地熱水資源用水管理模式及保護對策建議

賈 玲，牛最榮，薛 媛，邵顯顯

(甘肅農業大學水利水電工程學院，甘肅 蘭州 730070)

在面對水資源以及其他能源日益緊張的情況下，地熱水資源作為一種清潔環保、節能、可再生的新型能源，其開發利用是國內外近年來比較關注的焦點問題[1]。與傳統能源相比，地熱水資源具有供能比較持續穩定、高效循環利用、可再生、運營成本低等特點，具有發電、供暖、洗浴、養殖、醫療保健等多種用途，在一定程度上，有望成為未來能源發展的一個重要方向。盡管國內外學者對地熱水資源分布特征、成因模式、勘測評價、開發利用以及地熱能產業發展等方面開展了大量研究[2- 10]，取得了一定的成果，然而針對于地熱水資源管理方面的研究仍相對欠缺，特別是對于地熱水管理與保護尚處于起步階段，開發利用方式單一，多數地區的地熱水資源主要用于溫泉行業[11- 12]，幾乎沒有關于專門性的地熱水管理及保護方面的研究；地熱水資源具有水資源和礦產資源的雙重屬性，使得地熱水資源的管理更加復雜。對地熱水管理的相關內容進行分析具有十分重要的意義。本文針對于地熱水資源管理存在的問題，從用水管理角度出發，探討地熱水資源用水管理模式框架，為科學合理開發地熱水資源提供參考依據。

1 地熱水資源管理中存在的問題

(1)現狀不清

我國從20世紀60年代就已經開始了地熱水資源的勘查工作[13- 14]，但對地熱水資源的認識較晚，地熱水資源的分布、賦存條件、儲量、水溫、水質等情況不太詳細具體，同時，對于地熱水資源相關概念的界定模糊不清、地熱水資源管理體制不順。

(2)缺乏完善的政策法規體系

目前我國根據《中華人民共和國水法》、《中華人民共和國礦產資源法》、各個省份取水許可和水資源費征收管理辦法等水資源相關政策進行地熱水資源開發利用與管理，盡管取得了一定成效，但仍缺乏完善、規范的的法規體系。我國在地熱水資源屬性確定、開采流程和資源費、稅收等方面尚未有明確意見，具體實施中的差異性定義使其歸口管理部門存在不確定性，管理職責不清晰，各地和各級部門做法不統一?！八?、“熱”不分的屬性問題亟需解決，地熱水開發利用的法規制度建設亟需完善[15]。

(3)缺乏科學的監督管理機制

監管制度的完善與否決定了地熱水資源能否可持續開發利用。目前缺乏必要的監督管理體系，行業準入門檻低、開采程序不清晰，濫采、不回灌等現象存在，影響地熱產業的可持續良性發展。行政主管部門需要對地熱水全產業鏈進行全過程監督與管理，制定針對性政策、出臺指導性意見，避免企業無序競爭、破壞式開發，強化地熱水資源開采區生態環境保護，實現地熱水產業的健康、規范發展。

2 地熱水資源用水管理模式框架

我國地熱水資源雖分布廣泛、類型豐富，但分布地區的成因、溫度、水質、水壓等不同，因此，在一定程度上，增加了管理地熱水資源的難度。目前地熱水資源開發利用還較為粗放，主要用于醫療、溫泉、養殖、供暖4大領域[16- 18]。為充分利用、保護珍貴的地熱水資源，結合地熱水資源的特點，初步探討各大領域相應的用水管理模式，根據其應用領域不同，提出了“一個框架、三個層次、四個模式”的地熱水資源用水管理模式框架，如圖1所示，為實現高效科學的地熱水資源用水管理奠定了基礎，同時引導地熱水開發向著科學性、合理性方向發展。

圖1 地熱水資源用水管理模式框架圖

2.1 一個框架

地熱水資源用水管理模式框架圖主要是由基于溫泉洗浴、游泳為主的娛樂用水管理模式，基于醫療、療養的康養用水管理模式，基于種植與養殖用水為主的種養殖用水管理模式和基于供熱為主的采暖用水管理模式四種模式構成。涵蓋了地熱水資源開發利用的主要領域。從地熱水利用領域的角度出發，探討相應的用水管理模式，進而初步提出地熱水資源用水管理模式框架，為今后開展地熱水資源管理工作奠定基礎。

2.2 三個層次

當前研究地熱水資源管理和保護方面的內容已經成為相關學者關注的焦點，合理管理、科學保護地熱水資源是貫徹落實地熱水資源管理制度的重要工作內容，同時也是實現水資源可持續利用的重要保障。因此，地熱水的屬性作為地熱水資源用水管理模式的第一層次，在一定程度上，針對地熱水資源的獨特性，綜合考慮地熱水資源的應用領域，有利于合理、科學開發利用地熱水資源。第二層次是用水特性，通過分析地熱水資源水質、水溫等用水特性，有利于地熱水資源達到充分合理的使用，也利于解決地熱水資源的回灌問題。第三層次從著重關注地熱水資源利用與管理工作，嘗試理清各個模式注重的重點，為地熱水資源管理與保護工作順利開展探索新的思路。

2.3 四個模式

(1)基于溫泉洗浴、游泳為主的娛樂用水管理模式

基于溫泉洗浴、游泳為主的娛樂用水管理模式主要是針對目前地熱水資源的主要利用方式建立的，依托地熱水資源自身溫度和所含的礦物質成分，形成溫泉洗浴、游泳為主的娛樂產業。這種地熱水資源的利用方式主要體現了地熱水資源的雙重屬性，因此，在具體的開發利用過程中，水質、水溫、水量問題都需要高度注重，一般情況下，溫泉洗浴、游泳為主的娛樂用水大多數是40～60℃的地熱水資源。為了保障地熱水資源實現健康、持續發展，根據地熱水資源用水量及用水優先次序，制定詳細的地熱水資源用水計劃，實現地熱水資源梯級利用，在強化基于溫泉洗浴、游泳為主的娛樂用水管理模式下，應嚴格控制開采量及開采布局、采取分質用水、加強尾水回灌等方面的管理工作，見表1。

(2)基于醫療、療養的康養用水管理模式

相比以溫泉洗浴、游泳為主的娛樂用水管理模式，基于醫療、療養的康養用水管理模式體現了地熱水資源的礦產屬性。從礦產資源屬性上說，地熱水資源含有大量的鐵、錳、鈉、碘、釩、鈦、鉀、硫、硼等多種對人類身體有利的化學元素，將地熱水資源應用到醫療、療養產業中，可以充分發揮其礦產資源特性。在開發利用地熱水資源的過程中，除了注重水質、水溫之外，更需注意地熱水資源中礦物質的含量。為了有效防止和控制地熱水資源中礦物元素的流失與熱礦泥資源的減少，提出基于醫療、療養的康養用水管理模式，該種模式是在動態監測的情況下，根據開采區域水溫、水位、礦物元素等變化，采取梯級開發，在保護礦物元素和熱礦泥的同時，應加強控制地熱水資源價格、開采量等方面管理，見表1。

(3)基于種植與養殖用水為主的種養殖用水管理模式

我國部分地區冬季氣候寒冷，發展溫室蔬菜種植產業成本較高，且控制溫度難度大，因此，利用低溫地熱水資源是目前發展溫室種植業的良好途徑之一。這種利用方式主要針對25～40℃的地熱水資源，體現其熱的特性，由于是服務于種植與養殖產業，雖對水溫與水質要求不高，但如果要得到較大發展，也應做到重點、有效的管理，例如開展種植養殖前進行水質監測、安裝計量設施、建設示范工程、進行梯級利用等方面的相關工作，見表1。

(4)基于供熱為主的采暖用水管理模式

地熱供暖是目前最為清潔的供暖方式之一，主要體現的是地熱水資源的熱能屬性。具體開發利用時，特別注重水溫和水質，一般情況下，水溫高于60℃、礦化度低的地熱水資源適合用于供暖。針對地熱水資源發展的現實需求，提出基于供熱為主的采暖用水管理模式，該模式與其他三種模式不同的是，除了加強地熱水資源梯級利用、水質監測、開采量限制等管理方面工作外，還特別注意尾水處理問題，供暖后地熱水資源溫度較高，在浪費資源的同時，也造成了環境熱污染現象。因此，需加強地熱水資源尾水處理技術，在回收尾水能量的基礎上，降低尾水溫度，使尾水排放達到環保要求，見表1。

表1 地熱水資源用水管理模式表

3 地熱水資源管理與開發利用保護對策及建議

盡管我國對地下水資源的開采取用做了相關管理規定，但是，這些規定對地熱水的特殊屬性考慮不夠。地熱水區別于地下水資源，具有地下水資源所沒有的特殊屬性，地熱水既具有資源屬性也具有能源屬性。地熱水在賦存條件和水化學特征上也不同于地表水和地下水。而多數地區取水許可和水資源費征收管理辦法中關于地熱水的開采取用規定沒有完全細致的考慮到地熱水的特殊屬性，故針對存在問題，對地熱資源管理和保護提出以下保護對策建議。

3.1 開展對地熱水的資源評價工作、實行限量開采的保護性政策

地熱水資源取用水量是難以核準的，尤其是分布在地下水超采區或限采區的地熱水資源。在生態保護優先的前提下，確定地熱水資源開采取水量是取水審批的關鍵問題。因此，組織開展對地熱水的評價工作，以及對已開發的地熱水做長期的動態監測工作顯得尤為重要。地熱水資源作為一種珍貴的資源，并不是取之不盡、用之不竭的，為保證其實現可持續發展，應對地熱水開采實行保護性限量開采的管理政策，按年度核定各單位的開采指標。

3.2 注意地熱田的保護、加強地熱水地質的研究

在地熱水資源開發利用管理中，要防止泉水及地下熱水污染、水質惡化，同時也應研究注意地熱流體中含有的高濃度有害成分揮發造成對大氣的污染。嚴格做到資源開發與環境保護相結合。從儲水層構造分析開始，結合各種勘察技術，取得可信度高的地質依據，并最終確定井位，降低鉆探風險，提高地熱水資源的評價精度，為管理提供可靠依據。

3.3 減少人類活動影響

人類的活動直接影響著地熱水水文地質環境，長期以來人類活動對于我國水文地質以及生態環境的保護影響是巨大的。雖然目前我國已經探明了絕大部分地熱資源儲存的地區和區域，但是仍有一些人跡罕至交通不便的山區地區未能探明地熱資源儲存。人類活動如開挖采煤、鉆掘隧洞等都不同程度的影響了地熱水的徑流量和補排出露等。隨著目前我國對地熱水資源開發利用程度的不斷加大，若不嚴格的控制地熱開采井的數量，以及地熱水開采量，那么過量的開采就會使形成的疏干漏斗相互疊加而導致地下水位的大幅下降。所以應根據合理的影響半徑確定采礦項目的采礦范圍，對寶貴的地熱水資源進行保護。綜合分析考慮了當前人類自然經濟社會活動對于自然地熱水文等資源的直接影響，隧道工程建設、開掘開挖采煤、地熱井三個主要方面的直接影響諸多因素中，隧道工程建設和人工開挖采煤就是其中最為顯著和有影響的。

3.4 加強地熱水資源綜合利用、歸口統一管理

地熱水資源是一種自然能源，它們對環境的危害較小、影響力微。為了改善環境，目前我國已經在不少主要大城市涌現出以常規能源為主采用地熱能源來進行替換的情況。根據地熱水資源分布情況，建立適合區域的規范地熱水資源綜合管理部門機構和體系，同時建立地熱水資源工程設計施工、裝置及制造等服務業和一批先進的示范性基地，為區域地熱水資源的綜合和可持續發展利用打下了良好的條件。

地熱水資源是水資源的一項重要組成部分。因此，建議探討將地熱水資源的管理統一歸口到水行政主管部門，堅持“統一規劃、統一管理、統一開采、統一供應、有償使用”的原則，負責全省地熱水資源的規劃、審批、開發、管理和監督工作。

4 結論

地熱水資源管理作為地熱水研究的重要內容，對于地熱水資源勘測和開發利用、促進地熱水資源優化配置和生態環境可持續發展具有指導性意義。目前，關于地熱水資源用水管理方面的內容相對較少，尤其是針對用水管理模式的研究幾乎為零。本文基于地熱水資源開發利用現狀，較詳細地從溫泉洗浴、游泳等方面初步探討了基于溫泉洗浴、游泳為主的娛樂用水管理模式，基于醫療、療養的康養用水管理模式，基于種植與養殖用水為主的種養殖用水管理模式及基于供熱為主的采暖用水管理模式四種地熱水資源用水管理模式，提出了“一個框架、三個層次、四個模式”的地熱水資源用水管理模式框架。針對地熱水資源管理存在的相關問題，結合地熱水資源用水管理模式，嘗試理順地熱水資源管理工作重點和難點，提出地熱水資源管理與開發利用保護對策及建議，為今后更好地開展地熱水資源管理保護工作提供參考依據和技術支撐。由于地熱水資源用途廣泛，用水管理模式也復雜多樣， 本文只考慮了溫泉洗浴、游泳、醫療、療養、種植、養殖等主要用途，初步探討了地熱水資源用水管理模式，隨著地熱水資源開發利用方式不斷擴大，應根據每種方式不同的屬性進行側重管理。因此，在今后的研究中，需繼續研究分析地熱水資源用水管理模式，以便實現地熱水資源高效利用及綜合管理，同時也促進地熱水資源的健康協調發展。