海丰县某地热田地下取水可行性探析

王永峰，张艳红

（广东省地质局第七地质大队，广东惠州516000）

建设项目位于广东省海丰县城区西北部，目前有两口低温地热开采井，总取水量709m3/d，主要用于洗浴。地形地貌主要为河流冲积平原，区内地形地势总体平坦开阔，植被生长较好，植被葱郁，自然环境优美。考虑建设项目区域水文地质条件，同时考虑便于利用现有地质资料，确定地热水取水井所在地的一个相对完整的水文地质单元为分析范围，本次分析范围北部至莲花山南麓低丘，东部、西部及南部至低山丘陵，面积2.69km2。

1 区域水文地质条件

1.1 地下水类型

根据地下水的赋存形式、含水介质条件，本区地下水类型主要为层状岩类裂隙水。

分布于温泉区及周边，赋存于侏罗系下统金鸡群(J1Jn)砂页岩的风化裂隙和构造裂隙中。在断裂带附近，泉水呈片状渗出，终年不干且流量较稳定，泉常见流量0.1～1.0L/s，枯季地下径流模数6～12L/（s·km2），水量中等。地下水化学类型HCO3·F-Na 型，pH 值9.28～9.42，呈弱碱性。

1.2 地下水补给、径流、排泄条件

研究区地处北回归线南缘，属南亚热带气候区，海洋性气候明显，气候温和，雨量充沛，多年平均降雨量为1500～2600mm。区内平均气温22.5℃，阳光充足。研究区地下水补给源充足，基岩裂隙水主要位于丘陵山区，主要接受大气降雨补给，地下水从高往低径流，径流途径短，浅层地下水在地形低洼及沟谷深切处以泉点和分散渗流形式排泄汇入小溪，深部地热水则沿构造裂隙通道上涌，在隔水层的缺失或过薄地段以泉的形式向地表排泄，或通过打井抽水等形式人工排泄。

2 地下水资源量分析

根据研究区水文地质条件，其地下水的天然资源补给来源为丘陵层状基岩裂隙水，丘陵面积2.69km2，批准的允许开采量为913m3/d（C+D 级），计划取水量709m3/d。

2.1 地热田热功率、年可利用热能的计算

（1）热功率的计算。按照《地热资源地质勘查规范》（GB/T 11615-2010）的规定，地热田地热流体的热功率按下列公式进行计算。

Wt=4.1868×Q×（t-t0）

式中：Wt——热功率，kW；

Q——地热流体可开采量，L/s；

t—地热流体温度，（℃）

t0——当地年平均气温，（℃）；

4.1868 ——单位换算系数。

地热田地热流体的热功率计算结果见表1。

（2）年可利用热能量的计算。地热流体年可利用的热能量按下列公式估算。

表1 地热流体的热功率计算表

∑Wt=86.4×D×Wt/K

式中：∑Wt——开采一年可利用的热能，MJ；

D——全年开采日数（按24h换算的总日数），d，取330d；

Wt——热功率，kW；

K——热效比（按燃煤锅炉的热效率0.6计算）；

86.4 ——单位换算系数。

地热流体年可利用热能量的计算结果见表2。

本地热田的控制的热功率为189.0kW，年可利用的控制的热能为8981280MJ。按地热田规模分级标准，地热田规模为小型。

表2 年开采累计可利用的热能量计算表

2.2 可开采资源量分析

（1）抽水试验。为了对地热水资源进行评价，对ZK2 及ZK5 号井进行多孔抽水试验，抽水延续时间175h，稳定时间112h，抽水过程中总体上水量稳定，无出现热水水源补给不足，水量、水温明显变小的趋势，试验结果真实可靠。试验成果见表3。

表3 地热田ZK2、ZK5生产井抽水试验成果表

（2）ZK2 和ZK5 井可采水量的确定。根据本次评价需要进行的专门抽水试验和生产记录，ZK2 井水位降深基本稳定在5.67～6.41m，抽水量一般为340～405m3/d，平均372.5m3/d，ZK5 井水位降深基本稳定在2.11～2.63m，抽 水 量 一 般 为440～510m3/d，平 均475m3/d，水量较稳定，水质较稳定。ZK2 平均开采水量为230m3/d（年取水量为7.59×104m3）；ZK5 井平均开采水量为400m3/d（年取水量为1.32×105m3）。将多年平均开采量630m3/d确定为控制的，推断的可开采量为283m3/d，控制的级可采量可靠系数取0.9，推断的级可采量可靠系数取0.5，故本地热田论证范围内地热开采井控制的可开采量为709m3/d，可满足建设项目水资源的要求。

本建设项目地热赋存于河田大断裂带中，盖层土层透水性、富水性较好，保温性能良好。由于地下水补给较丰富，贮藏资源远远大于开采量，所以不易形成区域水位下降漏斗。根据提供的资料，地下地热水位在生产期间停泵约24h，水位可恢复到静止水位。

3 地下水水质评价

参照国家标准《天然矿泉水地质勘查规范》（GB/T13727-92）中有关医疗矿泉水水质标准进行评价（见表4）。从表中可知，第一温泉地热水中偏硅酸、氟含量丰富，分别为94.86～100.07mg/L和12.93～15.46mg/L，达到了硅水、氟水的命名标准。硫化氢含量为1.17～1.55mg/L，达到有医疗价值浓度。地热水温度40℃～45℃，属低地热资源温热矿水，温度已达到国家标准（GB/T13727-92）对医疗热矿水水温大于34°的要求，可命名为HCO3·F-Na型医疗用含硫化氢的硅、氟温热矿水，可作为医疗温泉洗浴用途开发利用。

对照原地矿部《地热资源评价方法》（DZ40-85）、《水污染物排放限值》（DB4426-2001）HE《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中有关标准，第一温泉热矿水中pH 值、硫化物、氟的无机化合物均超过三废排放的最高允许排放浓度，热矿水直接排放对地表水和土壤环境均会造成影响。故本区热矿水必须经过集中处理，经当地环保部门检测达标后，才允许排放。

表4 地热田水质与医疗热矿水标准对照表（单位：mg/L）

4 取水的可靠性与可行性分析

(1)水文地质条件和水量分析。河田活动断裂全长数百公里，总体走向50°～60°，结构面主要倾向南东，倾角40°～75°。该断裂控制并破坏了燕山早期第三阶段[γ52（3）]花岗岩，断裂带两侧出现强大的糜棱岩构造带、糜棱岩化花岗岩带和压碎花岗岩带。沿断裂及近侧，有黄土岭、公平、新田、汤湖等一系列热泉涌出，水温36°～65°。地下热水经抽水试验和水质化验，水量、水温、水位稳定。

(2)地下热水开发对地质环境影响分析。经实地调查了解和以往资料分析，本地未发生地质灾害，按本地地质地貌条件和地热水开发利用情况，地质灾害的形成、发育、成灾可能性较小，本地地质环境受论证开采井影响较小。但为避免过量开采地热水引发地面变形开发利用地热资源应严格控制开采量，开采过程中要建立和完善地热水动态观测制度，掌握地热田地热水的水量、水质、水温和水位变化规律，以及加强地面变形监测，防止地质灾害、环境地质问题的发生。

(3)热废水排放对环境的影响分析。本地热区地热水的开发利用和排放，就其原来所含的物质成分而言，对环境的影响程度较低。且经过集中处理，排放与市政污水管道，不会对环境产生热污染。同时，地热水与其他能源（煤、石油等）相比，地热水资源对环境的影响是非常小的，具有其它能源无法比拟的优越性。

5 结论

本项目地下水计划开采量为709m3/d，取水规模为小型，研究区内地下水资源较为丰富，开采资源量可满足建设项目水资源的要求。取水可行。