmičnih seizmičkih valova. Dakle, prosječni geotermalni gradijent se prati samo do određene relativno male dubine od površine (20-30 km), a zatim bi se trebao smanjiti. Ali čak iu ovom slučaju, na istom mjestu, promjena temperature sa dubinom je neujednačena. To se može vidjeti na primjeru promjene temperature sa dubinom duž bunara Kola, smještenog unutar stabilnog kristalnog štita platforme. Prilikom postavljanja ovog bunara izračunat je geotermalni gradijent od 10 o na 1 km, pa se na projektnoj dubini (15 km) očekivala temperatura od oko 150 o C. Međutim, takav gradijent je bio samo do dubine od 3 km, a zatim se počeo povećavati za 1,5 -2,0 puta. Na dubini od 7 km temperatura je bila 120 o C, na 10 km -180 o C, na 12 km -220 o C. Pretpostavlja se da će na projektovanoj dubini temperatura biti blizu 280 o C. Kaspijsko more region, u regionu aktivnijeg endogenog režima. U njemu se na dubini od 500 m ispostavilo da je temperatura 42,2 o C, na 1500 m - 69,9 o C, na 2000 m - 80,4 o C, na 3000 m - 108,3 o C.

Kolika je temperatura u dubljim zonama plašta i jezgra Zemlje? Dobiveni su manje-više pouzdani podaci o temperaturi baze sloja B gornjeg plašta (vidi sliku 1.6). Prema VN Žarkovu, "detaljne studije faznog dijagrama Mg 2 SiO 4 - Fe 2 SiO 4 omogućile su određivanje referentne temperature na dubini koja odgovara prvoj zoni faznog prijelaza (400 km)" (tj. olivin u spinel). Temperatura ovdje, kao rezultat ovih istraživanja, iznosi oko 1600 50 o C.

Problem raspodjele temperatura u omotaču ispod sloja B i u jezgru Zemlje još nije riješen, pa se stoga iznose različite ideje. Može se samo pretpostaviti da temperatura raste sa dubinom sa značajnim smanjenjem geotermalnog gradijenta i povećanjem geotermalnog koraka. Pretpostavlja se da je temperatura u Zemljinom jezgru u rasponu od 4000-5000 o C.

Prosječan hemijski sastav Zemlje. Za procjenu hemijskog sastava Zemlje koriste se podaci o meteoritima, koji su najvjerovatniji uzorci protoplanetarnog materijala od kojeg su nastale zemaljske planete i asteroidi. Do danas su dobro proučeni mnogi meteoriti koji su pali na Zemlju u različito vrijeme i na različitim mjestima. Po sastavu se razlikuju tri vrste meteorita: 1) željezo, sastoji se uglavnom od gvožđa nikla (90-91% Fe), sa malom primesom fosfora i kobalta; 2) gvozdeni kamen(sideroliti), koji se sastoje od minerala željeza i silikata; 3) kamen, ili aeroliti, koji se uglavnom sastoje od fero-magnezijskih silikata i inkluzija nikl-gvožđa.

Najrasprostranjeniji su kameni meteoriti - oko 92,7% svih nalaza, željezni kamen 1,3% i željezo 5,6%. Kameni meteoriti se dijele u dvije grupe: a) hondriti sa malim zaobljenim zrnima - hondrule (90%); b) ahondriti koji ne sadrže hondrule. Sastav kamenih meteorita je blizak ultrabazičnim magmatskim stijenama. Prema M. Bottu, oni sadrže oko 12% gvožđe-nikl faze.

Na osnovu analize sastava različitih meteorita, kao i dobijenih eksperimentalnih geohemijskih i geofizičkih podataka, jedan broj istraživača daje savremenu procenu bruto elementarnog sastava Zemlje, prikazanu u tabeli. 1.3.

Kao što se vidi iz podataka u tabeli, povećana distribucija se odnosi na četiri najvažnija elementa – O, Fe, Si, Mg, koji čine preko 91%. Grupa manje uobičajenih elemenata uključuje Ni, S, Ca, A1. Ostali elementi periodnog sistema Mendeljejeva na globalnom nivou u smislu opšte distribucije su od sekundarnog značaja. Ako uporedimo prikazane podatke sa sastavom zemljine kore, onda se jasno može uočiti značajna razlika, koja se sastoji u oštrom smanjenju O, A1, Si i značajnom povećanju Fe, Mg i pojavljivanju uočljivih količina S. i Ni.

Lik Zemlje naziva se geoid. O dubinskoj strukturi Zemlje sude se po uzdužnim i poprečnim seizmičkim talasima, koji, šireći se unutar Zemlje, doživljavaju prelamanje, refleksiju i slabljenje, što ukazuje na slojevitost Zemlje. Postoje tri glavna područja:

Zemljina kora;

plašt: gornji do dubine od 900 km, donji do dubine od 2900 km;

jezgro Zemlje je vanjsko do dubine od 5120 km, unutrašnje do dubine od 6371 km.

Unutrašnja toplota Zemlje povezana je sa raspadom radioaktivnih elemenata - uranijuma, torija, kalijuma, rubidijuma, itd. Prosječan toplotni tok je 1,4-1,5 µcal/cm 2. s.

1. Kakav je oblik i veličina Zemlje?

2. Koje su metode proučavanja unutrašnje strukture Zemlje?

3. Kakva je unutrašnja struktura Zemlje?

4. Koje seizmičke sekcije prvog reda se jasno razlikuju pri analizi strukture Zemlje?

5. Kojim granicama odgovaraju dijelovi Mohorovichicha i Gutenberga?

6. Kolika je prosječna gustina Zemlje i kako se mijenja na granici između plašta i jezgra?

7. Kako se mijenja protok topline u različitim zonama? Kako se razumije promjena geotermalnog gradijenta i geotermalnog koraka?

8. Koji podaci se koriste za određivanje prosječnog hemijskog sastava Zemlje?

Književnost

• G.V. Voitkevich Osnove teorije o nastanku Zemlje. M., 1988.

• Zharkov V.N. Unutrašnja struktura Zemlje i planeta. M., 1978.

• Magnitsky V.A. Unutrašnja struktura i fizika Zemlje. M., 1965.

• Eseji komparativna planetologija. M., 1981.

• Ringwood A.E. Sastav i porijeklo Zemlje. M., 1981.

Temperatura tla se kontinuirano mijenja s dubinom i vremenom. Zavisi od brojnih faktora, od kojih je mnoge teško objasniti. Potonje, na primjer, uključuju: prirodu vegetacije, izloženost padine kardinalnim tačkama, zasjenjenje, snježni pokrivač, prirodu samog tla, prisustvo suprapermafrost voda, itd. stabilne, i odlučujući utjecaj ovdje ostaje sa temperaturom zraka.

Temperatura tla na različitim dubinama a u različitim periodima godine može se dobiti direktnim mjerenjima u termalnim bunarima, koji se polažu tokom snimanja. Ali ova metoda zahtijeva dugoročna promatranja i značajne troškove, što nije uvijek opravdano. Podaci dobijeni iz jedne ili dvije bušotine prostiru se na velikim površinama i dužinama, značajno iskrivljujući stvarnost tako da se izračunati podaci o temperaturi tla u mnogim slučajevima pokazuju pouzdanijima.

Permafrost temperatura tla na bilo kojoj dubini (do 10 m od površine) i za bilo koji period godine može se odrediti po formuli:

tr = mt°, (3.7)

gdje je z dubina mjerena od VGM-a, m;

tr - temperatura tla na dubini z, u st.

τr - vrijeme jednako godini (8760 h);

τ je vrijeme koje se računa unaprijed (nakon 1. januara) od trenutka početka jesenjeg smrzavanja tla do trenutka za koji se mjeri temperatura, u satima;

exp x - eksponent (eksponencijalna funkcija exp je preuzeta iz tabela);

m - koeficijent u zavisnosti od perioda godine (za period oktobar - maj m = 1,5-0,05z, a za period jun - septembar m = 1)

Najniža temperatura na datoj dubini će biti kada kosinus u formuli (3.7) postane jednak -1, tj. minimalna temperatura tla za godinu dana na datoj dubini će biti

tr min = (1,5-0,05z) t °, (3,8)

Maksimalna temperatura tla na dubini z bit će kada kosinus poprimi vrijednost jednaku jedan, tj.

tr max = t°, (3.9)

U sve tri formule, vrijednost volumetrijskog toplinskog kapaciteta C m treba izračunati za temperaturu tla t ° prema formuli (3.10).

C 1 m = 1 / W, (3.10)

Temperatura tla u sloju sezonskog odmrzavanja također se može odrediti proračunom, uzimajući u obzir da je promjena temperature u ovom sloju prilično precizno aproksimirana linearnom ovisnošću na sljedećim temperaturnim gradijentima (Tablica 3.1).

Nakon što smo izračunali temperaturu tla na nivou VGM koristeći jednu od formula (3.8) - (3.9), tj. unoseći formule Z = 0, zatim pomoću tabele 3.1 određujemo temperaturu tla na datoj dubini u sloju sezonskog odmrzavanja. U najvišim slojevima tla, do oko 1 m od površine, priroda temperaturnih fluktuacija je vrlo složena.

Tabela 3.1

Gradijent temperature u sloju sezonskog odmrzavanja na dubini ispod 1 m od površine zemlje

Bilješka. Znak gradijenta je prikazan prema dnevnoj površini.

Da biste dobili izračunatu temperaturu tla u metarskom sloju od površine, možete postupiti na sljedeći način. Izračunajte temperaturu na dubini od 1 m i temperaturu dnevne površine tla, a zatim interpolacijom iz ove dvije vrijednosti odredite temperaturu na datoj dubini.

Temperatura na površini tla t p u hladnoj sezoni može se uzeti jednakom temperaturi zraka. U ljeto:

t p = 2 + 1,15 t in, (3,11)

gdje je t p temperatura na površini u st.

t in - temperatura zraka u st.

Temperatura tla u netekućoj kriolitozoni izračunava se drugačije nego kod spajanja. U praksi možemo pretpostaviti da će temperatura na nivou VGM biti jednaka 0°C tokom cijele godine. Projektna temperatura tla slojeva permafrosta na datoj dubini može se odrediti interpolacijom, uz pretpostavku da se mijenja na dubini prema linearnom zakonu od t° na dubini od 10 m do 0°C na dubini VGM-a. . Temperatura u otopljenom sloju h t može se uzeti od 0,5 do 1,5 °C.

U sloju sezonskog smrzavanja h p temperatura tla se može izračunati na isti način kao i za sloj sezonskog odmrzavanja stapajućeg permafrosta, tj. u sloju h p - 1 m duž temperaturnog gradijenta (tabela 3.1), uzimajući u obzir temperaturu na dubini h p jednaku 0 ° C u hladnoj sezoni i 1 ° C ljeti. U gornjem sloju tla od 1 m, temperatura se određuje interpolacijom između temperature na dubini od 1 m i temperature na površini.