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北京市地热资源分布规律
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北京位于东经115.7°-117.4°,北纬39.4°-41.6°,中心位于北纬39°54′20″,东经116°25′29″,总面积16410.54平方公里。位于华北平原北部,毗邻渤海湾,上靠辽东半岛,下临山东半岛。北京与天津相邻,并与天津一起被河北省环绕。
北京的地形西北高,东南低。西部为西山属太行山脉;北部和东北部为军都山属燕山山脉。最高的山峰为京西门头沟区的东灵山。最低的地面为通州区东南边界。西部是太行山山脉余脉的西山,北部是燕山山脉的军都山,两山在南口关沟相交,形成一个向东南展开的半圆形大山弯,人们称之为“北京弯”,它所围绕的小平原即为北京小平原。诚如古人所言:“幽州之地,左环沧海,右拥太行,北枕居庸,南襟河济,诚天府之国”。北京市平均海拔43.5米。北京平原的海拔高度在20~60米,山地一般海拔1000~1500米。
北京的气候为典型的北温带半湿润大陆性季风气候,夏季高温多雨,冬季寒冷干燥,春、秋短促。全年无霜期180~200天,西部山区较短。2007年平均降雨量483.9毫米,为华北地区降雨最多的地区之一。降水季节分配很不均匀,全年降水的80%集中在夏季6、7、8三个月,7、8月有大雨。
北京太阳辐射量全年平均为112~136千卡/厘米。两个高值区分别分布在延庆盆地及密云县西北部至怀柔东部一带,年辐射量均在135千卡/厘米以上;低值区位于房山区的霞云岭附近,年辐射量为112千卡/厘米。北京年平均日照时数在2000~2800小时之间。最大值在延庆县和古北口,为2800小时以上,最小值分布在霞云岭,日照为2063小时。夏季正当雨季,日照时数减少,月日照在230小时左右;秋季日照时数虽没有春季多,但比夏季要多,月日照230~245小时;冬季是一年中日照时数最少季节,月日照不足200小时,一般在170~190小时。
2 北京市区域构造概况
北京市在地质构造上处于华北地区中部——燕山沉降带的西部。在漫长的地质历史中,既经过大幅度的下降,接受巨厚的沉积;又产生过剧烈的造山运动。特别是中生代,以燕山运动为主的造山运动,构成了北京地区地质构造骨架和地貌的雏形。伴随着地壳运动的发展,褶皱变形和断裂发育广泛,岩浆活动也很频繁。北京地区的断裂构造在北部山区主要有:怀柔县长哨营至密云县的古北口断裂带,在市界内东西长33公里,宽8公里;密云县沙厂至墙子路精被断裂带,市界内长约30公里,宽约20公里,破碎带最宽达200~300米;官厅山峡地区有门头沟区燕家台至沿河城断裂带和东灵山断层,长数十公里。平原地区凹陷隆起的边缘,都为大断裂所控制,如黄庄——高丽营断裂,永乐店——马房断裂。这些大断层之间往往分布着许多较小的断裂破碎带。活动大断裂带的拐弯、分叉、两端和交汇部位,以及有断陷盆地的地方容易产生地震。北京地区的主要活动断裂带有:平谷至三河断裂带;石景山区八宝山至顺义区高丽营断裂带;河北省怀来县至延庆断裂带;昌平区南口至朝阳区孙河断裂带。(地质构造可参考图1)
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图1 北京市地层分布简图
3 北京市地热温泉分布概况(已探明的)
北京地区赋存有丰富的地热资源,根据北京平原区地热地质构造格局、主要断裂构造展布方向、热储层埋深及地温场特征,北京市平原具备地热开发利用条件的地区分为:延庆、沙河、小汤山、北京城区、良乡、天竺、后沙峪、李遂、双桥、凤河营这10个地热田(见图2)。
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地热田有:东南城区、小汤山、顺义、良乡以及延庆。开凿成功的地热井有300余眼,出水温度在40—88℃之间,出水量达到1000方/日,开凿深度一般在2000米左右。近年来随着房地产和旅游业的快速发展,也加速了地热资源的开发利用,热水井的开凿深度也由2000米增加到了3000米,有的甚至达到4000米。
北京平原地区具有地热开发利用条件的2372km2范围内,每年可采地热水总量为1.087×108m3,可利用总热量1.903×1013kj,仅相当于全部储存热量3.219×1017kj的0.006%,其资源的潜力是十分巨大的。
地热资源类型:北京地热资源属热水型,温度范围为25~89℃。地热水多为矿化度在500~700mg/L之间的重碳酸.硫酸钠型水,氟、偏硅酸含量较高,多数为氟、偏硅酸医疗热矿水。另外,北京的地热温泉水中富含有各种微量元素,其中锶、锂、偏硅酸已达到天然矿泉水标准,铁、氟等化学元素达到了医疗矿水标准。PH值在7.5左右,属于偏碱性,矿化度较低,属于比较优良的地热温泉水。
分布情况:北京地热资源主要分布于北京平原地区(含延庆盆地),属盆地传导型中低温地热田,主要热储层为蓟县系雾迷山组硅质白云岩,全区均有分布;其次为寒武-奥陶系灰岩,见于立水桥、小汤山东南及凤河营等局部地区。经勘查,北京平原地区,深度3500m内、井出水温度大于50℃的地区面积约2760km2,构成相对独立又有一定联系的10个地热田(见表1、表2)。
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按地热勘查规范评价计算,计算面积2760km+、深度3500m以内热储层中储存的总热量为500.772×1018J,相当于284.67亿吨标准煤的发热量(标煤量按燃效60%的发热量换算,下同);储存的地热水量179.73亿m3,其中蕴藏热量3772.49×1015J,相当于2.15亿吨标准煤的发热量。按储存地热水总量的0.45%计,每年可开采地热水约8085万m3,可从热水中获取热量16.97×1015J,相当于96.49万吨标准煤的发热量(见表2)。
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5 北京市地热分布与地质构造的联系
北京市地热分布建立在地质构造的组织结构之中,尤其是构造运动伴随的岩浆活动,在河北平原一些上地慢凸起之间的次一级深部构造变异带上,基岩隆起,浅层构造复杂,新生代岩浆活动剧烈,形成重要的地热异常区和热水田。
华北台向斜和河北平原上地慢隆起基本一致,其中的任丘上地慢凸起、大港上地慢凸起,渤东上地幌凸起和浅层构造的冀中坳陷、黄弊坳陷,渤东坳陷也基本对应。燕山-太行山深部构造变异带比较复杂,在太行山区浅层构造和深部构造走向基本一致,并有一系列北北东、北东向大断裂发育;在燕山地区深部构造变异带斜切了东西向的燕山褶皱带、内蒙台背斜和蒙满槽向斜,并使变异带宽度明显加大,生成次一级小变异带和上地慢四陷和凸起,这些次一级变异带和浅层构造断裂带也有明显的对应。坝上高原上地慢坳陷区,南部界线和内蒙台背斜南界基本一致,东界斜切内蒙台背斜和蒙满槽向斜;西部上地慢坳陷区的内蒙台背斜,和东部深部构造变异带中的内蒙台背斜有明显差异,西部形成面积较大、堆积较厚的侏罗白噩纪盆地,并沉积了较好的煤层;东部则为面积较小,构造形态复杂的沉积盆地,岩浆活动也有明显差异。
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