湖南省地下熱水資源及開發利用現狀

皮景 巫政卿 皮建高

摘 ?要 ?湖南省地下熱水資源豐富，已發現熱水單元116處，以低溫地熱資源為主，占98.3%，中溫熱水資源僅占1.7%;地下熱水主要分布于湘西北、湘中、湘東北、湘東、湘東南5個區。全省地熱資源總量為27.93萬m3/d ，每年可提供利用的熱能量約14.59×109MJ。地下熱水中微量元素豐富，有80處達到飲用天然礦泉水標準，達標元素為偏硅酸、鋰、鍶、鋅和溶解性總固體等。目前，我省地熱資源開發利用方式較原始，開發利用程度較低、用途單一，有待于進一步開發利用。

關鍵詞 ?地下熱水; 資源;開發利用

中圖分類號：P314 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

Abstract： underground hot water resources are abundant in Hunan province， 116 hot water units have been found， mainly low-temperature geothermal resources， accounting for 98.3 %， and medium-temperature hot water resources accounted for only 1.7 %; Underground hot water is mainly distributed in five districts： Northwest Hunan， Central Hunan， Northeast Hunan， Eastern Hunan and Southeast Hunan. The total amount of geothermal resources in the province is 279，300 m3/d， and the annual thermal energy available is about 14.59 × 109MJ.There are abundant trace elements in underground hot water， and 80 places meet the standards for drinking natural mineral water. The standard elements are partial silicate， lithium， strontium， zinc， and soluble total solids. At present， the development and utilization of geothermal resources in our province is primitive， with a low degree of development and utilization and single use.

Keywords： underground hot water; resource; development and utilization

湖南省地熱水研究工作始于上世紀六十年代末期，有很多單位和學者對我省地下熱水開展了大量的調查評價、勘查與研究工作，取得了大量的成果，相應提交了大量成果報告，也有許多學者撰寫了相關學術論文公開發表，對我省地下熱水資源有較全面的論述。2013年原省國土資源廳以地勘項目形式開展了全省地下熱水資源調查評價，對全省地下熱水資源進行了新一輪系統而全面的調查，取得了最新的成果[1]。本文是在這次工作成果基礎上整理分析而成，旨在把我省地下熱水資源的最新資料奉獻給各位熱心地熱工作的同行們。

1 ?地熱水資源特征

1.1 地熱水分布特征

通過系統調查與核實，目前全省已發現地下熱水點218個，按照熱水特征及水文地質單元的相對完整性，歸并為116個相對獨立的地熱單元（田）。

全省地下熱水分布在除婁底和益陽之外的12個地州（市）52個縣（市、區）中。分為湘西北、湘中、湘東北、湘東、湘東南5個地熱異常區，見圖1。

1.1.1 ?湘西北區（Ⅰ）

湘西北地熱區主要包括常德市、張家界市、湘西州和懷化市4個市（州），見圖1。本區共發現地熱單元26個，熱水溫度為26.0—61.0℃，平均溫度為39.14℃。其中水溫≥60℃的地熱點有1個，占2.22%;水溫為40—60℃的地熱點有21個，占46.67%;溫度25—40℃的地熱點有23個，占51.11%。區內地熱點總涌水量為315.94L/s，最小為流量0.35 L/s，最大涌水量達32.99L/s，平均涌水量為7.02L/s。

1.1.2 湘東北區（Ⅱ）

湘東北區主要為岳陽市的臨湘、岳陽和平江3縣市，共發現地熱單元6個。區內地熱水溫度為25—40℃，最高水溫39.6℃，最低溫度為25.3℃，平均水溫31.13℃。區內地熱點總涌水量為93.20L/s，平均涌水量為6.21 L/s，最大流量為18.29L/s，最小流量0.15 L/s。

1. 1.3 湘中區（Ⅲ）

湘中區主要為邵陽市的洞口、隆回、綏寧、武崗和新邵5縣，共發現熱水單元9處。區內地熱水點最高溫度為44.1℃，最低溫度為25.3℃，平均溫度為32.91℃。區內地熱點總涌水量為41.34L/s，平均涌水量為3.76L/s，最大為達14.58L/s。最小為流量0.02 L/s。

1. 1.4 湘東區（Ⅳ）

湘東區主要包括長沙市、湘潭市、株洲市和衡陽市4個地區（市）。共發現地熱單元32處，區內地熱水最高溫度為98℃，最低溫度為25.0℃，平均溫度為37.86℃。區內熱水點總涌水量為501.70L/s，平均涌水量為9.98 L/s，最大涌水量達84.6L/s，最小為流量0.05 L/s。

1.1.5 湘東南區（Ⅴ）

湘東南地熱片區主要涉及郴州市、永州市2地區及炎陵、耒陽2個縣（市）。共發現地熱單元41處，地熱水點最高溫度89.1℃，最低溫度為，溫度25.0℃，平均溫度為41.4℃。地熱點總涌水量為1262.20L/s，平均涌水量為13.29 L/s，最大為涌水量達240.0L/s，最小為流量0.2 L/s。

1.2 熱儲特征

根據調查資料綜合分析，我省熱儲巖性主要有4大類，分別為淺變質巖類、巖漿巖類、碳酸鹽類及碎屑巖類。其中以碳酸鹽巖類為主，約占60%，花崗巖及碎屑巖類次之，占17-20%，淺變質巖類最少，只占3.4%，見表1。

1.2.1碳酸鹽巖類熱儲

碳酸鹽巖是我省地熱水熱儲層的主要巖性，共有69個地熱單元，占全省總數的59.5%。熱儲地層時代以石碳系地層最多，占27.5%，二迭、奧陶、泥盆系地層基本相當，占比20-25%，三迭、震旦、寒武系地層均為較少，占比均<3%。

1.2.2 巖漿巖類熱儲

巖漿巖類熱儲層共有23個地熱單元，占19.8%。巖體主要為加里東期、印支期、燕山早期和燕山晚期。巖性主要為花崗巖、花崗閃長巖、二長花崗巖。巖層破碎帶及構造裂隙構成熱儲層及地熱水運移的通道。

1.2.3 碎屑巖區的熱儲

碎屑巖類熱儲層共有20個地熱單元，占17.2%。巖性主要為第三系、白堊系、侏羅系砂巖砂礫巖及泥盆系石英砂巖等。巖層破碎帶及構造裂隙構成熱儲層及地熱水運移的通道。

1.2.4 淺變質巖熱儲

淺變質巖類熱儲層全省共有4處，占3.4%類。巖性主要為震旦、寒武及古生代淺變質巖。其斷裂破碎帶及構造裂隙等構成熱儲層及地熱水運移的通道。

1.3 地熱水水溫特征

我省絕大部分為低溫地熱資源，全省低溫地熱資源共有114處，占98.3%，中溫熱水資源僅2處，占1.7%，目前沒有發現高溫熱水點。在低溫地熱資源中，又以水溫在25-40℃的溫水為主，共81處，占69.8%;40-60℃的溫熱水共32處，占27.6%;60-90℃的熱水僅1處，占0.9%。

全省平均水溫為35.75℃。其中25—30℃的40處，占34.5%，30—40℃的41處，占35.3%，40—50℃的27處，占23.3%，50—60℃的5處，占4.3%，60—70℃的1處，占0.9%，70—90℃的沒有1處，90—100℃的2處，占1.7%。

1.4 地下熱水化學特征

地下熱水水化學類型多樣，達19種，其中以HCO3-Ca·Mg型為主，占樣品總數的27.0%，其次是HCO3- Na型，占樣品總數的11.0%，排在第三和第四的是HCO3-Ca和HCO3-Na·Ca型，分別占樣品總數的8.0%。

1.5 地下熱水資源量評價

1.5.1地熱水可采資源

經統計計算結果，全省地下熱水總可采資源量（Q）為18.96萬m3/d。其中：熱水（t≥60℃）可采量為8229m3/d;溫熱水（40℃≤t<60℃）可采量為77105m3/d;溫水（25℃≤t<40℃）可采量為104277 m3/d。

1.5.2 地熱水資源總量

全省地下熱水資源總量（Q總）為27.93萬m3/d ，其中驗證的地熱水為1.65萬m3/d、探明的地熱水為1.39萬m3/d、控制的地熱水為14.26萬m3/d、推斷的地熱水為10.63萬m3/d。其中：熱水（t≥60℃）資源量為9443.4m3/d;溫熱水（40℃≤t<60℃）資源量為105856.8m3/d;溫水（25℃≤t<40℃）資源量為164022.2m3/d。

1.5.3 地下熱水資源熱能

按規范計算全省地下熱水資源每天可提供的熱能約27.75萬kW，年可開采熱量約8.75×109MJ;每年可提供利用的熱能量約14.59×109MJ（折合標準煤為49.85萬噸/年）。

1.6 熱礦水資源

熱礦水是指水溫在25℃以上的天然礦泉水。全省按功能分可有理療熱礦水及飲用天然熱礦水兩種。

1.6.1 理療熱礦水

全省116處地熱水單元中共發現53處地下熱水達到天然理療礦泉水水質標準，占總數的45.7%。其中達標指標主要有4個，分別為溶解性總固體、硫化氫、偏硅酸及水溫（℃），以水溫達標為主，共46處，占總數的39.7%，其次是偏硅酸，共15處，占總數的12.9%;硫化氫和溶解性總固體分別為9處和7處，分別占7.8%和6%。

1.6.2飲用天然熱礦水

全省達到飲用天然礦泉水標準的熱水單元共有80處，占熱水點總數的69.0%。達標元素有5個，分別為偏硅酸、鍶、鋰、鋅和溶解性總固體。

從達標元素數量來看，有單元素達標的47處，包括偏硅酸型25處，鍶型20處，鋅型2處。有2個元素同時達標的復合型礦泉水27處，包括偏硅酸、鋰復合型8處，偏硅酸、鍶復合型13處，鋰、鍶復合型4處，鍶、溶解性總固體復合型2處。有3個元素同時達標的復合型礦泉水4處，包括偏硅酸、鍶、溶解性總固體復合型3處和偏硅酸、鋰、鍶復合型1處。有4個元素同時達標的復合型礦泉水2處，為偏硅酸、鋰、鍶、溶解性總固體復合型。

從單個元素特征來看，以偏硅酸礦泉水為主，共52處，占熱水點總數的44.8%，偏硅酸含量一般為25.24—106.54mg/L;鍶礦泉水次之，共45處，占總數的38.8%，鍶含量為0.202—12.102mg/L;排在第三的是鋰礦泉水，達標的有15處，占總數的12.9%，鋰含量為0204—0.88mg/L;第四是溶解性總固體物礦泉水，全省共有7處，占總數的6.0%，溶解性總固體含量為1014.8—2169.2mg/L;鋅礦泉水最少，僅有2處，占熱水點總數的1.7%，其含量為0.247—0.301mg/L。

2 ?地下熱水資源開發利用現狀

2.1 地下熱水開發利用率

經實地調查核實，全省116處地熱單元已有不同程度開發利用的67處，占57.8%，完全未利用的有49處，占42.2%。在已開發利用的67處中，作為普通地下水利用的有21處，占18.1%;真正按地下熱水功能利用的只有46處，占39.7%。由此可見，全省地下熱水的利用率從點數來說只有40%左右。

2.2 地下熱水開發利用模式

由上述分析可知，全省地下熱水開發利用中利用了地下熱水功能的點只有46處，分析這些點的開發利用模式歸納起來大體可分為村民自由開發利用模式（簡稱“自由式”，或稱為“原始模式”）、小作坊簡易開發利用模式（簡稱“作坊式”）及溫泉賓館集中開發利用模式（簡稱“集中式”）等三種模式。全省以集中式和自由式兩種為主導，各占40%左右，累積占近80%。其中自由式31處，占36.5%，集中式36處，占42.4%，作坊式18處，占21.2%。

2.3 地下熱水開發利用用途

據調查統計，目前開發利用地下水主要用于醫療、洗浴、溫室、農業灌溉、水產養殖、城市供水、當地居民生活、生產用水等多種形式，歸納起來有五種用途，分別為醫療洗浴、生活生產及洗滌、養殖及農灌、城市供水。其中以醫療洗浴為主，占65.8%，其次為生產生活及洗滌，占21.9%，其他用途的點數占比均小于10%。

2.4 地下熱水開發利用中存在的問題

我省地熱資源總體利用程度較低，但也呈現了一些問題。歸納如下：

（1）資源開發利用程度較低

據調查統計，全省116個地熱單元真正按地熱水功能利用的只有46處，只占約40%，開發潛力很大。

（2）資源開發方式原始

目前，地下熱水開發利用方式中原始模式與小作坊式合占58%，顯示總體開發利用方式較原始。

（3）資源開發利用途單一

地下熱水開發用途主要為洗浴，少量養殖與農業，綜合利用率較低，特別是梯級開發程度低。

（4）資源浪費較嚴重

目前自由開采泛濫、泡浴人數失控、無節制地打開水閥等，造成熱水資源浪費嚴重。

（5）個別地熱田開采地段集中，分層開采不夠，在集中開采地段水位下降幅度較大。

（6）技術開發能力和產業體系薄弱

在地熱資源開發利用方面也產生過一些諸如熱污染、微量元素污染及地面塌陷等地熱環境地質問題。

3 ?地下熱水資源開發利用建議

（1）充分發掘我省資源潛力

對地下熱熱水開發利用程度較高，或者目前沒有發現地下熱水而資源潛力較大的地區，適當增加勘探投入，充分發掘我省資源潛力，為推動全面利用地熱資源提供科學依據。

（2）制定地熱資源開發利用規劃

根據我省資源分布特征，結合社會發展規劃，盡快制定科學的、系統的地熱資源開發利用規劃，并嚴格按照規劃實施。

（3）加強綜合利用研究

監于目前地熱資源開發用途單一的特點，建議有關部門組織強有力的技術力量開展地熱資源綜合研究，開展相關利用試驗，探索充分利用地熱資源的綜合方案。

（4）加強地下熱水資源動態管控

加強地下熱水開采點的動態監測工作，掌握地下熱水動態監測特征，科學管控地下熱開發利用。

4 ?結論

（1）全省已發現地下熱水單元116個。分布在湘西北區、湘中區、湘東北區、湘東區、湘東南區等5個地熱異常區。

（2）我省以低溫地熱資源為主，全省平均水溫為35.75℃，最低為25℃，最高為98℃。

（3）全省地下熱水資源總量（Q總）為27.93萬m3/d ，其中驗證的地熱水為1.65萬m3/d、探明的地熱水為1.39萬m3/d、控制的地熱水為14.26萬m3/d、推斷的地熱水為10.63萬m3/d。每天可提供的熱能約27.75萬kW，年可開采熱量約8.75×109MJ。

（4）全省地熱水開發利用率總體較低，約為40%。開發利用有村民自由開發模式、小作坊簡易開發模式及溫泉賓館集中開發模式等三種模式，總體開發方式較原始。目前開發利用地下水主要用于醫療、洗浴、溫室、農業灌溉、水產養殖、城市供水、當地居民生活、生產用水等多種形式。其中以醫療洗浴為主，占65.8%，其次為生產生活及洗滌，占21.9%。

參考文獻/References

[1]湖南省地勘局402隊.湖南省地下熱水資源調查評價[R]，2014.12.

[2]藺文靜等.中國地熱資源及其潛力評估[J].中國地質，2013.2，第40卷第1期.

[3]李超文等.湖南地熱資源分布及遠景區劃[J].湖南地質，2001.12，第20卷第1期，P272-276.

[4]梅金華等.湖南地下熱水資源的開發利用[J].國土資源導刊，2009年第3期，P60-63.

[5]李佐海.湖南省地下熱水特征及其成因類型和開發利用[J].湖南地質，1985第3期.

[6]潘晟等.湖南省地下熱水資源及可持續利用[C]，全國地下水資源與環境學術研討會論文.摘要，海南?？?，中國地質調查局，2005年： P217-221.

[7]羅鑫亮.湖南省地下熱水資源[J]. 中國地質，1986年08期，P26-28.