水文地質

我國地下熱水資源的開發利用情況

        地熱資源集熱、礦、水為一體,除可以用于洗浴、醫療保 健、 休閑療養以外,還可以用于發電供暖養殖農業養殖、紡織印染、食品加工等方面。此外,地熱資源開發利用可帶動地熱資源勘察地熱井施工、地面開發利用工程設計施工地熱裝備生產、水處理、環境工程及餐飲、旅游度假等發展,可大量增加社會就業,促進經濟發展,提高人民生活質量。因此,世界上有地熱資源的國家均將其作為優先開發的再生能源,培植各具特色的地熱產業,在緩解常規能源供應緊張和改善生態環境等方面發揮了明顯作用。 根據調查資料,山西省地熱區主要分布大同、忻州、太原、陽泉、臨汾、晉城、運城。其中大同市共有地下熱水區3處,分別位于天鎮縣、 陽高縣和渾源縣;忻州市有地下熱水區6處,分別位于忻州市城區西北19km奇村、忻州市城區北8km頓村、忻州市城區西北部盧野村、忻州市長征路西逯家莊、定襄縣受錄鄉湯頭村、原平市沿溝鄉大營村;太原市地熱區3處,分別位于萬柏林區、 晉源區和小店區;陽泉市有地熱區1處,位于孟縣;臨汾市有地熱區6處,分別位于古縣、洪洞、堯都區、襄汾、候馬、曲沃;晉城市有地熱區1處,位于沁源縣;運城市共有地熱區4處, 分別位于夏縣、新降縣、萬榮縣、臨猗縣。朔州、晉中、長治和呂梁沒有發現可開發利用的地熱資源山西省地熱井詳細情況見表1。
 
  據史料記載,我國開發利用地熱已有2000多年的悠久歷史, 是世界上利用地熱資源較早的國家之一。早在公元前500~600年的東周10時代,孔子的弟子就有記載。我國歷史上對地熱資源開發利用大多限于對溫泉直接利用上,且主要用于醫療和洗浴方面。解放以后隨著國家經濟的發展, 系統進行了地熱資源勘查開發山西省地熱資源開發和利用也得到較大的發展, 主要用來進行地熱供暖醫療保健、洗浴和旅游度假、養殖農業溫室種植和灌溉、工業生產、礦泉水生產等方面。并逐步開發了地熱資源梯級利用技術地下含水層儲能技術等。隨著山西旅游業的發展, 不少地方利用當地地熱資源及秀麗的山水景色開發以溫泉浴、度假村、娛樂為一體的地熱旅游項目;據統計,用于醫療保健地熱田在全省已有100多處, 遍及全省30多個市、縣;工業生產目前主要用于紡織印染、洗滌、制革、造紙、 機械、木材加工、鹽分析取、化學萃取等行業與糧食烘干等,其中溫泉地下熱水在紡織工業及化工工業方面均獲得較好的利用和效益;利用地熱水生產飲用天然礦泉水有近50處,以利用礦化度0.6g/L以下、溫度50℃以下的地熱水為主, 相繼生產了沙力士、童力寶、威斯可達、迷爾希、保健酷、萬達等多種天然礦泉飲料,暢銷省內外。
 
  地熱資源開發利用中存在的主要問題
 
  地域分布不均衡
 
  山西省地熱資源主要分布在大同的天鎮、陽高,忻州奇村, 臨汾侯馬等地,而且是集中在少數的幾個村落,這些地方地處偏僻、交通不便、經濟較落后,加之這些地方煤炭資源又比較豐富,很大程度上制約了區內地熱資源的開發。地熱能利用前景較差,因此,大量中低溫熱水白白流失。
 
  環境問題
 
  地熱資源利用所帶來的自身的一些環境問題,如過量開發地區引起水位下降和地面沉降,破壞了自然景觀;熱水中一些有害氣體、 放射性物質隨同流體進入地面空間,對大氣造成污染;化學成分復雜的地熱水利用后直接排放,也會侵蝕土地、污染水源、破壞生態平衡等。
 
  可持續發展問題
 
  地熱資源是在特定的地質、構造、水文地質條件和水文地球化學環境條件下形成的,由于埋藏深,補給途徑遠,再生能力弱,其資源量是有限的,并非取之不竭。要保持其資源的長期連續穩定開采, 做到有計劃合理開發利用,防止盲目無序隨意開采造成資源浪費和環境地質問題的發生,否則就會造成資源的快速枯竭。目前, 人們對地熱資源的特點認識不清,將地熱混同于一般的礦產資源水資源,開發利用水平低, 過量開采和浪費現象嚴重,造成地熱資源得不到合理開發和有效保護,不能實現可持續開發利用的目的。
 
  制度法規不健全
 
  (1)管理體制不完善,職責不清,部分地區存在多部門重復管理現象,導致地熱開發管理混亂,無人普查勘探和進行資源評價
 
  (2)地熱資源利用結構單一。缺乏綜合利用、梯級開發的法規。地熱利用以洗浴為主,不僅浪費了地熱資源,而且降低了地熱資源開發企業的經濟效益。
 
  (3)經濟法規不平衡。利用地熱資源只向國家交納補償費,并非向市場有償購買。而其采暖收費卻執行同燃煤、燃油的統一標準。這樣, 使供水、供熱單位有明顯的效益,對效益的追逐導致了開發過熱,易于形成掠奪式開發的趨勢。
 
  保護性開發和利用地下熱水資源
 
  奇村地下熱水動態分析 選取奇村Q3、 Q67兩熱水井1997—2009年11年的埋深、 水溫年平均值資料,作出相應過程線曲線圖進行分析。見圖1、圖2、圖3、圖4。埋深、水溫年內變化特征:埋深、水溫動態變化基本一致, 即水溫是隨著埋深的升降而升降。年際變化特點:從過程線可以看出,水溫、埋深整體呈衰減狀態, 1997-2009年Q3熱水井的水溫累計下降4.30℃,埋深累計下降5.40m, Q67熱水井的水溫累計下降9.80℃,埋深累計下降3.84m,有時雖有回升,但不能恢復。 整體上看奇村的熱水井的水溫和埋深都在逐年下降,主要與人工開采有關, 如果不加限制,任其發展下去,久而久之,不僅是水溫和埋深下降問題,這些熱水井的開采費用將大幅度增加,最后這些熱水井有可能枯竭,尤其可見,我們不要認為地熱資源是取之不盡用之不竭的,只看到眼前利益而大幅度開采,應采取措施對地熱資源進行限制性、保護性開采。
 
  限制和保護性開發地下熱水資源是特有的地理環境 決定 山西省屬我國中西部地區的內陸省份,遠離海洋,且有太行山屏障, 形成了典型的大陸性季風氣候特征,“十年九旱”,全省水資源嚴重缺乏,大部分地區工、農業生產和生活主要靠地下水資源,植被嚴重不良,不管是水資源還是植被,一旦曹到破壞就不能恢復。而地熱資源如果過量開發就會帶來的自身的一些環境問題:水位下降、 地面沉降、破壞自然景觀;熱水中一些有害氣體、放射性物質隨同流體進入地面空間, 對大氣造成污染;化學成分復雜的地熱水利用后直接排放,也會侵蝕土地、污染水源、破壞生態平衡等。另外,地熱資源是在特定的地質、構造、水文地質條件和水文地球化學環境條件下形成的, 由于埋藏深,補給途徑遠,再生能力弱,其資源量是有限的,并非取之不竭,只有做到有計劃保護性合理開發利用,才能防止盲目、無序、隨意開采造成資源浪費和環境地質問題的發生, 防止地熱資源的快速枯竭。