水文地質(zhì)

開封市超深層地熱水人工回灌補源研究問題的提出

  資源與環(huán)境是人類生存和可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)條件,保護資源和環(huán)境是促進社會繁榮進步的一項重要戰(zhàn)略任務(wù)。進入 20 世紀以來,隨著人口增長及科學技術(shù)的快速發(fā)展,對各種資源能源開發(fā)與利用程度也越來越高,相應(yīng)的帶來一系列問題。地熱資源作為一種清潔環(huán)保新能源,自古以來就被人類開發(fā)利用,但近十幾年以來,由于鉆井技術(shù)的提高,超深層的地下熱水資源開始被大量的開發(fā)利用,盲目開采、無節(jié)制的使用熱水資源等現(xiàn)象凸顯出來。大量的開采地下熱水資源會導(dǎo)致熱水資源枯竭、地面沉降等環(huán)境地質(zhì)問題。為解決這些問題,多國都開展了保護地下熱水的研究工作。人工回灌作為一種可以有效補充地下水源,恢復(fù)或提升地下水位,促進資源可持續(xù)利用的手段,在地熱水資源保護中發(fā)揮著重要作用。
 
  開封市河南省地熱資源開發(fā)利用程度較高的地區(qū),地熱水城市經(jīng)濟發(fā)展和居民生活水平的提高做出很大貢獻。其所處的開封凹陷區(qū)內(nèi)蘊藏的地下熱水資源,水質(zhì)好,水溫高,含有多種對人體有益的微量元素,可作為天然飲用礦泉水醫(yī)療和洗浴用水,并且該區(qū)地熱資源埋藏相對較淺,易于開采,資源利用價值高。目前市區(qū)地下熱水的主要開采層屬于新近系明化鎮(zhèn)組、館陶組中段和古近系東營組下段熱儲層,開采深度最大達到 1800m,埋深大于 600m 的開采深井共有 88 眼,約一半深井開采層位為埋深1000~1200m 含水層,主要供給工業(yè)、酒店洗浴、居民生活等,少數(shù)用于冬季取暖。開采井基本上集中于黃汴河以西、大梁路以南、魏都路以北、西護城堤以東和西城開發(fā)區(qū)等區(qū)域。伴隨著城市經(jīng)濟發(fā)展和人們需求的提高,地熱水的開采強度逐年加大,過密過量開采造成水位持續(xù)下降、單位出水量減少和水井吊泵等問題。部分開采井的水位埋深已由最初的 14m 下降到現(xiàn)在的 60.25m,尤其在開采井集中的中心城區(qū)地下水位呈單邊持續(xù)下降趨勢,出現(xiàn)不斷擴大的水位降落漏斗區(qū)。
 
  多年來開封市開發(fā)利用地熱資源的同時,針對地熱水無序開發(fā)帶來的問題,曾開展了多項地下熱水保護研究工作,制訂相應(yīng)的管理辦法和法規(guī)文件,主要將保護措施著眼于資源的開采控制和有效利用上,但由于可操作性的限制以及與城市建設(shè)發(fā)展不相適應(yīng)而沒有取得較好的成效。城市建設(shè)的加快和居民生活水平的提高,對地熱資源的需求量只會越來越大,強行限制地熱水開采是不現(xiàn)實的。在這種情況下,要想解決地熱水開發(fā)與保護的矛盾,就要開源節(jié)流。一方面提高地熱水資源的利用效率,一方面進行人工2補充地熱水資源,增加可持續(xù)使用的資源量,使有限、寶貴、潔凈的地下熱水資源可以實現(xiàn)良性循環(huán),為社會經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高發(fā)揮最大的效益??梢妼嵤┤斯?a href="http://www.qddehua.com.cn/t/回灌.html" >回灌以科學方法保護超深層地熱水資源,是當前開封地熱利用中亟待解決的問題。
 
  在實施回灌工程之前,必須要對區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造水文地質(zhì)條件進行研究,掌握地熱水儲藏的基本特征,了解回灌效果,探討回灌在該區(qū)的可行性及合理的回灌模式等,為建設(shè)回灌工程提供依據(jù)。