西安市地热资源开发利用现状分析及对策建议

2017-04-24王联兵

西部资源 2016年6期

关键词：西安市水温全市

王联兵

摘要：通过对西安市地热资源现状分析，选择四个热储层典型性热水井，根据其2016年上半年水位、水质、水温等与上年同期相比的变化情况，分析全市地热资源开发利用情况及存在和面临的问题，进而对西安市地热产业发展提出对策建议。

关键词：地热资源；开发利用；对策建议

Exploitation and Utilization Status Analysis and Countermeasures of Xi 'an Geothermal Resource

WANG Lian—bing

Geological Environment Monitoring Station of Xi'an City 710007

Abstract： Through the status analysis of geothermal development in Xian， we choose four typical geothermal wells from four thermal reservoirs， according to the first half of 2016， the change of the water level， water quality， water temperature， etc， analysis the geothermal resources development and utilization situation and existing problems in the city， put forward policy suggestions to xi 'an geothermal industry development.

Keywords： Geothermal Resources； Exploitation and Utilization； Countermeasures； Xi'an City

随着我国对地热资源开发利用的不断深入，着力提高这一安全、可靠的清洁能源在能源消费结构中的比重，对于解决当前我国在能源安全和环境问题方面所面临的问题无疑具有重要的现实意义，也是实现我国经济社会可持续发展的重要保证。地热资源的开发及有效利用对于提高人民生活水平、调整能源消费结构将起到重要的作用。

1. 西安市地热资源现状

作为具有深厚历史文化积淀的古都，西安市地热资源丰富，其分布范围面积达440平方公里。地热资源因其具有的绿色、清洁、环保和可再生能源等特点已受到全市各级政府管理部门的关注。根据陕西省人民政府与国土资源部合作开展的《陕西省关中盆地地热资源调查评价》项目，对全省地热资源进行普查。相关数据表明，西安一带的地热资源在关中地区乃至全省均处于领先地位。目前西安地区正在使用的不少地热井均出现不同程度的水位下降，有的甚至呈现出了加速下降趋势。据相关研究，当取水深度超过150米时，因其耗能将逼近加热冷水的资源损耗，地热井将失去经济运行价值。因此，针对当前西安市地热资源开发利用现状，对其进行科学评估，防止地热资源因过度开发利用而导致资源耗竭十分必要。

为促进西安市全面而科学地开发利用地热资源，本文通过对2016年上半年西安市各热储层具有代表性的地热井监测点的相关监测数据与上年同期进行比较、分析，就当前全市地热资源的水位、水质、水温等变化情况及存在的问题进行分析并提出地热资源可持续发展的对策建议。

2. 西安市地热井水位变化规律

通过对2016年上半年各个地热井监测点的监测数据分析，西安市地热井水位呈现如下规律：

（1）水位变化呈现波动趋势，但整体水位呈下降趋势。

（2）单井水位呈现季节性变化。西安市地热井水位变化与开采量呈正相关关系，从近十年水位变化规律上看，开采量越大，水位埋深越大，最低水位一般出现在开采量最大的1月～2月，最高水位一般出现在开采量最小的5月～6月。

以下按不同开采层段、不同用途，分类说明西安市地热水水位变化情况。

2.1 第二热储层

该层2016年上半年水位与上年同期相比呈上升趋势，平均上升幅度3.4m。以止园饭店地热井为例，水位变化趋势见图1。

2.2 第三热储层

目前西安市开采第三热储层的地热井较多，它们与开采第二热储层的地热井相比，水温高且出水量较大，用途为洗浴、采暖。该层地热井2016年上半年平均水位与上年同期相比下降13.7m。具代表性的有西北石油管道管理局地热井，其水位变化趋势见图2。

2.3 第四热储层

第四热储层的地热井出水量较第二热储层大，水温较第二、第三热储层高。它多作为第三热储层的补充，用来提高水温。开采第四熱储层的代表地热井有XR60地热中心体院站，该井为采暖用井，且采暖面积大，2016年上半年平均水位与上年同期相比呈下降趋势，下降幅度为14.1m，水位变化趋势见图3。

2.4 第四加第五热储层

目前西安市开采这种组合热储层的地热井仅有浐河开发区地热井，该井为采暖井，2016年上半年与上年同期相比水位发生下降，平均下降幅度为4.5m，水位变化趋势见图4。

3. 水质变化情况

根据《陕西工程勘察研究院西安水土测试中心》2016年6月抽检的20口地热井水质化验检测结果来看，西安市地热水化学动态比较稳定，但随着开采量的增加，地热水中各主要离子浓度和矿化度有所降低。因此，为保证地热资源的可持续利用，对地热水的开发应控制在合理的范围内。

4. 水温变化情况

由于西安市地热水形成于构造裂隙带，形成条件独特，循环深度大，与深部热源循环强烈，且其顶部含有隔热保温的覆盖层，因此地热水的水温变化不大，根据监测结果，各地热井水温相对保持稳定。

5. 地热资源开发中存在的问题

当前，西安市地热资源的开发利用也存在和面临一些问题，主要表现在以下方面：

5.1 开发利用水平低

西安市地热资源科学利用起步较晚，大部分地热资源尚处于低效率利用的粗放式开发阶段，有待形成大规模产业化、集约化开发；相关利用地热资源的企业存在规模小、技术落后、管理水平低下以及地热产品的利用方式、布局不合理等因素均制约着全市地热资源的可持续开发利用。

5.2 环境保护问题

在地热资源的使用过程中，会排放大量的热量到大气和水体中，造成其排放周边空气和水体一定程度的温度上升，进而对环境产生影响甚至危害生物的生长；在其使用过程中，热流体所含的各种有害气体和悬浮物将排入大气中，造成空气污染；长期地热流体开采而不回灌，将导致地面的沉降和水平位移以及地下水污染等[1]。上述现象在西安都有不同程度的发生，因此，西安市在开发地热能的同时也应密切关注环境保护问题。

5.3 可持续发展问题

可持续发展理念对于地热资源的开发利用有着指导意义和现实意义。由于历史和现实的原因，西安市的地热资源开发停留在较低的开发层次，尚未充分发挥其社会效益、经济效益、环境效益。由于地热资源的形成要具备一定的地质、构造、水文条件，加之其具有再生能力弱、资源总量少、补给途径远等特点，这就要求我们在开发利用的过程中做到使之能够得到长期稳定开采，防止盲目无序开采造成资源和环境地质问题的发生，否则就会造成资源的快速枯竭[2，3]。因此，在开发中，要采取行之有效地措施，使地热资源实现可持续开发利用。

6. 西安市地热资源开发对策建议

6.1 建立专项资金

建议政府建立地热资源开发利用专项资金，为全市开发大型地热供暖工程、地热供暖工程中热水回灌井的施工以及地热供暖相关技术的研发等工作提供资金支持。

6.2 不斷修订和完善地热资源开发利用规划

为适应西安市经济社会发展和资源可持续利用的需要，应加强地热资源开发利用规划工作。主要是积极做好资源勘查评价和地热回灌两方面的工作，依据地热资源条件、可能的回灌量及采灌比，不断修订和完善全市地热资源开发利用规划。

6.3 积极推广应用高新技术与设施

探索开展节约型、效益型的地热资源开发利用模式，努力提高地热资源利用效率，使地热资源更好地服务于全市的经济社会发展。

6.4 建立地热开发利用示范性工程

通过建立地热资源开发利用示范性工程，进一步推动对资源的有效利用。建设相关地热采暖示范性工程，着力开展热泵技术、地板采暖等应用技术研究工作。通过示范，制定相应的资源消耗定额，使地热资源得到合理的开发利用。

6.5 开发地热医疗保健产业

西安地热资源富含氟、碘等特殊组份，十分有益于人体健康，如能将其充分地应用于医疗、卫生、保健等行业，将有效带动上述行业的进一步发展并切实提高人民生活水平和健康水平。建议开展这方面的研究，进一步认识其特有的医疗、保健、养生功能及效果，更好地服务于全市人民。

地热资源是一种可再生的清洁能源，着力推进新能源的开发利用是时代提出的要求，也是全面优化西安市能源结构的重要抓手，我们应该充分利用西安的这一特色资源，为保护环境，节约资源，加速地热开发利用水平，造福人民，为全市乃至全省的环境保护做出积极贡献。