水文地质

我国地下热水资源的开发利用情况

        地热资源集热、矿、水为一体,除可以用于洗浴、医疗保 健、 休闲疗养以外,还可以用于发电供暖养殖农业养殖、纺织印染、食品加工等方面。此外,地热资源开发利用可带动地热资源勘察地热井施工、地面开发利用工程设计施工地热装备生产、水处理、环境工程及餐饮、旅游度假等发展,可大量增加社会就业,促进经济发展,提高人民生活质量。因此,世界上有地热资源的国家均将其作为优先开发的再生能源,培植各具特色的地热产业,在缓解常规能源供应紧张和改善生态环境等方面发挥了明显作用。 根据调查资料,山西省地热区主要分布大同、忻州、太原、阳泉、临汾、晋城、运城。其中大同市共有地下热水区3处,分别位于天镇县、 阳高县和浑源县;忻州市有地下热水区6处,分别位于忻州市城区西北19km奇村、忻州市城区北8km顿村、忻州市城区西北部卢野村、忻州市长征路西逯家庄、定襄县受录乡汤头村、原平市沿沟乡大营村;太原市地热区3处,分别位于万柏林区、 晋源区和小店区;阳泉市有地热区1处,位于孟县;临汾市有地热区6处,分别位于古县、洪洞、尧都区、襄汾、候马、曲沃;晋城市有地热区1处,位于沁源县;运城市共有地热区4处, 分别位于夏县、新降县、万荣县、临猗县。朔州、晋中、长治和吕梁没有发现可开发利用的地热资源山西省地热井详细情况见表1。
 
  据史料记载,我国开发利用地热已有2000多年的悠久历史, 是世界上利用地热资源较早的国家之一。早在公元前500~600年的东周10时代,孔子的弟子就有记载。我国历史上对地热资源开发利用大多限于对温泉直接利用上,且主要用于医疗和洗浴方面。解放以后随着国家经济的发展, 系统进行了地热资源勘查开发山西省地热资源开发和利用也得到较大的发展, 主要用来进行地热供暖医疗保健、洗浴和旅游度假、养殖农业温室种植和灌溉、工业生产、矿泉水生产等方面。并逐步开发了地热资源梯级利用技术地下含水层储能技术等。随着山西旅游业的发展, 不少地方利用当地地热资源及秀丽的山水景色开发以温泉浴、度假村、娱乐为一体的地热旅游项目;据统计,用于医疗保健地热田在全省已有100多处, 遍及全省30多个市、县;工业生产目前主要用于纺织印染、洗涤、制革、造纸、 机械、木材加工、盐分析取、化学萃取等行业与粮食烘干等,其中温泉地下热水在纺织工业及化工工业方面均获得较好的利用和效益;利用地热水生产饮用天然矿泉水有近50处,以利用矿化度0.6g/L以下、温度50℃以下的地热水为主, 相继生产了沙力士、童力宝、威斯可达、迷尔希、保健酷、万达等多种天然矿泉饮料,畅销省内外。
 
  地热资源开发利用中存在的主要问题
 
  地域分布不均衡
 
  山西省地热资源主要分布在大同的天镇、阳高,忻州奇村, 临汾侯马等地,而且是集中在少数的几个村落,这些地方地处偏僻、交通不便、经济较落后,加之这些地方煤炭资源又比较丰富,很大程度上制约了区内地热资源的开发。地热能利用前景较差,因此,大量中低温热水白白流失。
 
  环境问题
 
  地热资源利用所带来的自身的一些环境问题,如过量开发地区引起水位下降和地面沉降,破坏了自然景观;热水中一些有害气体、 放射性物质随同流体进入地面空间,对大气造成污染;化学成分复杂的地热水利用后直接排放,也会侵蚀土地、污染水源、破坏生态平衡等。
 
  可持续发展问题
 
  地热资源是在特定的地质、构造、水文地质条件和水文地球化学环境条件下形成的,由于埋藏深,补给途径远,再生能力弱,其资源量是有限的,并非取之不竭。要保持其资源的长期连续稳定开采, 做到有计划合理开发利用,防止盲目无序随意开采造成资源浪费和环境地质问题的发生,否则就会造成资源的快速枯竭。目前, 人们对地热资源的特点认识不清,将地热混同于一般的矿产资源水资源,开发利用水平低, 过量开采和浪费现象严重,造成地热资源得不到合理开发和有效保护,不能实现可持续开发利用的目的。
 
  制度法规不健全
 
  (1)管理体制不完善,职责不清,部分地区存在多部门重复管理现象,导致地热开发管理混乱,无人普查勘探和进行资源评价
 
  (2)地热资源利用结构单一。缺乏综合利用、梯级开发的法规。地热利用以洗浴为主,不仅浪费了地热资源,而且降低了地热资源开发企业的经济效益。
 
  (3)经济法规不平衡。利用地热资源只向国家交纳补偿费,并非向市场有偿购买。而其采暖收费却执行同燃煤、燃油的统一标准。这样, 使供水、供热单位有明显的效益,对效益的追逐导致了开发过热,易于形成掠夺式开发的趋势。
 
  保护性开发和利用地下热水资源
 
  奇村地下热水动态分析 选取奇村Q3、 Q67两热水井1997—2009年11年的埋深、 水温年平均值资料,作出相应过程线曲线图进行分析。见图1、图2、图3、图4。埋深、水温年内变化特征:埋深、水温动态变化基本一致, 即水温是随着埋深的升降而升降。年际变化特点:从过程线可以看出,水温、埋深整体呈衰减状态, 1997-2009年Q3热水井的水温累计下降4.30℃,埋深累计下降5.40m, Q67热水井的水温累计下降9.80℃,埋深累计下降3.84m,有时虽有回升,但不能恢复。 整体上看奇村的热水井的水温和埋深都在逐年下降,主要与人工开采有关, 如果不加限制,任其发展下去,久而久之,不仅是水温和埋深下降问题,这些热水井的开采费用将大幅度增加,最后这些热水井有可能枯竭,尤其可见,我们不要认为地热资源是取之不尽用之不竭的,只看到眼前利益而大幅度开采,应采取措施对地热资源进行限制性、保护性开采。
 
  限制和保护性开发地下热水资源是特有的地理环境 决定 山西省属我国中西部地区的内陆省份,远离海洋,且有太行山屏障, 形成了典型的大陆性季风气候特征,“十年九旱”,全省水资源严重缺乏,大部分地区工、农业生产和生活主要靠地下水资源,植被严重不良,不管是水资源还是植被,一旦曹到破坏就不能恢复。而地热资源如果过量开发就会带来的自身的一些环境问题:水位下降、 地面沉降、破坏自然景观;热水中一些有害气体、放射性物质随同流体进入地面空间, 对大气造成污染;化学成分复杂的地热水利用后直接排放,也会侵蚀土地、污染水源、破坏生态平衡等。另外,地热资源是在特定的地质、构造、水文地质条件和水文地球化学环境条件下形成的, 由于埋藏深,补给途径远,再生能力弱,其资源量是有限的,并非取之不竭,只有做到有计划保护性合理开发利用,才能防止盲目、无序、随意开采造成资源浪费和环境地质问题的发生, 防止地热资源的快速枯竭。