地熱資源開發利用中的主要環境問題分析

摘要：在目前這個能源緊缺的時代，地熱資源作為一種可再生的清潔能源，逐漸成為人們所關注的熱點。雖然地熱資源在一定程度上能夠很好地解決目前存在的能源問題，但是在其開發利用過程中，由于地下深處成分復雜的物質伴隨地熱水被帶到地表，對地表環境及地下環境極易造成嚴重的危害，進而引發一系列環境問題。基于此，本文主要針對地熱資源開發利用中的主要環境問題進行分析，提出當前地熱資源開發過程中遇到的問題，并提出針對性的地應對解決措施。

關鍵詞：地熱資源；開發利用；主要環境問題；研究分析

中圖分類號：X83 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）05-0206-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.05.123

Abstract： With the rapid development of the economy， the problem of energy consumption and the pollution of natural environment is extremely serious. As a renewable clean energy， geothermal resources can solve the energy problems in the present stage， but in the process of exploitation and utilization， the complex material in the deep underground is accompanied by geothermal water. The surface is causing serious damage to the surface environment and underground environment， which leads to a series of environmental problems. Based on this， this paper mainly analyzes the main environmental problems in the development and utilization of geothermal resources， puts forward the problems caused by the development of geothermal resources at the present stage， and puts forward the corresponding improvement measures.

Key words： Geothermal resources； Development and utilization； Main environmental problems； Research and analysis

地熱資源作為一種運用廣泛、低碳節能、環境友好的新型綠色可再生能源，可應用于供暖、發電、洗浴、醫療、養殖等多個領域。地熱資源很好地代替一些不可再生的能源，對我國經濟的發展有著至關重要的影響。雖然地熱資源的開發對緩解當今社會能源緊張狀況具有重要意義，但是在地熱資源開發利用的過程也帶來一些負面的影響，如地溫的變化、地面沉降、熱污染等，這些問題都會對地熱產業的可持續發展造成不利影響。對此，在其開發過程中，相關管理部門需將地熱資源與其他礦產資源一樣進行珍惜和保護，做到可持續開發。因此，相關管理部門必須加大對其重視程度，采取合理的措施解決上述問題。

1 地熱資源的開發利用過程

1.1 淺層地溫能的開發利用過程

淺層地溫能的開發利用是指地下水源熱泵以及土壤源熱泵兩種方式。熱泵機組是一種利用高位能（電能）使熱量從低位熱源流向高位熱源的節能裝置。地下水源熱泵系統的熱源主體為地下熱水，在冬季，熱泵機組通過從地下熱水中吸收熱量，對建筑進行供暖；在夏季生產井與回灌井交換，將室內熱量轉移到低位熱源中，進而達到降溫的目的。土壤源熱泵系統無需利用地下水，其利用的是地表下一定深度（一般小于200m）范圍內巖土體的熱能，是由地球內部能量傳導和太陽輻射共同作用而產生，且其隨季節變化很小，故溫度多年幾乎無變化，一般低于25℃。

1.2 深層地熱能的開發利用過程

深層地熱能有直接利用和間接利用兩種方式。間接利用是發電的形式對相關的地熱能進行利用，一般情況下，地熱流體的溫度要在180℃以上才能用于發電；直接利用則沒有那么多的要求，其主要利用方式就是供暖、洗浴和養殖等等。

2 地熱資源開發過程中引發的問題

2.1 地熱資源開發過程中引發的熱污染問題

當前階段，人們對于地熱資源的開發利用程度還比較低，開發方式單一，未能形成梯級利用，且尾水的溫度較高。特別是利用地熱供暖后的尾水，如果沒有采取地熱回灌或是相應的處理措施，尾水的溫度甚至仍能達到 40℃，這樣一來很容易就會造成熱污染問題。熱污染問題往往會造成水體更易發生富營養化，水生生物大量繁殖進而對自然環境造成極大的危害[1-2]。

2.2 地熱資源開發過程中引發的地溫問題

地溫會隨著深度的增加而逐漸升高，但在淺層地表范圍內，地下水對地溫起著控制作用，尤其是在近地表的土壤層內更是如此。但由于地下水的過度開采，使得地下水位出現大幅度下降，導致上覆的松散巖土層因失去水這個冷卻劑而形成采空區，因而打破了原來的水溫和地溫的動態平衡最終造成地溫升高。

2.3 熱資源開發過程中引發的地面下沉問題

地下水熱資源的過度開發利用使得地面出現沉降的問題，由于地下熱水資源的開采使得地下水位出現下降的現象，有效應力增加使砂粒排列緊密，孔隙度變小，含水砂巖壓縮，地面相應沉降。因此相關的管理部門必須要加大對地熱資源開發的管理力度，采取科學合理的施工技術解決上述問題。

3 地熱資源開發利用過程中的環境保護對策

3.1 政府相關部門應加強監控與管理

導致地熱資源開發過程中各種問題頻發的原因除了過度開發以外，另外一個最主要的原因就是相關管理部門的監管工作不到位。要想解決地熱資源開發利用過程中出現的問題，相關部門應加強監控與管理，嚴格地熱工程的審批制度，強調地熱資源開發過程中的監測網絡和回灌系統建設以及綜合開發利用，使地熱資源能夠合理有序地開發利用，減少盲目開采對地熱資源造成的浪費[3-4]。

3.2 加強地熱資源勘查、開發和保護

隨著地熱資源不斷開發利用，其暴露出來的問題也越來越多。相關的管理部門如若期望對這些問題進行有效解決，就必須加強地熱資源勘查、開發和保護的力度。加強對地熱尾水回灌技術和地熱尾水處理研究分析，進而對熱能利用效率和傳熱管道保溫措施進行強化，降低地熱消耗和尾水溫度，對地熱資源的綜合利用效率和經濟環境效益進行有效地提高。

3.3 采用人工回灌技術

人工回灌技術是對地熱礦水進行回灌來達到加快對地熱水的補給速度和補給量，維持熱儲流體壓力的恒定，避免尾水直接排入環境而造成污染，并能夠有效地延長地熱礦水的使用壽命，實現資源的可持續利用。目前階段很多國家都是采用此種方式來對地熱礦水資源開發過程中出現的問題進行解決。

4 結束語

隨著時代的發展進步，地熱資源在人們生活生產中的應用已越來越廣泛。其作為一種新型的潔凈可再生能源，與傳統的化石能源相比幾乎無污染，而且還具備可再生的優點。但隨著人們對其開發程度不斷加深也逐漸暴露出了一些問題，即，地熱尾水排放造成地下水及地表水污染，鉆機及其他設備在運行過程中產生噪聲污染，地埋管鋪設造成土壤擾動，地熱水循環過程中導致局部地溫升高等問題，這些隨著時間的積累會引發不同程度的生態破壞和地質災害，如地面沉降、地裂縫等。因此，相關管理部門必須加大對其開發的監管力度，采取科學合理的措施對上述問題進行解決，從而為我國經濟的健康發展打下良好的基礎。

參考文獻

[1]鄧凱文.地熱資源開發利用產生的主要環境問題及保護措施[J].城市建設理論研究，2014，（14）：20.

[2]劉偉朋，郭彥威，劉永奇等.青藏鐵路沿線（那曲-拉薩段）地熱資源開發利用現狀及存在的主要問題研究[J].環境科學與管理，2013，38（8）：141-145.

[3]胡彩萍.探析地熱資源開發引起的環境地質問題[J].工程建設與設計，2017，（10）：137-138.

[4]成運利，陳堯森.地熱資源開發的環境問題及對策[J].工程技術（全文版），2017，（2）：00038.

收稿日期：2018-04-09

作者簡介：薛宇澤（1988-），男，助理工程師，碩士研究生，研究方向為地熱能開發與利用。