河南省地熱資源綜合利用開發研究

寇正衛 范濤 李騰超

摘 要：隨著經濟的發展和社會的進步，人們對資源的需求越來越高，但是資源浪費和環境破壞的現象也日漸嚴重。為了推進生態文明建設，堅持綠色發展觀念，就要確立清潔能源作為優先發展的戰略，現階段對于可再生資源的綜合開發和利用顯得尤為重要。本文結合河南省地熱資源綜合利用開發研究，探究了開發現狀和存在的問題，提出了地熱資源綜合利用策略。

關鍵詞：地熱資源;河南省;開發利用;可持續發展

中圖分類號：P314文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）22-0117-03

Abstract： With the economic development and social progress， people's demand for resources is higher and higher， but the phenomenon of resource waste and environmental damage is also increasingly serious. In order to promote the construction of ecological civilization and adhere to the concept of green development， it is necessary to establish clean energy as a priority development strategy. Based on the study of comprehensive utilization of geothermal resources in Henan province， this paper probed into the present situation and existing problems， and put forward the comprehensive utilization strategy of geothermal resources.

Keywords： geothermal resources;Henan Province;development and utilization;sustainable development

在習近平總書記的帶領下，我們堅持綠水青山就是金山銀山的原則，大力發展清潔能源，改善我國目前的能源結構，保障能源的安全開發利用。地熱資源作為一種清潔的可再生資源，自開發以來就得到了社會各界的廣泛關注和應用。通過提高地熱資源的開發利用水平，不僅能夠起到節約能源的作用，還能實現社會和經濟的可持續發展。結合河南省地熱資源開發利用現狀來看，很多領域雖然能意識到地熱資源的重要性，但并沒有對其進行充分的開發和利用，導致地熱資源在開發利用過程中存在諸多問題，影響地熱能開發利用行業的可持續發展。

1 河南省地熱資源開發利用歷史

20世紀70年代以前，河南省就開始對地熱資源進行開發，但是開發利用方向上僅限于熱泉，如商城湯泉池、魯山溫泉等，其含有豐富的礦物質，能對人體起到一定的健康療效，在醫療保健方面聲名遠揚。70年代以后，河南省地熱資源從單一的溫泉開發利用轉向對平原區層狀熱儲地熱水的開發利用。通過將熱儲地熱水用在地熱供暖、醫療保健、洗浴和旅游度假、養殖、農業溫室種植和灌溉、工業生產、礦泉水生產等方面，不僅帶動了當地房產、賓館、酒店等行業的進步，而且為當地人民開發了更多的工作崗位。河南省地熱水開采量已達到可觀的數量，商業性開發已經起步，但尚處于低水平的初級階段，健康完整的地熱產業化體系并沒有形成。部分地段甚至由于井群密度過大，導致地下水位持續降低，環境問題日益嚴重[1]。

2 河南省地熱資源綜合利用開發現狀

河南省地處中朝準地臺和秦嶺褶皺系兩個一級大地構造單元，其構造演化具有多旋回螺旋式不均衡發展的特點。中朝準地臺基底構造復雜，主要為線型褶皺，蓋層構造呈現為寬緩的褶皺和斷塊隆起或盆地，走向大致為北北東向、近東西向或北西西向。秦嶺褶皺系總體為北西西向的線型褶皺，深大斷裂及斷陷盆地發育。這種構造體系對地熱資源的形成和儲存提供了有利的條件[2]。

截至2019年，河南省大部分地區都有地熱井的分布，現階段總計共有1 200余個地熱井眼，最高水的溫度能超過98 ℃。

河南省地熱水資源的開發利用較早，取得了一定的社會收益;但是，由于開發利用方向不明確，“梯級開發和采補均衡”執行十分不到位，且對于地熱資源的開發利用也缺乏相關管理制度，導致近幾年地熱資源無序開發，形成了很多資源浪費。地熱資源開發利用中存在的諸多問題，嚴重制約了全省地熱產業的可持續發展。

3 河南省地熱資源綜合開發利用中存在的問題

3.1 開發利用方向不明確

現階段，河南省對地熱資源的開發大部分都只針對淺層，對中深部地熱的開發及埋藏分布特征缺乏系統認知。淺層地熱資源以地熱井水利用為主，已經不能滿足地熱供暖等工程建設的需求。河南省地熱資源的開發利用方向不明確，對于無法達到回灌效果的中部和深部地熱資源的熱能儲備，不適于進行規模性開發，需要進行更加具有前瞻性的研究。

3.2 發展規劃和目標不明確

地熱資源是十分寶貴的可再生能源，但是現階段很多人對于地熱資源的開發和利用并不重視，還停留在地熱資源僅僅是“水”的概念。這就導致在近幾年地熱資源的開發利用上缺乏正確的原則和指導思想，也未將地熱資源納入國民經濟發展規劃中，相應的保護策略也沒有編制完成，更沒有考慮到長遠的產業規劃。地熱資源的發展規劃和目標不完善。在開發利用方向上沒有積極和開采層位的熱儲條件有機結合，導致不合理的布局和無序開發現象嚴重。這樣一來，不僅地熱資源的利用率和經濟效益較低，而且會造成嚴重的資源浪費，引發地質環境問題。

3.3 資源利用水平低，浪費嚴重

雖然地熱資源作為可再生資源儲備量較大，但在利用過程中也要注意“梯級開發、多級綜合利用”，不能造成不必要的浪費。首先，現階段，河南省除了魯山溫泉在冬季使用后對尾水進行了二次利用即用其進行室內供暖外，其他很多地區的溫泉在使用過后都會白白流淌，導致資源浪費。其次，由于地熱資源的開發利用缺乏相應的規劃和指導，導致很多資源開發利用方向不明確，利用不合理。在開發過程中，地熱資源并沒有和房地產業、城市建設及公共服務業進行良好的結合，導致利用率較低，產生的經濟效益也不高。再次，在對地熱資源進行開發利用時，開發單位大都是以“單井獨戶”為主，并沒有進行規模開發，導致產業化體系仍處于較低水平。

3.4 沒有明確不同開發目的相應的開采層位

地熱資源在開發過程中沒有實行“一井一灌”的對井開采工藝，且“采補均衡”的回灌原則執行不到位，導致中深部的地熱尾能流失，造成資源浪費甚至形成熱污染。不考慮回灌的地熱資源開發，勢必會對環境產生負面影響[3]。

3.5 缺乏技術指導

在地熱資源開發利用過程中，由于缺乏專業的技術指導以及相應的統一監管，導致地熱井施工過程中單純地追求地熱井的出水量;局部存在開采過程中不重視止水、不同含水層同時取水的現象。在抽取過程中，不同含水層的地熱水混合，導致水質較差的地熱水污染了其他含水層。越是大規模的集中開采區，地熱水污染其他含水層的現象越嚴重，不僅對地熱水資源的可持續開發利用產生消極影響，而且會引起地下水污染等環境事故。

4 地熱資源綜合開發利用措施

4.1 地熱資源“一張圖”建設

通過對溫泉資源的現狀資料進行收集和梳理，對地熱勘查、供熱井、石油、煤炭、礦產等深部地溫數據進行收集，統一評價，建立完善的數據庫;以地溫梯度、溫度等值線以及地熱資源量等為主要內容，構建1 000、2 000、3 000 m深度范圍熱儲地熱資源量分布圖。

4.2 建立觀賞、礦泉水、保健性的溫泉示范區

溫泉是在地質作用下形成的一種寶貴資源。現階段，溫泉已經成為集觀賞、保健、礦泉資源為一體的地質遺跡，本身就是一種示范區，因此需要加大對其的保護力度。首先，對每一處溫泉都要建立相對應的保護方案，以實現合理利用資源。其次，對溫泉保護進行相應的立法，避免溫泉被不法分子破壞。

4.3 局部地區控制勘查開發

當前，部分地區的地熱井經過長時間使用后，出現了出水能力減退、回灌困難等問題，因此，不應再對其進行勘查及后續開發利用。例如，以古近系熱儲層為主要目的層的豫西盆地地區和以新近系明化鎮組熱儲層為目的層的東部平原區，都不適宜再進行勘查開發。此外，對于后期建立的城市地區，由于有著較高密度的地熱井，開采強度也較大，部分地區的地熱水水位大幅下降[4]，如安陽、開封、鄭州等市區。因此，應當限制其地熱資源的開發利用，強制采取回灌措施，保障地熱資源的可持續發展和利用。

4.4 建立地熱資源勘查開發及利用管理體系

在地熱資源開發過程中，應當對淺層、中深層的地熱資源進行統一管理。通過推廣公益性的熱能資源開發利用技術活動，對開發利用技術進行規范，保障地熱開發的施工質量，降低商業性的地熱開發風險。通過建立地熱資源勘查、開發及利用管理體系，逐步提高投資者的信心，最終實現地熱資源開發利用的產業化發展。

4.5 建立地熱資源監測系統

為了實時掌握全省地熱資源及地熱流體的參數動態變化，需要建立深淺適宜的地溫監測孔。本著節約的精神，淺層不單獨施工監測孔，利用已經建立的水文觀測孔定期監測;對于中深層，可在地下水監測網基礎上，適當增補地熱資源監測孔[5]。

4.6 數據庫管理系統

引入數據庫管理系統，通過在地熱領域中應用GIS系統，有效提升地熱資源的管理和監督水平。為了完善地熱資源管理信息系統建設，就需要對GIS進行深入研究。通過借助GIS技術，能對當地的地熱資源做到信息地圖化、數據可視化，從而更加方便地管理和監督地熱資源[6]。

5 結語

作為一種重要的可再生能源，地熱資源的保護及綜合開發利用是十分重要的。但是，河南省地熱資源開發利用缺乏明確的發展規劃和目標;資源利用水平低，“采補均衡”等原則執行不到位;局部地區因開采布局不合理引起地下水位下降，甚至存在混合開采導致地下水污染的問題;動態監測薄弱，對地熱資源開發利用的可持續發展帶來不利影響。現階段，應盡快制定出臺河南省地熱資源管理辦法，全面開展熱儲層回灌特征地試驗研究，全面落實“梯級開發，綜合利用”和“采補均衡”等原則，提高地熱資源利用效率，促進全省地熱資源開發利用行業的可持續發展。

參考文獻：

[1]王繼華，趙云章，郭功哲.河南省地熱資源研究[J].人民黃河，2009（9）：46-47，49.

[2]徐連利，劉明成.河南省地熱資源概況[J].中國煤田地質，2004（1）：32-35

[3]張德禎.關于河南省中深層地熱資源勘查和井群規模性開發問題[J].資源導刊·地球科技版，2015（11）：54-58.

[4]王心義，黃丹.河南省地熱資源開發利用現狀評價[J].地下水，2010（1）：54-55，70.

[5]王現國，張慧，張娟娟.開封凹陷區地熱水水化學特征及同位素分析[J].安全與環境工程，2012（6）：88-92.

[6]胡靜，涂良權，劉會平.河南省九龍山湯池溫泉地熱地質特征及成因機制[J].地質科技情報，2012（4）：86-90.