杨志宽
摘要:地热水资源属于宝贵的地下资源,也是一种洁净的绿色能源,可广泛用于温泉洗浴、供热、医疗保健等领域,合理开发利用地热水资源不仅可以提高人们的生活质量和品位,取得显著的经济和社会效益,更可以减少大气污染,有明显的环境效益。文章通过应用实例,阐述了本地区地热水资源的特点、开发利用程度及存在问题,并提出了科学合理的建议。
关键词:濮阳;地热;资源;利用
一、地热水资源的特点
地下热水作为一种地下资源,具有较高的开发利用价值和经济效益,而且在某些方面地热能具备了太阳能、风能、潮汐能所不具备的特点,如分布广、不受白昼和季节变化的影响,能够直接利用,不污染环境,与常规能源-----煤、石油、天然气和核能相比,它又是一种洁净的、较为廉价的和可以更新再生的能源,从战略高度上重视对地热资源的开发,把它作为濮阳市能源的补充,能进一步促进经济社会全面发展,均具有十分重要的意义。
二、濮阳市地热水资源开发利用现状
1、濮阳市位于河南省东北部,黄河下游北岸,面积4188平方公里,人口384万,属暖温带大陆性季风气候,多年平均降雨量561mm,水资源总量4.93亿立方米【1】。濮阳市又是中原油田开发建设腹地,随着多年开发,目前中原油田油气产量呈逐年下降趋势,寻找和开发新的能源已引起人们的高度重视。。
2、濮阳市地质构造属于位于内黄隆起和东濮凹陷的结合部位,在2000米内存在古生界和新生新地层,目前开发利用的主要是埋藏在新生界和前新生界热储层中的地热资源,深度在1300-1500米,取水水源为上第三系明化镇组热储层,该层热储资源丰富,水温较高,水质较好,是今后的主要开发利用对象。
3、根据《河南省地热资源开发利用现状评价》成果可知,濮阳市新生界地热资源可开采量1192万m3/a。至2015年4月,濮阳市共有新生界地热井44处,全市新生界地热资源已开采量为209万m3/a,已开采量与可开采量的比值为0.175,新生界地热水开发利用程度为Ⅴ类,即低开采区【2】。濮阳市新生界地热水开发利用程度整体处理低开采区,属鼓励开发区。
表1 地热水开发利用现状评价标准
已采量/可采量 定义 标记
>1.0 超采区 Ⅰ
0.7~1.0 较高开采区 Ⅱ
0.4~0.7 中等开采区 Ⅲ
0.2~0.4 较低开采区 Ⅳ
≤0.2 低开采区 Ⅴ
表2 濮阳市新生界地热水开发利用现状评价
地区 面积(km3) 地热井数
(眼) 已开采量
(万m3/a) 可开采量
(万m3/a) 已采量/可采量 定义
濮阳市 4188 44 209 1192 0.17 Ⅴ
三、应用实例
1、概况:渤海湾温泉洗浴广场位于濮阳市户部寨镇,中原油田采油二厂附近,占地面积1500平方米,为一小型大众洗浴中心,建设1500米深地热水源井一眼,井位坐标:东经115°20′56.33″北纬:35°43′17.87″,年取水量3万立方米,用于居民洗浴和洗浴中心供暧。该项目水资源论证单位为河南省郑州地质工程勘察院,取水许可管理单位为濮阳县水利局。
2、取用水情况:该项目开采的深层水储层属于新生代地层,为中新统馆陶组(Ng)和上新统明化镇组(Nm)水层,该层热储资源丰富,水温、水质能够满足设计要求【3】。单井出水量不小于40m3/h,出水温度50℃,项目用水组成一是洗浴用水,年运营周期240天,每天800人次,二是采暧供水,采暖时间120天,面积2000平方米,依据《地热资源地质勘查规范》(BG11615-2010)和用水定额【4】,计算洗浴用水和采暖用水总量为3万m3/a。
3、效益及影响:项目年开采热量为2.08×1013J/a,折算节煤用量为709.7t/a,并相应减少了二氧化碳、二氧化硫等有害物质的排放,年节省治理费用19.7万元,可见项目地热井对区域地热资源的开采具有很好的经济效益和环境效益。由于濮阳市的地热资源属于低开采区,且在本水源影响范围内没有同类地热井,因此对第三者和地下水总量影响微弱,退水一般为可降解的化合物,不含有害物质,经生化处理和降温后,经管线排入附近沟渠,与雨水和其它水体混合,进一步降低了水中盐份含量,对地下水和土壤影响较小。
四、结论及建议
1、地热水资源作为一种新型能源,有其它能源无可替代的优点,现已越来越广泛地应用到多个领域,但目前当地也出现了集中申请、甚至无证开采的乱象。建议政府部门加强管理和规划,开发利用前必须经过水资源论证,为水行政主管部门审批取水许可证提供可靠的技术依据,禁止无证无序开采,逐步建立相关的地热水资源开发利用管理法规,按照《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》,结合当地政府制定的用水总量控制指标,严格控制开采总量。
2、地热水补给主要来源于缓慢的地下径流,补给缓慢,循环周期长,不能大量再生,若过量开采,必将引起地热水位的下降,而水位下降,可引起欠固结、正常固结含水介质的固结严密,从而形成地面沉降。运行中要分析各个用水环节用水合理性,制定节水措施,计划用水,提高用水效率,遵循“同层开采、同层回灌”的原则,避免因过量开采破坏地下热水采补平衡,甚至引起地面沉降等地质灾害。
3、城区内退水可经污水管网收集至污水处理厂处理,地处郊外不能集中处理的,宜采用适用小型洗浴场所及农村使用的生化法进行污水处理,通过氧化水解和过滤,处理后的污水一般COD不超100mg/L【5】,符合国家《污水综合排放标准》(GB8978.1996)中的二级标准,另要针对排入水体,按照水资源管理要求,确立水功能区限制纳污红线,确保污染物总量控制在水功能区纳污能力范围内。
参考资料:
[1]《濮阳市水资源公报》(2010-2013)
[2]《地热资源评价方法》(DZ40-89)
[3]《地热资源地质勘查规范》(BG11615-2010)
[4]《用水定额:河南省地方标准》(DB41/T385-2009)
[5]《污水排放综合标准》(GB8978.1996).