庐山星子温泉地热资源及可持续开发利用

  0 引言

 

  庐山星子温泉地热开发, 是江西地热开发最

 

  成功的典范, 它以温泉为品牌, 集休闲、度假、旅游、娱乐、理疗、地产于一体, 已建成初具规模的温泉度假区, 现建成营业的四星级宾馆、酒店有5家, 正在兴建的与温泉有关的宾馆和房地产有十多家, 地热开发产业甚为兴旺。这些以温泉为主要品牌的宾馆和房地产全部建成后, 将会需要大量的可供持续开采的地热资源来保证它们的正常营业, 这种情况下最易出现多采超采的现象。地热水的存在受控于客观的地热地质条件, 它的可开采量是有限度的, 不以人们的需求而改变, 所以, 在进行地热水开采利用时, 必须对当地的地热资源情况有充分的认识, 然后针对市场的需求采取合理的开采措施, 禁止乱采滥采, 盲目无序, 只有这样才能保证地热资源的可持续开发利用。

 

  1 庐山星子温泉地热资源概况

 

  1.1 地热水分布

 

  庐山星子温泉地热资源类型是断裂裂隙水热对流型地热水, 水温60 ℃ ～ 72 ℃, 分布在庐山南麓星子县温泉村以及温泉村以西约1 km处的南山公路南侧K1孔位处(图1)。温泉村附近地热水原是以温泉的方式出露地表, 由于在温泉旁有开采井(J1 ～ J5)开采地热水, 使得水位下降, 现温泉已断流。K1孔位处地热水分布区, 地表无地热异常显示, 钻孔(K1)揭露见地热水, 两地地热水无水力联系, 二者分属两个相互独立的地热水富集区。

 

  1 -热水井;2 -热水孔;3 -原温泉群(已断流);4 -实测断裂;5 -推测断裂;6 -地质界线;7 -第四系全新统洪冲积层;8 -元古界星子群归宗寺变粒岩

 

  1.2 地热水可开采量

 

  据2003年地热勘查资料, 温泉区地热水(>60 ℃)C级可开采量为3 725 m3 /d, 单井可出水量800 m3 /d～ 1 500 m3 /d。2005年在南山公路南侧K1孔位处地热水分布区钻孔抽水试验, 单孔出水量为510 m3 /d。

 

  1.3 地热水的补给条件

 

  据以前的研究, 地热水的补给水源为大气降水。庐山地区气候湿润多雨, 降雨量充沛, 多年平均降雨量1 618.3 mm(1990年～ 2003年),为地热水的补给提供了充足的水源。地热水分布区较南北两侧外围山区的地势要低, 在外围山区的大气降水沿断裂裂隙渗入地下补给地下水, 获得补给的地下水会沿断裂裂隙继续下渗并受地球深部的内热加热成为热水, 在重力和水头差压力的作用下, 顺断裂裂隙向地热水分布区渗流汇集,补给地热水。通过多年来对温泉区地热水的开采, 地热水的水位、水量、水温、水质均较稳定, 说明地热水的补给条件较好。

 

  1.4 地热水开采技术条件

 

  地热水产出于近EW向和NNE向断裂构造的复合部位, 通过勘查基本查明, 地热水就赋存在断裂构造复合部位的裂隙之中, 含热水裂隙位置的岩性为燕山晚期花岗伟晶岩和元古界片

 

  岩, 这些含地热水的裂隙成带状分布, 厚度10 m～ 30 m, 温泉出露区裂隙带埋深一般为100 m～200 m之间, 水位埋深8 m～ 10 m, K1孔位处裂隙带埋深在350 m～ 450 m之间, 水位埋深56 m左右, 地热水埋藏较浅, 开采技术条件较简单, 利于地热水开采。由于勘查精度不够, 尤其是K1 孔位处的地热水, 仅是一孔之见, 对地热分布的边界还不清楚, 以至于无法确定地热田的范围。这些不足使地热资源的开发利用受到很大的限制。

 

  1.5 地热水水质特征

 

  庐山地热水水质优良, 无色, 无味, 清澈透明;pH=7.6 ～ 8.6之间, 呈弱碱性;含多种微量元素,其中氟含量7.0 mg/L～ 18 mg/L, 偏硅酸含量90mg/L～ 260 mg/L, 总H2 S含量3.17 mg/L～ 4.25mg/L, 氡含量130 Bq/L～ 140 Bq/L, 地热矿水类型是:氟水、硅水、硫化氢水、氡水, 适宜洗浴、理疗、旅游, 度假等使用, 有很高的开发利用价值。

 

  2 地热资源开发利用

 

  2.1 地热水开发现状

 

  庐山温泉的开发利用, 东晋时期就有记载, 但只限于利用温泉自流量进行医疗药用, 1982 年,江西省总工会在原温泉旁边凿建一井开采地热水建立疗养院, 小规模开发利用, 至2003年, 地热开发利用进入一个新阶段, 至今已有二十余个项目进驻温泉区开发地热, 已形成以温泉为品牌的具有一定规模的地热产业。地热水的开采主要由政府统一进行管理, 各个项目所需的地热水主要由政府统一分配, 现已有地热水开采井五眼, 都可以开采水温大于60 ℃的地热水, 实际使用热水井数按热水需水量确定, 无回灌井。地热水主要用于洗浴、娱乐、旅游等领域, 未作其它用途。

 

  2.2 地热水可持续开采的保证措施

 

  2.2.1 探采结合 庐山星子温泉自20世纪70年代开始, 至今已历经4次勘查, 但由于地热地质条件的复杂性, 地热田的范围还不是很清楚, 探明的各种温度等级的地热资源储量和可开采量不全, 尤其是K1孔位处地热水分布区研究更是粗略, 有待于进一步勘查评价。温泉地热水开采已经持续了二十多年, 经济发展需要继续开采, 不能停止。因此应结合市场需求, 以“探采结合”的方式, 在对现已探明的地热资源开发利用的同时, 对温泉地热水区和K1孔位处地热水区进一步开展

 

  地热资源勘查和评价工作, 进一步探明地热水的分布范围和可开采量、水质等情况, 与此同时, 若条件许可还可以研究地热水水源的人工回灌补给, 尽一切可能增加地热水的可开采量, 保证不同地热产业对地热水的需求。

 

  2.2.2 动态监测 对现已开采的地热水井, 建立地热水开采动态监测网, 建立长期监测管理制度,设专人进行定期测量、记录、填写报表等, 采集地热水开采水量、水位、水温、水质等原始数据, 系统掌握地热水动态变化规律, 以便及时调整开采方案。

 

  2.2.3 科学管理 国内外地热开发的经验表明,盲目无序地开采地热资源将破坏地热原有条件,影响其利用时间和质量。地热资源的开发应该实行统一规划、统一分配、统一管理, 现阶段的地热水开采, 在管理上应做好以下几件事:

 

  (1)总量控制。总量控制是指所有地热井开采量总和不能超过已探明的可开采量, 避免引起水位持续下降, 保护热储的正常状态。

 

  (2)用途控制。地热水的水化学成分中, 氡、偏硅酸、氟、硫化氢含量达到矿水标准, 适合高级酒店、温泉疗养、旅游度假, 部分高档商住区的生活用水, 不宜直接作为供暖或养殖种植使用, 避免资源浪费。

 

  (3)用量控制。各个行业的地热水使用量应该合理, 符合有关规定, 提倡节约用水, 建立用水定额, 地热资源管理部门可采取行政和经济的方法对地热水使用量进行管理, 避免人为浪费资源。

 

  2.2.4 环境保护 地热弃水中的有害成分会不同程度地对周围环境造成污染。只图经济效益,不顾环境污染是不行的。采取措施, 解决地热开发利用造成的环境污染是地热可持续发展的重要保证。另外, 可按照科学的方法对地热废水进行二次利用。如排放的地热废水仍有一定的温度, 可采用热泵技术对居室和办公场地进行供暖,以及温热带植物花卉的种植等, 这样既可避免污染, 又可造福社会。

 

  3 结论

 

  庐山温泉以其适宜的水温、特殊的水质、优越的地理位置吸引着社会各界踊跃投资开发, 地热开发的品牌和产业已初步形成。在满足各企业对地热水需求的情况下, 保护好庐山温泉地热资源这一天然财富, 做到可持续开发利用, 是地热开发过程中应该关注的重要事件之一, 现阶段需要加强“探采结合、动态监测、科学管理、环境保护”等工作, 扩大勘查范围, 寻找新的地热水源, 增加可开采量, 节约用水, 杜绝浪费, 开源节流, 限量开采, 统一分配, 控制使用, 科学管理, 这些都是保证地热资源可持续开发利用的有效措施, 它可以延长地热资源的可持续开发利用的时间, 使地热资源为地域特色经济的发展发挥更大的作用。