李林娜

摘 要:本文系統論述齊齊哈爾市地熱水資源分布特征和開發情況,采用最近統計資料,對齊齊哈爾市地熱水資源的開發利用現狀及潛力進行分析論述,并針對地水熱資源開發利用中存在的問題提出一系列建議。
關鍵詞:地熱水資源;勘查利用;儲量分布
中圖分類號:TK529 文獻標識碼:A 文章編號:1003-5168(2021)31-0126-03
Analysis on the Development and Utilization of Geothermal
Water Resources in Qiqihar City
LI Linna
(Qiqihar Water Resources Center, Qiqihar Heilongjiang 161005)
Abstract: This paper systematically discusses the distribution characteristics and development situation of geothermal resources in Qiqihar City, and analyzes the current situation and potential of exploration, development and utilization of geothermal water resources in Qiqihar city by using the recent statistical data. In view of the problems existing in the development and utilization of geothermal resources, a series of suggestions are put forward.
Keywords: geothermal water resources;exploration and utilization;reserve distribution
1 儲量分布情況
齊齊哈爾市位于松嫩平原西北部,為松嫩盆地型地熱田的一部分,具有豐富的地熱資源,熱儲埋深較大。地熱資源的賦存與分布受大地構造單元控制,嫩江以東地區由西向東、由西北向東南、由盆地邊緣向盆地中心熱儲埋藏深度逐漸增加,地溫梯度增大,地熱流體溫度增高,最低溫度為26 ℃,最高溫度為54 ℃[1]。本區地下水的賦存條件及分布規律受地貌、地層巖性、氣象水文等條件的控制和影響。區內第四系松散堆積物沉積厚度大,含水層巖性以中粗砂、砂、砂礫石為主,顆粒粗,孔隙發育,為地下水的賦存提供了良好的空間。按埋藏條件和水力特征,將區內第四系地下水劃分為第四系孔隙潛水和第四系孔隙承壓水兩個含水巖組。地層概況如表1所示。
1.1 嫩江以東地區地熱地質條件較好
齊齊哈爾市市區嫩江以東地區地質條件較好,“黑龍江省齊齊哈爾市地熱資源普查”項目重點勘查區面積為95.87 km,施工一眼深度為1 145.20 m的地熱探采結合井(QR1),計算勘查區范圍內地熱流體儲存量為3.57×10 m,儲熱量為5.34 101 J。年開采累計可利用的熱能量為9.46×10 MJ,可采熱能為5.00 MW,年所獲得熱量相當于每年節煤量3.23×10 t。
1.2 嫩江以西地區地熱資源匱乏
齊齊哈爾市嫩江以西地區(包括梅里斯區、富拉爾基區、碾子山區、龍江縣、甘南縣及泰來縣西部區)由于靠近松嫩盆地西部邊界,地熱水層埋藏深度逐漸變淺,至梅里斯一帶埋藏深度在800 m左右,地熱水溫度在20~30 ℃,再向西至龍江縣、甘南縣及泰來縣以西一帶熱水層消失。在這一區域打出地熱資源的可能性非常小。
1.3 北部克山克東地區賦存地熱資源
北部訥河市、克山縣和克東縣由于靠近松嫩盆地北部邊界,地熱地質條件相對不佳,訥河市轄區范圍內至今沒有進行過地熱勘探及鉆井,地熱資源賦存情況未知。克山縣由齊齊哈爾市天然食品有限公司投資施工了克山熱1井,井深約為800 m,出水量可達50 t/h,井口溫度為19 ℃,沒有達到地熱資源溫度下限值25 ℃。黑龍江省第二水文地質工程地質勘查院在克東縣進行過“黑龍江省克東縣地熱資源普查”項目,普查區面積為135.94 km,施工深度為1 700 m。地熱探采結合井1眼(克熱1井),計算勘查區熱儲熱能總量為6.92×103 J,地熱流體儲存量為1.87×10 m,有效可利用熱能為4.05 MW。
2 開發利用情況
齊齊哈爾市地熱資源可廣泛用于理療、洗浴、采暖、溫室及養殖等方面。地熱流體pH值為7.4~9.1,含有多種礦物質,對人體十分有利。例如:碘、氟達到了命名礦水濃度,偏硼酸、偏硅酸達到了醫療價值濃度及礦水濃度標準[2]。因其特有地質條件和豐富礦物優勢,齊齊哈爾市地熱資源得到了較好的開發利用。
2.1 取得過探礦權井情況
2.1.1 克熱1井。該井位于克東縣克東鎮,提交了《黑龍江省克東縣地熱資源普查報告》,經省國土資源廳評審驗收,并經過省儲委會評審,D級可開采量為4 301.6 m/d,資料正在匯交中,具有產能測試資料。該井深為1 700 m,儲熱層為白堊系青山口組、泉頭組及二疊系變質巖頂部裂隙帶。水礦化度為934.64 mL/L,pH值為8.53,屬低礦化淡水。井口溫度為26 ℃,水溫較低,水質較好,可考慮作為蘇打水進行開發利用。
2.1.2 QR1。該井位于南苑開發區工程學院院內,提交了《黑龍江省齊齊哈爾市地熱資源普查報告》,經省國土資源廳組織評審驗收,并經過省儲委會儲量評審,D級可開采量為3 360 m/d,資料正在匯交中,具有產能測試資料。該井深1 145.2 m,儲熱層為白堊系姚家組、青山口組及泉頭組。井口水溫為36 ℃,礦化度為2 546.515 mL/L,pH值為8.5。該井井口封閉良好,未開發利用。
2.2 已開發利用地熱井情況
2.2.1 齊熱1井。該井位于鐵鋒區邊屯鄉哈拉鳥蘇村,井深為1 456.11 m,儲熱層為白堊系姚家組、青山口組及泉頭組。井口水溫為47 ℃,礦化度為3 340 mL/L,pH值為8.4,自噴流量為1 920 m/d。該井現已開發利用,開采量約為200 m/d,地熱資源用于“扎龍溫泉小鎮”溫泉旅游項目(鶴之湯溫泉養生館)。該項目是斥資35億在黑龍江省重點開發的扎龍溫泉小鎮的第一個運營項目,經中國礦業地熱委員會權威專家的評審,鶴之湯為重碳酸氯化鈉型硼碘醫療溫泉,是國內罕見的綠色能源,富含碘、硼、硅及鋅等20余種對人體有益的微量元素。
2.2.2 榮熱1井。該井位于富裕縣繁榮種畜場,井深為1 838 m,儲熱層為白堊系姚家組、青山口組及泉頭組。井口水溫為45 ℃,礦化度為3 125 m/L,pH值為7.55。該井具有產能測試資料,開采量約400 m/d(供熱期開采量),用于住宅樓供熱供暖,只提取地熱水的熱量,通過換熱器換熱于供熱水中,然后排放,無廢水處理設備。長期排放可能污染地表水環境,甚至污染地下水。
3 存在的問題
3.1 地熱開發水平低,浪費資源
目前,地熱開發模式相對單一,對開采出來的地熱資源只應用了其一定溫度階段的能量,而白白浪費了其他階段的能量,缺乏綜合的梯級利用理念及實踐,地熱資源利用效率不足,也造成了資源浪費[3]。
3.2 地熱開發缺乏科學規劃和指導
由于一些自發的開采項目缺乏科學的規劃與指導,導致開采分布過于集中,而開采量也沒有經過科學規劃,開采后不進行地下水的補充,造成地下熱水資源水位和水溫下降,影響了開采后的收益,同時破壞了資源所在的環境,影響資源的可持續利用。
3.3 地熱資源開發的監管力度不夠
這一問題主要體現在兩方面:一方面,地方政府對地熱資源的管理力度不夠,缺乏專門的管理機構進行統一監管規范;另一方面,在地熱開發過程中,地熱井開采后的資源環保管理不到位,地熱尾水回灌技術的實施不規范,既易造成資源浪費,又會對周圍生態環境產生不良影響[4]。
3.4 勘查開采無序,基礎資料缺失
地熱資源探礦權、采礦權審批權限歸省廳管理,市級批后監管與上級審批脫節。有的地熱井未得到審批,企業自主出資擅自施工鉆井。施工隊伍技術水平不一致,鉆井布局不合理,鉆井基礎資料缺失,較難對全市地熱資源做出整體評價。
4 提出相關的建議
4.1 統籌規劃淺層地熱能項目資源開發布局
市水行政主管部門應根據水資源條件、取用水管理及水資源保護需要,劃定淺層地熱能項目地下水適宜開采區、限制開采區和禁止開采區,合理規劃地下水井工程布局,以作為項目取水許可審批依據。要求禁止開采承壓水含水層、地下水超采區及地下水飲用水源保護區等。
4.2 加強水資源論證
對于涉及地熱能登記、取水許可審批項目,各有關主管部門采取數據共享、集中審批及多部門審批協同聯動等方式,優化審批流程,提高審批效能。滿足地下水保護與管理政策要求、涉及取水的,應開展水資源論證,向具有管轄權的水行政部門申領取水許可證。此外,鼓勵地方優化地熱礦業權和取水許可的辦理流程,精簡審批要件。
4.3 加強對地熱能開發利用項目的監督檢查
遵循控制地熱流體總消耗量、控制最大采水量及保障同層等量回灌的原則,堅持“以灌定采、采灌均衡、水熱均衡”[5]。建立對地熱能開發利用項目的常態化監督檢查機制和后評估制度,組織地熱能開發利用項目按時上報建設運行情況,持續監測地熱能開發利用項目對地下水的影響,監督管理地熱能供暖項目的安全穩定運行和供熱保障情況,保障地熱能的清潔開發和永續利用。同時,建立企業回灌信用檔案,對失信企業重點監督并限制其開發新的地熱能。
4.4 加強對地熱能開發利用項目的信息化管理
開展地下熱水溫度、流量等動態物理信息的綜合監測。勘查開發單位安裝取水和回灌在線計量設施,并將計量數據實時傳輸到有管理權限的水行政主管部門。省級生態環境主管部門負責監督本地區地熱能供暖(制冷)項目業主開展地下熱水及回灌水質監測,按相關要求定期報生態環境主管部門備案。
5 結語
對地熱能的開發利用進行規劃時,要以國土空間規劃作為開發利用空間布局依據,依法開展環評和水資源論證工作,落實生態環境分區管控要求,并與城市市政等基礎設施規劃、礦產資源規劃、生態環境保護規劃、地下水利用與保護規劃等相關專項規劃做好銜接,使地熱水資源得到科學合理、持久有效的開發利用。
參考文獻:
[1]蔡義漢.地熱直接利用[M].天津:天津大學出版社,2004:41.
[2]邵昆,李宏志.地熱水開發利用應注意的兩個問題[J].可再生能源,2009(1):115-116.
[3]黃世毅.加快地熱資源開發應重視的幾個問題[J].可再生能源,1999(1):29-30.
[4]馮來全,蘇永強,盧紅柳,等.利用統計分析法預測地熱水可開采量應注意的問題[J].河北地質,2016(1):35-38.
[5]吳錫剛,劉同僧,向平.地熱水的開發利用及存在的問題研究[J].地下水,2011(3):46-47.