□李愛民(河南大通水利建筑工程有限公司)
地熱能是一種集“礦、水”于一身的礦產資源。它既是一種可再生能源資源,也是一種可強身健體的寶貴的旅游水資源。同時,符合飲用水要求的地熱水又是一種淡水資源。根據地熱能資源的溫度水平、內含微量元素的種類和實際使用要求,可以實現資源高效利用。
根據漯河市區域測溫資料,漯河市變溫帶深度為27.0m,其下為恒溫帶,恒溫帶溫度為17.0℃,恒溫帶以下的增溫帶隨著深度的增加,地溫逐漸增高。根據區內鉆孔水溫和恒溫帶地溫資料,漯河市區內地溫梯度值為G=3.55℃/100m。
根據水均衡原理,地下水允許最大開采量為設計溫熱水最大降深下的儲量之變化量與截取的徑流補給量之和。
Q允開=△Q補+μ*MF
△Q補=L×K×M×I×365
根據開采量有關參數,開采量結果見表1。
地熱能計算用允許開采的溫熱水釋放的熱量來計算。

表1 水均衡法計算溫熱水允許開采量參數及結果表

表2 允許開采地熱儲量計算結果表
開采期按100a計算,工作區1200m以內淺地熱水允許開采量為20.5×106m3/a,釋放的總熱量為2.35×1011MJ。
1200m深度以下新近系平均厚度為300m,水溫為60℃~70℃,采用類比法計算出地熱資源量為1.96×1011MJ。
漯河市地熱能開發利用起步于1997年,至2009年底,漯河市共開發利用地熱能24處,有煙廠家屬院、公路局家屬院、銀鴿新苑、人事局家屬院、中心醫院、供電公司、雙龍小區、銀都大酒店、陽光世紀苑小區、漯河市沙澧洗浴中心等,主要用于居民小區、賓館等福利性、商業性開發,開發總量約3500m3/d。2006年新天地淺層地熱能利用工程首次采用地源熱泵系統進行集中制冷取暖,并實現地下水人工回灌,該項目設計取水量300m3/d,使用建筑面積達2萬m2,近年采用水源熱泵作為制冷供暖的項目呈上升趨勢。漯河市溫熱水不僅可用于供暖制冷,溫熱水中還含有偏硅酸、偏硼酸、鋰、鍶、鋅、鎂、鈣等對人身體有益的多種微量元素,有很高的醫療作用,特別是地下1000~1200m深度溫熱水醫療價值最高,同時漯河市溫熱水也達到礦泉水標準,銀都大酒店地熱井已通過飲用礦泉水評價。
漯河供電公司地熱井的開發利用曾在“全國地熱(淺層地熱能)開發利用現場經驗交流會”上介紹經驗。該公司根據用戶分布、需求量、生活習慣科學布局,合理鋪設熱水管網,采用控制設備使抽水泵根據用戶耗水量多少而自動供水,根據地熱水腐蝕性較強的特點,把鑄鐵管換成塑料管,既保溫又耐腐。還經常向用戶宣傳用地熱水的好處,提倡使用地熱水。公司年供水10萬t以上,經濟效益、社會效益顯著。對漯河市今后開發利用地熱資源有積極的借鑒意義。
地熱能工程的設計、施工和驗收,以及后期的監測與管理的整套程序沒有明確的管理部門。尤其是工程后期的管理與監測工作,尚無統一部門管理,造成工程建設運行監管不力,導致地熱能開發利用中出現這樣那樣的問題,進而導致人們對地熱能開發利用技術的擔心和疑慮,影響了新技術的推廣應用。
當前社會對地熱能資源的認知度還很低,人們對賦存于地殼表層豐富的地熱能資源的特點及熱泵技術了解不多,地熱開發利用方面的專業設計人員相當缺乏,直接影響地熱能的廣泛應用。地熱能資源開發利用潛力很大,資源的可再生、無污染的優勢,是任何化石燃料所不能替代的。但工程運行前投資大,要取得經濟上的規模效益,需要各級政府在財稅等政策上予以扶持,否則,推廣和應用會受到一定的限制。
地熱能的開發利用必須建立在水文地質勘查評價工作的基礎上,應對地熱能開發利用的可行性、開發利用容量進行評價。目前漯河市僅對有限范圍進行了地熱資源勘查,并提出了相應的開發規劃報告,但勘查工作深度和廣度都很有限,沒有在全市范圍內進行地熱資源勘查,更沒有對已開發利用區的地下水溫、水質等相關監測及環境影響評價工作。
目前地熱能開發利用工程的設計缺乏系統的設計規范與標準,對開發單位缺乏資質管理,實施的工程也缺乏必要的論證程序。地熱能開發是一項系統工程,涉及好幾個專業,各專業之間必須立足職責分工,協同作業。否則,地熱能供暖(或供冷)工程將會造成無法實現最佳效能,造成不可挽回的經濟損失、環境災害等不良后果。
漯河市地熱能開發利用尚無統一規劃,處于一種低效利用狀態。科學開發利用地熱能資源,必須重視開發利用前期的資源調查評價工作,制訂切合實際的地熱能開發利用規劃,做到一片一井,集中供水,充分利用,避免“一院一井”,重復投資,提高地熱井利用率,杜絕浪費。
建立地層溫度、水位、水質監測系統,監測其變化規律,特別是地熱井回灌能力和溫度恢復情況;進行地熱源井井距試驗,確定最佳井距數據;通過長期觀測,為建設地源熱泵系統工程的設計、勘察與施工管理部門提供可靠的科學的基礎數據,建議及早建立地熱能開發利用工程的數據庫及信息系統。
地熱能開發利用是一個系統工程,做好這個項目不是某一個環節的問題,管理工作涉及到不少部門,需要各部門從共同目標出發,大力協同工作,推進有效管理,促進有關單位愿意去采用,又能確保工程的實效與質量。要提倡各個環節的專業化,自始至終把好關。對于牽涉到行業具體問題則要求落實到相應管理部門。
進行地熱能的勘查評價、開發利用,必須具備相應資質要求。對于地源熱泵工程建設單位實行市場準入制,對從業人員實行職業技術培訓,持證上崗等制度,是保障地源熱泵系統工程質量和運行安全的根本保證。每一個地熱能項目都必須經過相關部門審批同意方可實施,以維護整個地熱能的市場秩序,確保地熱能的可持續開發利用。
目前漯河市地熱能資源利用主要限于洗浴、游泳健身,其利用方法單一,利用效率低,可以開采深層的熱水采暖,開發地溫空調等等。地熱水用于洗浴后尚有大量余熱的“廢水”即被排放掉。而事實上,60℃以上的水還可利用于供暖,循環后降至40℃左右的水可用于醫療洗浴、游泳健身,降至20℃左右的水還可用于養殖、大棚種植等用途。應提倡一水多用,盡可能提高利用水平。
[1]李漢炎,張啟.《我國地熱能開發利用現狀》,農村能源,2000年.