浅析地热资源在温泉中的应用

地大热能：地热水作为一种可持续利用的清洁再生能源, 在温泉中的应用越来越广泛, 地热水水文地质调查的详细程度直接影响着地热井选区的合理性以及地热资源的开发与利用的合理性。

1 地热温泉前期勘查的重要性

通过收集区域水文地质资料以及区域内以往地热井勘查和运行资料, 对已有地热井进行抽水试验及采样化验, 综合分析后确定地热井的选区范围, 针对选区进行水文物探工作, 更好的选择合适的地热井井位, 进行合理开采, 达到开采预期效果。根据水温指标可以确定地热水是属冷泉、微温泉、温泉、热泉还是高温泉。根据酸碱度指标可以确定地热水偏碱性还是偏酸性, 偏碱性水质沐浴治疗, 有助于阳离子的活性参入, 通过皮肤和皮下组织的刺激作用, 甚而进入肌体内调节功能, 发挥充分疗效。根据地热水矿化度指标可以确定地热水是属淡泉水、地矿泉、中矿泉还是高矿泉。根据放射性指标可以确定地热水中放射性元素的含量, 从而确定其医疗价值。地下热水中含有的某些气体、化学组分、微量元素和放射性同位素当达到一定含量并具有医疗效果时, 称为医疗矿泉水。为高效合理利用地热水资源, 做好水化学特征及评价至关重要。

2 地热温泉的医疗价值

在对以往地热井水质进行分析时, 重点通过地下水水化学特征分析, 进行医疗矿泉水评价, 通过水化学成分分析确定水中所含微量元素, 不同的微量元素对养生医疗功能不一, 例如氟泉水除能杀菌消毒外, 对关节炎、高血压、风湿病、偏瘫都有特殊治疗效果, 而且还有滋阴养颜、安神解乏的作用;偏硅酸水中存在的硅元素能对皮肤起到“清洁器”的作用, 具有软化皮肤角质、防衰老、使皮肤光滑等功效;镭水中的镭气能溶脂解毒, 并有促进利尿的作用, 可治痛风病, 提高新陈代谢, 促进细胞的再生, 吸收病产物, 而有消炎作用。

3 地热温泉的实例分析

我们曾经在山西省某区域收集了该区以往水文资料, 对周边温泉井进行了抽水试验以及水样分析, 通过对调查区地热水进行医疗矿泉水水质现状评价、农业用水水质现状评价、地下水环境质量现状评价、地下水水质回顾性评价、地热矿水的医疗效果评价、与省内外毗邻热矿水水质对比评价、地热水基本化学特征对比、地热水微量元素及化学特征对比、地热水微量元素及放射性同位素特征对比, 通过这几个方面的地下水环境质量评价, 我们得出该区地热异常区地处某盆地的东部边缘, 中条山支脉, 热田地层有新生界沉积层、古生界寒武系和太古界涑水杂岩基底构成, 地热水水化学类型较为简单, 水化学类型有两种Cl-SO4-Na、Cl-HCO3-SO4-Na, 阳离子均以Na+为主, 阴离子在平面上在“入”字构造 (断层) 格局的控制下从北到南表现出HCO3-～Cl-演变规律, 逐渐由HCO3-—Cl-演变, 水质类型由Cl-HCO3-SO4-Na变化为Cl-SO4-Na。

调查区热矿泉水中氟4.37-6.39mg/L, 偏硅酸50.2-60.4 mg/L, 偏硼酸2.57-9.82 mg/L, 镭0.02-0.03 g/L, 其中氟含量与镭达到水质标准中命名矿水浓度界限以上, 除某水质点外, 偏硅酸浓度达到水质标准中命名矿水浓度, 另外, 偏硼酸达到矿水浓度以上, 且地热水中含有溴、碘、锶、铁、锂、锰、钡等对医疗有益的多种微量成分, 故该医疗热水命名为硅-氟-镭水;调查区地热水温40-51℃, 为热泉-高温泉;地热水PH值为7.4-7.81, 属弱碱性泉性质;地热水矿化度含量为0.81-2.6g/L, 属于低矿泉, 矿泉刺激性表现为柔和特点, 所以洗浴舒适, 不燥不急, 浴后皮肤润滑, 无紧绷感;地热水中含铀、镭、氡3种放射性元素, 含镭盐大于10-11g/L。具有较高的医疗价值;地热水水温42-48℃, 水温较高, 矿化度为807-2650mg/l, 氯化物含量195-1059mg/l, 属微咸水, 不适宜农业灌溉, 需处理后排放;在选取得4个水样分析点中, 4个取样点水质结果均较差, 且表现出由北到南地下水综合评分越来越高, 地下水质量表现越来越差, 不能作为生活饮用水。地热水氟化物超过地下水Ⅴ标准, 氟化物含量在多次水质检测中均较高, 分析与运城盆地高氟原生地球环境本底值高有关, 资料表明运城盆地碱性环境和高矿化有利于高氟水的富集。

除D水样点氯化物满足地下水Ⅲ类标准外, 其余A、B、C水样点分别超地下水Ⅴ类标准1.7倍、3.12倍、2.84倍, 可能与地幔软流层物质上涌和岩脉入侵有关, 溶滤有岩浆岩中的氯化物。此外碘化物除D水样点外均超地下水Ⅲ类标准, 达地下水Ⅳ类标准。硫酸盐与溶解性固体在B、C两个水样点水质检测中均超地下水Ⅴ类标准, 与此处石膏及含硫酸盐的沉积物有关。调查区地下水常规性指标、毒性指标及放射性指标除以上超标因子外, 其它因子均满足地下水Ⅲ类标准, 多数满足地下水Ⅰ类标准。

调查区热矿泉水中氟4.37-6.39mg/L, 偏硅酸50.2-60.4 mg/L, 偏硼酸2.57-9.82 mg/L, 镭0.02-0.03 g/L, 达到医疗矿泉水标准, 属于硅-氟-镭水。该区热矿水的医疗方式, 主要通过在热矿水中浸浴和饮用达到治疗的目的。因为浸浴时, 水中的浮力、静水压力、温热作用及各种化学成分共同作用于人体, 饮用及浸浴时丰富的微量元素被吸收, 它作为酶、激素、维生素、核酸等生物质的构成元素, 参与调节人体生长发育、内脏活动、肌肉活动、水分及离子平衡等生理过程, 所以慢性疾病患者通过矿泉水治疗, 可以使体内缺少微量元素得到补充, 使紊乱的生理过程得到调整, 多种慢性病患者恢复了健康, 特别是对皮肤病、关节炎、腰肌劳损、肩周炎、骨质增生及各种慢性病有较好的疗效。该区地热水偏硼酸、偏硅酸、氟、镭4中元素达到了矿水命名标注。其余各热矿水仅有1～2中达到命名标准, 并且有铀、氡、锂、溴、碘、铁、等多种有益元素和气体, 相对有益组分多, 有医疗价值的元素多, 是一处优质多元素医疗热矿水。

通过以上工作, 合理选取了地热井选区, 初步确定适合温泉的地热井范围, 在选区范围合理布设3条物探勘探线, 通过水文物探手段, 分析地热区异常成因机理, 确定深层水的埋深、厚度, 以及有关的电性特征, 根据本区地热田形成的特点和模式, 依据本次激电测深测量的结果, 综合分析研究后本区井位建议定位在1线的A号点。选区范围热田地层是由新生界沉积盖层、古生界寒武系和太古界涑水杂岩基底构成。基底顶板最大埋深2000～2500 m。热田开发利用的浅层热储层位是86～230 m, 储含水层组5～6层, 厚约30～50 m, 水位埋深33 m, 单位涌水量3～5 t/h·m, 水质类型Cl·SO4-N a·Ca型, 矿化度为119～212g/L, 总硬度9.116～12.149, 出水口水温42～45℃, 属中温热水, 水温由上至下增高。上覆新生界第四系中更新统砂、砂砾石与亚粘土、亚砂土互层, 导热性差, 似保温隔热层。

根据调查资料估算选区1000-2000m地热储量为1.03×1013kcal, 1000m以内地热水资源量为4201万m3, 开采量根据调查结果为28.56万m3/a。该地热田, 因处春燕山脚下, 山清水秀, 绿荫浓郁, 空气清新, 气候宜人, 交通方便, 热水的医疗保健作用较高, 为硅-氟-镭水, 是一个天然的疗养胜地。另外, 疗养院的东南有原始森林及奇峰异景, 靠近旅游景区, 具有较好的旅游条件。因此, 有计划、有步骤地扩建温泉疗养院工程设施, 将该地热田建成比较现代化的温泉疗养旅游胜地, 将会促进夏县医疗卫生、体育运动和保健旅游事业的发展, 同时, 也会带来较好的经济效益和社会效益。

地大热能通过科学的温泉开发理论和丰富的温泉开发实践经验，为进行开发的每一个温泉项目提供切实可行高效科学的开发建议方案，并利用国际一流的技术手段和设备，进行专业的一站式温泉开发，帮助客户以最少的投入，获得最大的效益，极大地提升温泉项目的行业竞争力，促进温泉开发行业健康发展。