海豐縣某地熱田地下取水可行性探析

王永峰，張艷紅

（廣東省地質局第七地質大隊，廣東惠州516000）

建設項目位于廣東省海豐縣城區西北部，目前有兩口低溫地熱開采井，總取水量709m3/d，主要用于洗浴。地形地貌主要為河流沖積平原，區內地形地勢總體平坦開闊，植被生長較好，植被蔥郁，自然環境優美。考慮建設項目區域水文地質條件，同時考慮便于利用現有地質資料，確定地熱水取水井所在地的一個相對完整的水文地質單元為分析范圍，本次分析范圍北部至蓮花山南麓低丘，東部、西部及南部至低山丘陵，面積2.69km2。

1 區域水文地質條件

1.1 地下水類型

根據地下水的賦存形式、含水介質條件，本區地下水類型主要為層狀巖類裂隙水。

分布于溫泉區及周邊，賦存于侏羅系下統金雞群(J1Jn)砂頁巖的風化裂隙和構造裂隙中。在斷裂帶附近，泉水呈片狀滲出，終年不干且流量較穩定，泉常見流量0.1～1.0L/s，枯季地下徑流模數6～12L/（s·km2），水量中等。地下水化學類型HCO3·F-Na 型，pH 值9.28～9.42，呈弱堿性。

1.2 地下水補給、徑流、排泄條件

研究區地處北回歸線南緣，屬南亞熱帶氣候區，海洋性氣候明顯，氣候溫和，雨量充沛，多年平均降雨量為1500～2600mm。區內平均氣溫22.5℃，陽光充足。研究區地下水補給源充足，基巖裂隙水主要位于丘陵山區，主要接受大氣降雨補給，地下水從高往低徑流，徑流途徑短，淺層地下水在地形低洼及溝谷深切處以泉點和分散滲流形式排泄匯入小溪，深部地熱水則沿構造裂隙通道上涌，在隔水層的缺失或過薄地段以泉的形式向地表排泄，或通過打井抽水等形式人工排泄。

2 地下水資源量分析

根據研究區水文地質條件，其地下水的天然資源補給來源為丘陵層狀基巖裂隙水，丘陵面積2.69km2，批準的允許開采量為913m3/d（C+D 級），計劃取水量709m3/d。

2.1 地熱田熱功率、年可利用熱能的計算

（1）熱功率的計算。按照《地熱資源地質勘查規范》（GB/T 11615-2010）的規定，地熱田地熱流體的熱功率按下列公式進行計算。

Wt=4.1868×Q×（t-t0）

式中：Wt——熱功率，kW；

Q——地熱流體可開采量，L/s；

t—地熱流體溫度，（℃）

t0——當地年平均氣溫，（℃）；

4.1868 ——單位換算系數。

地熱田地熱流體的熱功率計算結果見表1。

（2）年可利用熱能量的計算。地熱流體年可利用的熱能量按下列公式估算。

表1 地熱流體的熱功率計算表

∑Wt=86.4×D×Wt/K

式中：∑Wt——開采一年可利用的熱能，MJ；

D——全年開采日數（按24h換算的總日數），d，取330d；

Wt——熱功率，kW；

K——熱效比（按燃煤鍋爐的熱效率0.6計算）；

86.4 ——單位換算系數。

地熱流體年可利用熱能量的計算結果見表2。

本地熱田的控制的熱功率為189.0kW，年可利用的控制的熱能為8981280MJ。按地熱田規模分級標準，地熱田規模為小型。

表2 年開采累計可利用的熱能量計算表

2.2 可開采資源量分析

（1）抽水試驗。為了對地熱水資源進行評價，對ZK2 及ZK5 號井進行多孔抽水試驗，抽水延續時間175h，穩定時間112h，抽水過程中總體上水量穩定，無出現熱水水源補給不足，水量、水溫明顯變小的趨勢，試驗結果真實可靠。試驗成果見表3。

表3 地熱田ZK2、ZK5生產井抽水試驗成果表

（2）ZK2 和ZK5 井可采水量的確定。根據本次評價需要進行的專門抽水試驗和生產記錄，ZK2 井水位降深基本穩定在5.67～6.41m，抽水量一般為340～405m3/d，平均372.5m3/d，ZK5 井水位降深基本穩定在2.11～2.63m，抽 水 量 一 般 為440～510m3/d，平 均475m3/d，水量較穩定，水質較穩定。ZK2 平均開采水量為230m3/d（年取水量為7.59×104m3）；ZK5 井平均開采水量為400m3/d（年取水量為1.32×105m3）。將多年平均開采量630m3/d確定為控制的，推斷的可開采量為283m3/d，控制的級可采量可靠系數取0.9，推斷的級可采量可靠系數取0.5，故本地熱田論證范圍內地熱開采井控制的可開采量為709m3/d，可滿足建設項目水資源的要求。

本建設項目地熱賦存于河田大斷裂帶中，蓋層土層透水性、富水性較好，保溫性能良好。由于地下水補給較豐富，貯藏資源遠遠大于開采量，所以不易形成區域水位下降漏斗。根據提供的資料，地下地熱水位在生產期間停泵約24h，水位可恢復到靜止水位。

3 地下水水質評價

參照國家標準《天然礦泉水地質勘查規范》（GB/T13727-92）中有關醫療礦泉水水質標準進行評價（見表4）。從表中可知，第一溫泉地熱水中偏硅酸、氟含量豐富，分別為94.86～100.07mg/L和12.93～15.46mg/L，達到了硅水、氟水的命名標準。硫化氫含量為1.17～1.55mg/L，達到有醫療價值濃度。地熱水溫度40℃～45℃，屬低地熱資源溫熱礦水，溫度已達到國家標準（GB/T13727-92）對醫療熱礦水水溫大于34°的要求，可命名為HCO3·F-Na型醫療用含硫化氫的硅、氟溫熱礦水，可作為醫療溫泉洗浴用途開發利用。

對照原地礦部《地熱資源評價方法》（DZ40-85）、《水污染物排放限值》（DB4426-2001）HE《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）中有關標準，第一溫泉熱礦水中pH 值、硫化物、氟的無機化合物均超過三廢排放的最高允許排放濃度，熱礦水直接排放對地表水和土壤環境均會造成影響。故本區熱礦水必須經過集中處理，經當地環保部門檢測達標后，才允許排放。

表4 地熱田水質與醫療熱礦水標準對照表（單位：mg/L）

4 取水的可靠性與可行性分析

(1)水文地質條件和水量分析。河田活動斷裂全長數百公里，總體走向50°～60°，結構面主要傾向南東，傾角40°～75°。該斷裂控制并破壞了燕山早期第三階段[γ52（3）]花崗巖，斷裂帶兩側出現強大的糜棱巖構造帶、糜棱巖化花崗巖帶和壓碎花崗巖帶。沿斷裂及近側，有黃土嶺、公平、新田、湯湖等一系列熱泉涌出，水溫36°～65°。地下熱水經抽水試驗和水質化驗，水量、水溫、水位穩定。

(2)地下熱水開發對地質環境影響分析。經實地調查了解和以往資料分析，本地未發生地質災害，按本地地質地貌條件和地熱水開發利用情況，地質災害的形成、發育、成災可能性較小，本地地質環境受論證開采井影響較小。但為避免過量開采地熱水引發地面變形開發利用地熱資源應嚴格控制開采量，開采過程中要建立和完善地熱水動態觀測制度，掌握地熱田地熱水的水量、水質、水溫和水位變化規律，以及加強地面變形監測，防止地質災害、環境地質問題的發生。

(3)熱廢水排放對環境的影響分析。本地熱區地熱水的開發利用和排放，就其原來所含的物質成分而言，對環境的影響程度較低。且經過集中處理，排放與市政污水管道，不會對環境產生熱污染。同時，地熱水與其他能源（煤、石油等）相比，地熱水資源對環境的影響是非常小的，具有其它能源無法比擬的優越性。

5 結論

本項目地下水計劃開采量為709m3/d，取水規模為小型，研究區內地下水資源較為豐富，開采資源量可滿足建設項目水資源的要求。取水可行。