武汉城市圈岩溶热储地热资源开发利用现状、问题与对策

陈 振 范 威

1．湖北省地质灾害防治中心 湖北 武汉 430034;2．湖北省地质环境总站 湖北 武汉 430034

0 引言

地热资源是一种绿色低碳、可循环利用的可再生能源,具有储量大、分布广、清洁环保、稳定可靠等特点,是一种现实可行且具有竞争力的清洁能源。武汉城市圈碳酸盐岩地层广泛分布,且普遍发育有不同程度的岩溶,地层透水性较强。在岩体中虽然地热的运移、聚集也主要沿断裂带进行,但一些岩溶系统也为地热生成提供了运移、赋存的良好途径和场所,地热蕴藏量较丰富。

1 开发利用现状

武汉城市圈地热资源开发利用热量为270．317×1010KJ/a,其中岩溶热储地热田开发利用热量224．717×1010KJ/a,占总开发利用热量的83．13%,开发利用方向主要是旅游疗养、养殖种植,其次为地热供暖、工业利用、科学实验等。

(1)种植、养殖业方面。利用地热进行养殖,用于农副业生产比较广泛。利用地热温室“花开花落不间断,冬来冬去不相关”的这个有利小气候条件,繁育和培育农作物良种及进行栽培技术实验,培育出不少的稳产、高产和抗逆性强的优良品种或品系,对加速农作物良种推广普及和更新换代,促进农业增产做出了很大的贡献。

(2)科学实验方面。区内有不少的科研教学单位,利用地热资源从事各类的科学实验活动。如利用地热对不同鱼种进行杂交实验和早孵化等项实验活动,为提高产量,改善商品鱼质量做出了贡献。农业科学研究单位,利用地热温室的人造小气候,进行农作物良种的培育和选育,加快育种进程和其世代繁殖。

(3)地热供暖方面。地热供暖利用极少,且利用方式也不同于北方。多年来应城市采用局部供热的方式,为当地居民供暖,既经济又方便,为居民生活提供便利。

(4)旅游疗养方面。多地通过招商引资,建设集温泉养生、休闲保健、时尚休闲、度假旅游等多种配套于一体的多元化度假旅游胜地。

2 存在的问题

目前武汉城市圈岩溶热储地热资源勘查开发已初具规模,但是在开采利用地热资源的同时还存在一些问题。

(1)地热流体温度降低。地热田经过数十年的开采,开采井数增加,开采量不断扩大,导致地热流体水位下降,超过设计允许降深,地表水和地热之间的水力联系将更为密切,严重时会引起地表水倒灌问题,地表水倒灌必然会引起开采的地热流体水温下降。

(2)地热流体水质变异。经过几十年的开采,人工开采地热流体改变了地热流体原有的交替循环条件,破坏了原有的水岩平衡。随着开采强度的加大,地表水和浅层冷水混合补给的趋势亦增大,冷热水混合效应增强,地热流体的水质发生一定程度的变化。

(3)区域地下水位与流量递减。几十年的无序开采亦使得生产井中的水位降低,甚至出现掉泵现象,最明显的现象就是温泉出露点明显减少和地热井自流量减小。

(4)引发地质灾害。由于开采井密度大,开采强度相对较高,水位降深过大,形成了区域降落漏斗,严重者甚至引起地面塌陷与沉降。

(5)水土污染。地热尾水排入地表水体后,可能引起地表水体中含盐量的增高,引用该地表水作为农业灌溉用水,会造成土壤板结及盐碱化,造成土壤污染。

(6)地热利用率低。大部分地区热水利用方式仍很单一,热水排放温度偏高,未实现地热流体的综合梯级开发利用,部分地区利用技术、工艺及配套、设备不完善。

3 开发利用与保护对策

保护的目的是为了更好地开发,做到“在保护中开发,在开发中保护,资源开发和节约并举”,以实现资源的开发与保护并重,促进地热产业、地热资源、环境的协调发展,是实现区内地热资源可持续发展的根本要求。

(1)加大岩溶地热资源勘查力度。武汉市城市圈岩溶热储地热资源主要隐伏于震旦系—奥陶系和二叠系—三叠系碳酸盐岩地层中,其热储埋藏分布、岩溶发育程度及热水化学特征、温度、富水性等差异较大,应加大对岩溶热储地热资源的勘查力度,以指导区内岩溶热储地热资源的合理开发。

(2)合理有效利用地热资源。在地热资源开发利用中应充分利用其热资源与水资源,最大限度的开发地热资源的潜能,做到高效节约的利用地热资源。

(3)加强地热动态监测。地热动态监测是地热资源保护的重要手段之一,只有建立起地热流体动态监测网,了解地下热水的运动规律,了解水位、水量、水温、水质随时间的变化规律,才能科学的指导区内岩溶热储地热流体资源的合理可待续开发利用

(4)健全地热开发利用管理体系。通过立法的形式,建立一整套全新的地热资源管理体制,明确管理部门职责,结合发展规划需要,合理利用和开采地下热水,使地下热水这一宝贵资源更科学、更合理地为经济发展服务。

(5)地热废弃水处理与环境污染防治的综合利用。严格控制地热田及其周边工业及生活“三废”的任意排放,对废弃老井应严格进行封填,防止污水通过老井下渗至热水含水层。建设地热尾水集中处理点,集中对尾水进行相关处理。