城鎮(zhèn)地?zé)豳Y源供暖存在問題及其對(duì)策討論

摘 要：地?zé)豳Y源作為一種具有巨大開發(fā)利用價(jià)值的清潔能源，對(duì)改善我國(guó)能源結(jié)構(gòu)、緩解能源短缺和環(huán)境污染都有重大作用。近年來，部分地區(qū)市鎮(zhèn)已經(jīng)較大規(guī)模地利用地?zé)豳Y源開展供暖，但不合理的開發(fā)利用與粗放的管理引發(fā)了一系列資源環(huán)境問題。本文以衡水市某地為例，介紹了該地區(qū)利用地?zé)豳Y源供暖過程中產(chǎn)生的資源環(huán)境問題，并有針對(duì)性地提出了相應(yīng)解決思路與技術(shù)、政策建議。

關(guān)鍵詞：地?zé)峁┡晃菜毓?/p>

1 概述

地?zé)豳Y源可以劃分為淺層地溫能、中深層地?zé)崮芎透蔁釒r三大類，其中地下熱水資源是目前被利用最為廣泛和成熟的。我國(guó)地下熱水資源每年可采資源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤19億噸[1]，被廣泛應(yīng)用在城鎮(zhèn)供暖、特種種植、特種養(yǎng)殖、醫(yī)療洗浴、旅游開發(fā)等產(chǎn)業(yè)中，但在部分地區(qū)對(duì)地下熱水資源不合理的開發(fā)利用、粗放的監(jiān)督管理反而引起了新的資源環(huán)境問題。

本文以河北省衡水市某地地下熱水資源供暖過程中存在的問題為例，結(jié)合相關(guān)專業(yè)知識(shí)，提出了若干解決此類問題的思路和對(duì)策，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)主管部門和開發(fā)單位提供參考。

2 衡水市某地主要利用熱儲(chǔ)概況

該地市位于饒陽(yáng)斷凹之上，屬沉積盆地傳導(dǎo)型地?zé)崽铮律绲販靥荻葹?.0～3.25℃/100m。城區(qū)地?zé)峋嘣?000m以淺，開發(fā)利用的熱儲(chǔ)層有新近系明化鎮(zhèn)組和館陶組，其中館陶組孔隙熱儲(chǔ)為城鎮(zhèn)供暖主要利用熱儲(chǔ)層。

明化鎮(zhèn)組孔隙熱儲(chǔ)（Nm），巖性以中砂巖、細(xì)砂巖為主，涌水量20m3/h左右，出水溫度52.5℃左右，礦化度1.0g/L左右，水質(zhì)類型主要為HCO3-Na型。館陶組孔隙熱儲(chǔ)（Ng），巖性以砂巖、含礫砂巖、砂礫巖、礫巖為主，涌水量約40～102m3/h，出水溫度74～83℃，礦化度1.0～3.0g/L，水質(zhì)類型主要為HCO3-Na、HCO3·Cl-Na型[2]。多年觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示，該地市地下熱水水位埋深呈鋸齒狀逐年下降趨勢(shì)。

3 地?zé)豳Y源開發(fā)利用現(xiàn)狀

截至2016年7月，該地城區(qū)范圍內(nèi)已開發(fā)利用的地?zé)峋?4眼。其中1眼僅利用明化鎮(zhèn)組熱儲(chǔ)洗浴和供暖；其余全部主要利用館陶組熱儲(chǔ)供暖。2015-2016年供暖期內(nèi)單井開采水量在20～100m3/h之間不等，地下熱水資源開采總量約352萬(wàn)m3，單井供暖面積約1.7～29萬(wàn)m2不等，地?zé)峋┡偯娣e約234萬(wàn)m2。所有供暖地?zé)衢_采井中，僅有1眼采取了熱交換措施，其余均為地?zé)崴苯庸┡Ｊ健Ｋ泄┡菜挠酂釒缀醵嘉蠢茫瑑H有2眼井利用附近廢棄地?zé)峋畬?shí)現(xiàn)了部分尾水回灌。另外，城區(qū)所有供暖開采井分屬17個(gè)地?zé)峁┡净蜷_發(fā)商，各供暖公司管網(wǎng)相對(duì)獨(dú)立，供暖流程和供暖設(shè)備各不相同。

4 地?zé)峁┡_發(fā)過程中存在的主要問題

地?zé)峁┡菜迸艊?yán)重浪費(fèi)資源、污染環(huán)境。城區(qū)地?zé)峁┡菜欧欧绞蕉酁橹苯优湃胧姓鬯芫W(wǎng)，排放溫度在25～30℃，礦化度約1～3g/L。供暖期內(nèi)，城區(qū)約有300多萬(wàn)m3地?zé)峁┡菜苯优欧牛菜械臒崮芪茨軌蛟倮茫芰苛魇?yán)重。與此同時(shí)，地?zé)嵛菜V化度普遍偏高，易造成水土環(huán)境污染。

地?zé)崴幌陆登闆r嚴(yán)重，資源枯竭狀況加劇。城區(qū)內(nèi)某利用館陶組熱儲(chǔ)的地?zé)峋?996年成井時(shí)靜水位埋深4.54m，2008年11月（供暖開始前）水位埋深降至32.56m，年均下降速率2.34m/a，隨著近年開采井?dāng)?shù)量快速增加，水位下降趨勢(shì)加劇，2016年8月實(shí)測(cè)該井靜水位埋深95.50m，近8年水位下降速率達(dá)7.87m/a。以目前水位降速預(yù)測(cè)，13年后利用城區(qū)內(nèi)館陶組熱儲(chǔ)的地?zé)衢_采井靜水位埋深將超過200m，存在現(xiàn)有地?zé)峋畧?bào)廢、地?zé)豳Y源枯竭的可能。個(gè)別井距離過近，供暖期相互干擾嚴(yán)重，也加劇了水位下降。

地?zé)豳Y源調(diào)配不合理，熱能利用效率低下。如城西某地?zé)峋畣尉考s60m3/h，出口水溫82℃，推算可解決供暖面積約6萬(wàn)m2（無梯級(jí)利用前提下），現(xiàn)狀供暖面積多達(dá)29萬(wàn)m2，嚴(yán)重超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，供暖效果不佳；而城西北某地?zé)峋_采能力可達(dá)60m3/h，出口水溫86℃，前供暖面積僅約1.7萬(wàn)m2，地?zé)崮芾眯蕠?yán)重不足。

5 解決以上環(huán)境、社會(huì)問題的思路與對(duì)策

（1）地?zé)嵛菜毓嗍亲顬橹苯佑行У谋３譄醿?chǔ)壓力，充分利用能源的方式。該地區(qū)館陶組熱儲(chǔ)按照100年開采年限、允許下降水位150m計(jì)，年可開采量約77萬(wàn)m3，若能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)狀開采量下85%的尾水回灌，實(shí)際開采量可降至59.30萬(wàn)m3，預(yù)計(jì)城區(qū)館陶組地?zé)崴宦裆钅晗陆邓俾士山档椭连F(xiàn)狀下降速率的17%，約1.16m/年（不考慮自然狀態(tài)地?zé)崴袎核^下降），由此可大大延長(zhǎng)地?zé)豳Y源的使用壽命。

（2）建議由政府或職能部門牽頭，將市區(qū)內(nèi)供暖進(jìn)行統(tǒng)一管理和服務(wù)，改變地?zé)崴惫┑拈_發(fā)利用模式，增加換熱器、熱泵等設(shè)備設(shè)施，實(shí)現(xiàn)地?zé)崴奶菁?jí)利用。

（3）根據(jù)城鎮(zhèn)規(guī)劃與供暖需要，充分論證與整合現(xiàn)有供暖管網(wǎng)，合理調(diào)配熱能資源。在地?zé)峋芗_采區(qū)域，新增或改造現(xiàn)有供暖泵站，采用“分配站供暖模式”，實(shí)現(xiàn)供暖水源的互聯(lián)互通，以達(dá)到充分利用熱能目的。對(duì)不能覆蓋地?zé)豳Y源供暖的區(qū)域采用太陽(yáng)能、空氣能、淺層地?zé)崮艿确绞綕M足市鎮(zhèn)供暖需求。

（4）建立區(qū)域性地?zé)豳Y源監(jiān)測(cè)監(jiān)控體系，對(duì)所有地?zé)衢_采井、回灌井配套自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)地?zé)豳Y源開發(fā)利用數(shù)字化、可視化的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

6 結(jié)語(yǔ)

解決此類問題需要當(dāng)?shù)卣蚵毮懿块T充分論證，分期、分批、分步驟采取措施，切不可一蹴而就。目前全國(guó)尚無此類提升改造工程作為參考，相關(guān)部門應(yīng)對(duì)此加以重視，建立示范工程，從點(diǎn)到面，逐步推廣技術(shù)可行、管理有效、指導(dǎo)性強(qiáng)的地?zé)峁┡嵘脑炷Ｊ健?/p>

參考文獻(xiàn)：

[1]汪民，等.中國(guó)礦產(chǎn)資源報(bào)告[R].北京：中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部，2016：39.

[2]張德忠，劉志剛，盧紅柳，等.河北地?zé)醄M].北京：地質(zhì)出版社，2013：204-205.

作者簡(jiǎn)介：韓碩（1989-），男，漢族，本科，水工環(huán)助理工程師，主要從事水工環(huán)、地?zé)岬刭|(zhì)工作。