地?zé)豳Y源保護(hù)與綜合開發(fā)、梯級(jí)利用可行性研究

劉普峰　董加強(qiáng)

[摘要]通過(guò)對(duì)滄州地區(qū)地?zé)豳Y源綜合開發(fā)、梯級(jí)利用調(diào)查及研究，因地制宜的開發(fā)和利用地?zé)豳Y源，使地?zé)豳Y源得到最大程度的保護(hù)與開發(fā)利用。

[關(guān)鍵詞]地?zé)豳Y源 保護(hù) 綜合開發(fā) 梯級(jí)利用 滄州市

[中圖分類號(hào)] P314 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-3-89-2

滄州市，位于河北省東部，總面積14056km2，人口800萬(wàn)。地處環(huán)渤海中心，京津冀都市圈，得天獨(dú)厚的交通區(qū)位優(yōu)勢(shì)為滄州市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展奠定了良好的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。

滄州市近年來(lái)地?zé)豳Y源開發(fā)發(fā)展迅速，地?zé)豳Y源已成為滄州市的熱門產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展前景廣闊，潛力巨大。

1地?zé)豳Y源開發(fā)利用現(xiàn)狀

1.1開發(fā)利用現(xiàn)狀

目前滄州市共有地?zé)峋?00多眼，分布在滄州市18個(gè)市、縣、區(qū)，集中開采區(qū)在任丘、河間、肅寧、獻(xiàn)縣、滄州市城區(qū)、黃驊等6個(gè)市（縣）城區(qū)。利用方式以供暖、洗浴為主，其次為種植、養(yǎng)殖。目前已基本形成了一定的開發(fā)模式。年開采量約2168萬(wàn)m3，年產(chǎn)值約2.4億元，地?zé)豳Y源已經(jīng)產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和巨大的環(huán)境效益。

地?zé)峋脽醿?chǔ)主要為新近系明化鎮(zhèn)組、館陶組和古生界寒武、奧陶系及上元古界薊縣系霧迷山組熱儲(chǔ)。其中利用明化鎮(zhèn)熱儲(chǔ)的地?zé)峋^少，主要分布在冀中臺(tái)陷區(qū)；利用館陶組熱儲(chǔ)地?zé)峋^多，主要分布在冀中臺(tái)陷區(qū)和黃驊臺(tái)陷區(qū)；利用基巖熱儲(chǔ)地?zé)峋^少，主要分布在滄縣臺(tái)拱區(qū)和埕寧臺(tái)拱區(qū)。

地?zé)峋疅崴疁囟?8～108℃，其中明化鎮(zhèn)組38～62℃、館陶組50～88.3℃，奧陶系48～58℃，薊縣系72～108℃；地?zé)峋畣尉鏊?0～135m3/h，其中明化鎮(zhèn)組40～100m3/h，館陶組40～135m3/h，奧陶系在滄縣臺(tái)拱區(qū)35～45m3/h，在埕寧臺(tái)拱區(qū)120m3/h左右，薊縣系80～120m3/h。

1.2存在的問(wèn)題

（1）地?zé)峋C合開發(fā)、梯級(jí)利用水平偏低

地?zé)豳Y源開發(fā)利用規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化水平不高，綜合開發(fā)、梯級(jí)利用程度偏低，利用方式粗放、單一，在一些采取直供、直排供暖方式的單位，棄水溫度大于35℃，其熱能利用率僅為50%-60%，熱能利用率低、資源浪費(fèi)比較嚴(yán)重。

（2）地?zé)豳Y源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重

地?zé)嵛菜苯优湃氤鞘形鬯芫W(wǎng)，造成地?zé)崴Y源浪費(fèi)。并且尾水與污水混流，增加了污水處理量和處理成本。

（3）開采區(qū)位、層位相對(duì)集中

地?zé)豳Y源的開發(fā)利用受經(jīng)濟(jì)條件和地?zé)岬刭|(zhì)條件影響，開采層位相對(duì)集中，造成井間相互干擾，地?zé)崴幌陆笛杆伲植拷邓龠^(guò)大，甚至已超過(guò)6.0m/a，這嚴(yán)重影響了地?zé)豳Y源的可持續(xù)利用。

2地?zé)豳Y源保護(hù)與綜合開發(fā)、梯級(jí)利用

實(shí)行地?zé)豳Y源保護(hù)與限制性開采，調(diào)控地?zé)豳Y源開采總量，提高地?zé)豳Y源持續(xù)供給能力。優(yōu)化地?zé)豳Y源開發(fā)利用布局和結(jié)構(gòu)，促進(jìn)區(qū)域資源優(yōu)化配置。加強(qiáng)地?zé)豳Y源節(jié)約與綜合利用，推動(dòng)礦業(yè)走節(jié)約、清潔、安全的可持續(xù)發(fā)展道路。

2.1地?zé)豳Y源保護(hù)

2.1.1地?zé)豳Y源開采總量控制

①嚴(yán)格按照各單井勘查報(bào)告確定的控制的可開采量開采，禁止超量開采，以保護(hù)地?zé)豳Y源。

②依據(jù)各熱儲(chǔ)層的成礦地質(zhì)條件與市場(chǎng)需求，控制各市（縣）城區(qū)地?zé)峋季嗖恍∮?000m，城區(qū)以外地?zé)峋季嗖恍∮?000m。

③可采用斜井鉆探等方法保證合理井距，也可根據(jù)地?zé)豳Y源的不同用途，分不同熱儲(chǔ)層組開采地?zé)豳Y源。

④對(duì)地?zé)峋M(jìn)行長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，以掌握地?zé)崴畡?dòng)態(tài)變化情況，對(duì)地?zé)峋暮侠黹_發(fā)進(jìn)行指導(dǎo)。監(jiān)測(cè)內(nèi)容為水位、水溫、水量（井口水溫和尾水溫度）、水質(zhì)等。

2.1.2地?zé)豳Y源開發(fā)利用結(jié)構(gòu)調(diào)整

①開發(fā)利用結(jié)構(gòu)調(diào)整

推進(jìn)新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的應(yīng)用，積極推行清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。鼓勵(lì)綜合開發(fā)，梯級(jí)利用地?zé)豳Y源，提高資源利用率。

②產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化

鼓勵(lì)企業(yè)研發(fā)新的地?zé)豳Y源開發(fā)利用模式，發(fā)展地?zé)後t(yī)療、藥療等多種高效利用地?zé)豳Y源的新模式，進(jìn)一步延長(zhǎng)地?zé)峤?jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

③最低開采規(guī)模與最低服務(wù)年限

限定最低開采規(guī)模，引導(dǎo)企業(yè)規(guī)模化開采、集約化經(jīng)營(yíng)，為保證地?zé)衢_采的可持續(xù)性和地?zé)豳Y源的持續(xù)、穩(wěn)定供應(yīng)，地?zé)岬V山最低服務(wù)年限3-5年。

④礦山企業(yè)準(zhǔn)入條件

提高地?zé)崞髽I(yè)的準(zhǔn)入條件，在市區(qū)集中供熱區(qū)限制單一的用于供暖地?zé)峋拈_采，已有的單一供暖地?zé)犴?xiàng)目也要加以改造，實(shí)現(xiàn)綜合開發(fā)，梯級(jí)利用，提高資源利用率。

2.1.3尾水回灌技術(shù)研究

地?zé)嵛菜毓嗍菍?shí)現(xiàn)地?zé)豳Y源可持續(xù)開發(fā)的必然途徑。回灌是將地?zé)崴械臒崂煤?，把原地?zé)崴刈⒌綗醿?chǔ)層。地?zé)峄毓嗟闹饕獌?yōu)點(diǎn)是將地?zé)豳Y源儲(chǔ)量由靜態(tài)變?yōu)閯?dòng)態(tài)，真正成為可再生能源，同時(shí)可有效地延長(zhǎng)熱儲(chǔ)生產(chǎn)壽命，避免尾水排放造成污染。

滄州市大部分地?zé)峋_采新近系館陶組熱儲(chǔ)，小部分開采基巖熱儲(chǔ)?；鶐r熱儲(chǔ)回灌技術(shù)相對(duì)成熟。新近系回灌技術(shù)發(fā)展較慢，研究較少，還不能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)性回灌。我單位曾進(jìn)行了新近系回灌試驗(yàn)，經(jīng)試驗(yàn)回灌量?jī)H達(dá)到開采量的30%左右?；毓嗔刻?。對(duì)新近系回灌技術(shù)還需進(jìn)一步研究。

2.2地?zé)豳Y源綜合開發(fā)、梯級(jí)利用

2.2.1梯級(jí)利用

通過(guò)工藝上的改造和創(chuàng)新，改變地?zé)峁┡瘋鹘y(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)地?zé)豳Y源熱能的梯級(jí)利用。地?zé)崴紫扔糜谂瘹鈷炱┡?；待供暖回水溫度降?0℃左右進(jìn)行二級(jí)利用，供地板輻射采暖和溫泉洗??；當(dāng)熱水溫度再降低后，開始三級(jí)利用，供種植園加熱地溫等；最后，水溫不足30℃的溫水作四級(jí)利用，搞特種養(yǎng)殖，養(yǎng)殖名、優(yōu)、特、新的食用和觀賞魚類等。通過(guò)地?zé)崽菁?jí)利用，提高地?zé)崴睦寐?，降低地?zé)嵛菜欧艤囟取?/p>

2.2.2綜合利用

地?zé)豳Y源集水、礦、熱特性于一身，加強(qiáng)地?zé)崴C合利用，不同溫度的地?zé)崴胁煌挠猛?，除供暖外，還可用于洗浴、礦泉浴療、土壤加溫、溫水游泳，養(yǎng)殖魚類等水產(chǎn)品，并可作為景觀用水、衛(wèi)生用水、灌溉和綠化用水等。

2.2.3新技術(shù)新工藝的應(yīng)用

加強(qiáng)水源熱泵在地?zé)犷I(lǐng)域中的開發(fā)利用，利用熱泵技術(shù)，進(jìn)一步提取尾水中的溫度，進(jìn)行綜合梯級(jí)開發(fā)利用，降低尾水溫度，可大大提高地?zé)豳Y源利用率。

以我單位為例：我單位于2012年利用水源熱泵新技術(shù)對(duì)供暖系統(tǒng)進(jìn)行工藝流程改造，改造后地?zé)徇M(jìn)行了綜合利用、梯級(jí)利用，其流程為：

地?zé)崴紫冗M(jìn)入1#蓄水罐，經(jīng)1#蓄水罐地?zé)崴M(jìn)行一級(jí)直接供暖，為1#、2#住宅樓供暖；供暖尾水經(jīng)一次換熱器換熱后為高溫?zé)岜脵C(jī)組提供熱能進(jìn)行二級(jí)供暖，為3#、4#住宅樓供暖；一次換熱后尾水經(jīng)二次換熱器換熱后為低溫?zé)岜脵C(jī)組提供熱能進(jìn)行三級(jí)供暖，為辦公樓供暖。地?zé)嵩c一級(jí)供暖后部分尾水混合后（具體尾水用水量由電動(dòng)閥控制），經(jīng)曝氣、除鐵后進(jìn)入2#蓄水罐供洗浴用水。

二次換熱后地?zé)嵛菜ń抵?0℃左右）進(jìn)入3#蓄水罐，采用變頻泵供給家屬樓、辦公樓用于生活衛(wèi)生用水。

利用新工藝、新技術(shù)，經(jīng)技術(shù)改造后地?zé)崂寐视稍瓉?lái)的43%提高至81%；地?zé)衢_采量由原來(lái)的19.2×104m3/a，降至14.49×104m3/a，每年減少地?zé)衢_采量4.71×104m3。

3小結(jié)

目前，滄州市僅部分地?zé)峋验_始利用水源熱泵，尾水由原來(lái)的35℃左右降至10℃以下，即減少了開采量、增加了供暖面積，又減少了污染物的排放。建議政府相關(guān)部門加大水源熱泵推廣力度，如成功實(shí)施，每年可大大減少地?zé)衢_采量，增加供暖面積，地?zé)豳Y源將面臨更大的發(fā)展機(jī)遇，其潛力和產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益是巨大的，地?zé)豳Y源開發(fā)將可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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