Modeling Groundwater Flow and Heat Transport in Quaternary Sediments of Al-Lith: Insights into Flow Regimes and Potential for Geothermal Energy Harnessing. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Master's_thesis_Alina_Final.pdf Restricted to Repository staff only until 20 August 2026. Download (5MB)

Arabic Abstract

لقد جذبت مصادر الطاقة المتجددة اهتمامًا متزايدًا فيما يتعلق بالطاقة الحرارية الأرضية، نظرًا لما توفره من فرص صديقة للبيئة وتوسيع نطاق استخدامها كحل مستدام للطاقة. والهدف الرئيس من هذه الدراسة هو تقييم الخصائص الحرارية الجوفية لرواسب العصر الرباعي في حوض الليث بالمملكة العربية السعودية من خلال نمذجة تدفق المياه الجوفية وعمليات انتقال الحرارة. وتُظهر منطقة الدراسة سلوكًا حراريًا جوفيًا مكثفًا من خلال الينابيع الحرارية ذات درجات حرارة تتراوح بين 70–80° مئوية وتصريف يصل إلى 5 لترات في الثانية، إضافةً إلى تحليل لمياه جوفية قديمة يعود عمرها إلى 9,825 سنة وفق البيانات المتوفرة. وتُبين هذه الخصائص وجود دوران حراري جوفي عميق ومستمر مع احتفاظ النظام بالحرارة تحت السطح وتستخدم هذه الدراسة النمذجة العددية لتحليل عمليات انتقال الحرارة وأنظمة تدفق المياه الجوفية في المنطقة. يتكون النموذج من ثلاثة مكونات رئيسية تشمل: النموذج الجيولوجي التصوري، ونموذج تدفق المياه الجوفية، ونموذج انتقال الحرارة لتحديد المناطق المحتملة كمصادر للطاقة الحرارية الأرضية. ويسهم الكشف عن العمليات الحرارية والهيدرولوجية من خلال هذه الدراسة في تطوير الموارد الحرارية الأرضية مستقبلًا جنبًا إلى جنب مع أساليب استخراج الحرارة. وتساهم هذه الرسالة في مجال الطاقة المتجددة من خلال تحديد المناطق ذات الإمكانات الحرارية الجوفية وإثبات جدوى استخراج الطاقة الحرارية الأرضية من الخزانات الصخرية الضحلة المسامية. كما توسّع هذه الدراسة المعرفة المتعلقة بالطاقة الحرارية الجوفية الضحلة لصالح الجهات الحكومية والمستهلكين في قطاع الطاقة، الذين أصبح لديهم الآن معلومات عملية حول الاستفادة من هذه الطاقة لدعم النمو المستدام

English Abstract

Renewable power sources have drawn interest for geothermal energy since it offers ecologically favorable opportunities and expands applicability as a sustainable energy solution. The main aim of the study is to evaluate the geothermal characteristics of Quaternary sediments of the Al-Lith aquifer in Saudi Arabia by modeling groundwater flow and heat transfer processes. The study region displays intensive geothermal behavior through thermal springs with 70-80° temperature and 5 liters per second discharge accompanied by a 9,825-year ancient water analysis from the collected data. The characteristics show evidence of prolonged subsurface geothermal circulation while maintaining retained heat within the system. Numerical modeling serves this study to analyze heat transport processes and groundwater flow systems in the region. The model consists of three components including a conceptual geological model and groundwater flow model and heat transport model to identify potential geothermal resource areas. Thermal and hydrological process detection through this study enables future geothermal resource development together with heat extraction methods. This research contributes to the field of renewable energy by identifying regions with potential geothermal resources and demonstrating the feasibility of extracting geothermal energy from shallow, porous rock reservoirs. This research expands shallow geothermal knowledge for governmental agencies and energy consumers who now possess geothermal utility information to support sustainable growth.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Earth Sciences
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Geosciences
Committee Advisor:	Baalousha, Husam
Committee Members:	Soupios, Pantelis and Whattam, Scott
Depositing User:	ALINA HUSAIN (g202215720)
Date Deposited:	25 Aug 2025 10:15
Last Modified:	25 Aug 2025 10:15
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143671