我国浅层地温能资源分区探讨

郑桂森，栾英波，白凌燕

（1.北京市地质矿产勘查开发局，北京 100195；2.北京市地质调查研究院,北京 102206）

我国浅层地温能资源分区探讨

郑桂森1，栾英波1，白凌燕2

（1.北京市地质矿产勘查开发局，北京 100195；2.北京市地质调查研究院,北京 102206）

浅层地温能资源蕴藏在地下岩土体内，其储藏、运移及开采利用均受到地质和水文地质等条件的严格制约。本文依据新构造运动、地形地貌、气候、第四纪地质和水文地质条件，利用mapgis软件空间分析功能，对全国浅层地温能资源进行了概略区划，共分为5个大区、16个亚区。

中国；浅层地温能资源；区划

能源、环境和可持续发展等备受世界各国关注。目前我国采取了强有力措施发展清洁可再生能源，积极倡导低碳经济行动，作为清洁可再生资源的浅层地温能得到了迅速发展。目前，全国应用浅层地温能供暖、制冷的建筑物面积近8000 104m2，对改善能源结构、节约资源和保护大气环境，将起到示范作用。

浅层地温能是一种积蓄在地下（0～200m）的自然资源，是地球深部的热传导和热对流与太阳辐射共同作用的产物[1-3]。它分布广泛、埋藏浅、可持续利用，并可作为化石能源的替代资源，减少温室气体排放[2]。虽然我国浅层地温能资源开发利用起步较晚，但是在资源评价、适宜性区划、回灌技术、经济分析等方面取得了一定成果[1-8],在资源开发前必须进行地质勘查评价。我国幅员辽阔，气候差距较大，资源需求不同，为合理高效利用各地区的地热资源，有必要对我国地温能资源进行区划。

1 地温能资源分区目的及区划考虑因素

（1）地温能资源分区目的

揭示浅层地温能资源区域分布规律，客观反映各地区浅层地温能资源区性质和特征，展示资源分布与地质条件的关系，标明各地区对地温能资源的需求情况，为勘查开发利用指明方向。

（2）地温能资源区划考虑的因素

浅层地温能资源是存在地下岩土体中的一种可再生的新型能源。在不同的地质条件下，浅层地温能开发利用规模、方法不同。本文以新构造运动、地形地貌、气候、第四纪地质和水文地质条件等为依据，对全国浅层地温能资源进行分区。

①新构造运动。地球上所有的地质体无一不被地质构造分割和连接，也是各地质体之间能量传递的界面。新构造运动直接影响和决定地貌的发育过程及其形态特征（图1），同时也决定着一个地区的大地热流和地温梯度分布特征。

图1 中国大陆新构造期构造略图[9]

②地形地貌。我国内陆地形呈阶梯状分布，以青藏高原为核心，自西向东呈台阶式下降，把中国陆地分成了3级阶梯。我国这种地形地貌特征对水文、气候、浅层地温都有深刻影响，它们共同构成了浅层地温资源的自然地理背景。

③气候。我国地域广阔，不同地区年平均气温有很大差异，人们对资源需求不同，如暖温带地区人们制冷需求大于供暖。

④第四纪地质。地表以下0～200m范围内岩土体是地壳中地温能储藏、传递、散失的物质基础。热导率是岩石地层热物理性质重要参数之一，不仅决定地温场的展布形态，而且也是浅层地温能资源量计算和工程设计计算的关键因素。影响松散堆积物热导率因素要比固相岩石复杂的多，其中颗粒的大小、形状、排列方式，孔隙度，含水率，物质成分等都是影响热导率的因素。

⑤水文地质条件。水的各种物理性质使其具有独特的功能，它既能搬运又能储存一定能量，能影响浅层地温能资源赋存、储量和开采潜力，制约浅层地温能资源利用。浅层地下水不仅对垂向温度有影响，在水平方向上影响也非常明显，地下水可把岩层或松散层中热量带出或带入，形成温度重新分布。

2 地温能资源区划

以新构造运动造就的地形地貌岩土体分布特征将我国地温能资源划分为5个大区；在大区划分基础上，以气候带分布范围为主，以第四纪地质和水文地质条件为辅，进一步分为16个亚区，表示在同一个大区不同气候带内不同第四纪地质、水文地质、地温梯度和热流值等特征。

利用GIS软件空间数据分析功能能，将影响浅层地温能资源分布的新构造边界、地形地貌、第四纪地质等单要素图层进行相互叠加，生成综合地温能资源区划图。我国共划分5大区16个亚区（图2），其资源分区特征如下（见表1）。

图2 中国浅层地温能资源分区略图

表1 中国浅层地温能资源分区特征表

Ⅰ区：包括东北平原、华北平原、长江中下游平原。该区是我国地势的第三阶梯，地势平坦开阔，区内第四系松散堆积物主要由冲洪积粗 细碎屑物组成，少量海积和残积物；水文地质条件各具特色；全区跨3个温度带，全区按照气候带划分为3个亚区。

Ⅱ区：包括蒙古高原、黄土高原、塔里木盆地、柴达木盆地等区域。从地势上看属我国的第二阶梯，区内有流水、风成、剥蚀、冰川地貌等；松散沉积物有残坡积、风积、冰积、冲洪积等多种类型；区内平均降水量500mm，但分布极不均匀；全区跨3个温度带，按松散堆积物特征和气候分带将全区分为5个亚区。

Ⅲ区：东南沿海地区。区内松散层土层主要以残积为主，沿水系分布冲洪和湖积物，滨海区发育海积物；基岩主要是结晶岩类，裂隙发育。按所处气候带划分为2个亚区。

Ⅳ区：云贵高原和四川盆地地区。区内主要松散堆积物为残坡积、冲洪积物；基岩为古生代至中生代碳酸盐岩类。由于降水量丰富，广泛发育岩溶洞穴裂隙水，形成了强烈对流条件下地温场。浅层地温能资源丰富，但其开发利用有一定难度与风险。根据气候带分布，将Ⅳ划分为2个亚区。

Ⅴ区：主要是青藏高原分布区。地势上是我国第一阶梯，平均海拔4000m以上。地貌类型繁多，河流湖泊、冰川、高山、沟谷均发育。跨中温带、高原寒带、亚热带和边缘热带4个气候带，空气稀薄，日照时间长。松散堆积物主要是冲洪积、湖积、冰积和残坡积。根据气候带将本区划分4个亚区。

3 结语

本文从新构造运动、地质条件、岩土体热物性条件、气候、水文地质条件的角度，对全国浅层地温能资源进行了概略区划，为规划合理利用浅层地温能资源，提供了一定的地质基础。全国区域浅层地温能应用调查研究是不够的，作者希望有关领导部门予以支持。

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Discussion on the Zonations of Shallow Geothermal Energy Resources in China

ZHENG Guisen1，LUAN Yingbo1，BAI Lingyan2

(1.Beijing Geology Prospecting & Developing Bureau, Beijing 100195; 2.Beijing Geology Survey, Beijing 102206)

The shallow geothermal energy resources are contained in the ground. Their storage, migration and exploitation are strictly restricted in the geological and hydrological conditions. Based on the theories of the new tectonic movement, topography, climate, Quaternary geology and hydrological conditions, using the spatial analysis software of MapGIS, we study the shallow geothermal energy resources in China，and divide the zones of geothermal energy resources into fve major areas, sixteen sub-areas.

China；Shallow geothermal energy resource；Zoning

TK521

A

1007-1903(2011)01-0012-05