湖南省地下熱水資源及開發(fā)利用現(xiàn)狀

皮景 巫政卿 皮建高

摘 ?要 ?湖南省地下熱水資源豐富，已發(fā)現(xiàn)熱水單元116處，以低溫地?zé)豳Y源為主，占98.3%，中溫?zé)崴Y源僅占1.7%;地下熱水主要分布于湘西北、湘中、湘東北、湘東、湘東南5個(gè)區(qū)。全省地?zé)豳Y源總量為27.93萬(wàn)m3/d ，每年可提供利用的熱能量約14.59×109MJ。地下熱水中微量元素豐富，有80處達(dá)到飲用天然礦泉水標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)標(biāo)元素為偏硅酸、鋰、鍶、鋅和溶解性總固體等。目前，我省地?zé)豳Y源開發(fā)利用方式較原始，開發(fā)利用程度較低、用途單一，有待于進(jìn)一步開發(fā)利用。

關(guān)鍵詞 ?地下熱水; 資源;開發(fā)利用

中圖分類號(hào)：P314 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： underground hot water resources are abundant in Hunan province， 116 hot water units have been found， mainly low-temperature geothermal resources， accounting for 98.3 %， and medium-temperature hot water resources accounted for only 1.7 %; Underground hot water is mainly distributed in five districts： Northwest Hunan， Central Hunan， Northeast Hunan， Eastern Hunan and Southeast Hunan. The total amount of geothermal resources in the province is 279，300 m3/d， and the annual thermal energy available is about 14.59 × 109MJ.There are abundant trace elements in underground hot water， and 80 places meet the standards for drinking natural mineral water. The standard elements are partial silicate， lithium， strontium， zinc， and soluble total solids. At present， the development and utilization of geothermal resources in our province is primitive， with a low degree of development and utilization and single use.

Keywords： underground hot water; resource; development and utilization

湖南省地?zé)崴芯抗ぷ魇加谏鲜兰o(jì)六十年代末期，有很多單位和學(xué)者對(duì)我省地下熱水開展了大量的調(diào)查評(píng)價(jià)、勘查與研究工作，取得了大量的成果，相應(yīng)提交了大量成果報(bào)告，也有許多學(xué)者撰寫了相關(guān)學(xué)術(shù)論文公開發(fā)表，對(duì)我省地下熱水資源有較全面的論述。2013年原省國(guó)土資源廳以地勘項(xiàng)目形式開展了全省地下熱水資源調(diào)查評(píng)價(jià)，對(duì)全省地下熱水資源進(jìn)行了新一輪系統(tǒng)而全面的調(diào)查，取得了最新的成果[1]。本文是在這次工作成果基礎(chǔ)上整理分析而成，旨在把我省地下熱水資源的最新資料奉獻(xiàn)給各位熱心地?zé)峁ぷ鞯耐袀儭?/p>

1 ?地?zé)崴Y源特征

1.1 地?zé)崴植继卣?/p>

通過系統(tǒng)調(diào)查與核實(shí)，目前全省已發(fā)現(xiàn)地下熱水點(diǎn)218個(gè)，按照熱水特征及水文地質(zhì)單元的相對(duì)完整性，歸并為116個(gè)相對(duì)獨(dú)立的地?zé)釂卧ㄌ铮?/p>

全省地下熱水分布在除婁底和益陽(yáng)之外的12個(gè)地州（市）52個(gè)縣（市、區(qū)）中。分為湘西北、湘中、湘東北、湘東、湘東南5個(gè)地?zé)岙惓^(qū)，見圖1。

1.1.1 ?湘西北區(qū)（Ⅰ）

湘西北地?zé)釁^(qū)主要包括常德市、張家界市、湘西州和懷化市4個(gè)市（州），見圖1。本區(qū)共發(fā)現(xiàn)地?zé)釂卧?6個(gè)，熱水溫度為26.0—61.0℃，平均溫度為39.14℃。其中水溫≥60℃的地?zé)狳c(diǎn)有1個(gè)，占2.22%;水溫為40—60℃的地?zé)狳c(diǎn)有21個(gè)，占46.67%;溫度25—40℃的地?zé)狳c(diǎn)有23個(gè)，占51.11%。區(qū)內(nèi)地?zé)狳c(diǎn)總涌水量為315.94L/s，最小為流量0.35 L/s，最大涌水量達(dá)32.99L/s，平均涌水量為7.02L/s。

1.1.2 湘東北區(qū)（Ⅱ）

湘東北區(qū)主要為岳陽(yáng)市的臨湘、岳陽(yáng)和平江3縣市，共發(fā)現(xiàn)地?zé)釂卧?個(gè)。區(qū)內(nèi)地?zé)崴疁囟葹?5—40℃，最高水溫39.6℃，最低溫度為25.3℃，平均水溫31.13℃。區(qū)內(nèi)地?zé)狳c(diǎn)總涌水量為93.20L/s，平均涌水量為6.21 L/s，最大流量為18.29L/s，最小流量0.15 L/s。

1. 1.3 湘中區(qū)（Ⅲ）

湘中區(qū)主要為邵陽(yáng)市的洞口、隆回、綏寧、武崗和新邵5縣，共發(fā)現(xiàn)熱水單元9處。區(qū)內(nèi)地?zé)崴c(diǎn)最高溫度為44.1℃，最低溫度為25.3℃，平均溫度為32.91℃。區(qū)內(nèi)地?zé)狳c(diǎn)總涌水量為41.34L/s，平均涌水量為3.76L/s，最大為達(dá)14.58L/s。最小為流量0.02 L/s。

1. 1.4 湘東區(qū)（Ⅳ）

湘東區(qū)主要包括長(zhǎng)沙市、湘潭市、株洲市和衡陽(yáng)市4個(gè)地區(qū)（市）。共發(fā)現(xiàn)地?zé)釂卧?2處，區(qū)內(nèi)地?zé)崴罡邷囟葹?8℃，最低溫度為25.0℃，平均溫度為37.86℃。區(qū)內(nèi)熱水點(diǎn)總涌水量為501.70L/s，平均涌水量為9.98 L/s，最大涌水量達(dá)84.6L/s，最小為流量0.05 L/s。

1.1.5 湘東南區(qū)（Ⅴ）

湘東南地?zé)崞瑓^(qū)主要涉及郴州市、永州市2地區(qū)及炎陵、耒陽(yáng)2個(gè)縣（市）。共發(fā)現(xiàn)地?zé)釂卧?1處，地?zé)崴c(diǎn)最高溫度89.1℃，最低溫度為，溫度25.0℃，平均溫度為41.4℃。地?zé)狳c(diǎn)總涌水量為1262.20L/s，平均涌水量為13.29 L/s，最大為涌水量達(dá)240.0L/s，最小為流量0.2 L/s。

1.2 熱儲(chǔ)特征

根據(jù)調(diào)查資料綜合分析，我省熱儲(chǔ)巖性主要有4大類，分別為淺變質(zhì)巖類、巖漿巖類、碳酸鹽類及碎屑巖類。其中以碳酸鹽巖類為主，約占60%，花崗巖及碎屑巖類次之，占17-20%，淺變質(zhì)巖類最少，只占3.4%，見表1。

1.2.1碳酸鹽巖類熱儲(chǔ)

碳酸鹽巖是我省地?zé)崴疅醿?chǔ)層的主要巖性，共有69個(gè)地?zé)釂卧?，占全省總?shù)的59.5%。熱儲(chǔ)地層時(shí)代以石碳系地層最多，占27.5%，二迭、奧陶、泥盆系地層基本相當(dāng)，占比20-25%，三迭、震旦、寒武系地層均為較少，占比均<3%。

1.2.2 巖漿巖類熱儲(chǔ)

巖漿巖類熱儲(chǔ)層共有23個(gè)地?zé)釂卧?，?9.8%。巖體主要為加里東期、印支期、燕山早期和燕山晚期。巖性主要為花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖。巖層破碎帶及構(gòu)造裂隙構(gòu)成熱儲(chǔ)層及地?zé)崴\(yùn)移的通道。

1.2.3 碎屑巖區(qū)的熱儲(chǔ)

碎屑巖類熱儲(chǔ)層共有20個(gè)地?zé)釂卧?，?7.2%。巖性主要為第三系、白堊系、侏羅系砂巖砂礫巖及泥盆系石英砂巖等。巖層破碎帶及構(gòu)造裂隙構(gòu)成熱儲(chǔ)層及地?zé)崴\(yùn)移的通道。

1.2.4 淺變質(zhì)巖熱儲(chǔ)

淺變質(zhì)巖類熱儲(chǔ)層全省共有4處，占3.4%類。巖性主要為震旦、寒武及古生代淺變質(zhì)巖。其斷裂破碎帶及構(gòu)造裂隙等構(gòu)成熱儲(chǔ)層及地?zé)崴\(yùn)移的通道。

1.3 地?zé)崴疁靥卣?/p>

我省絕大部分為低溫地?zé)豳Y源，全省低溫地?zé)豳Y源共有114處，占98.3%，中溫?zé)崴Y源僅2處，占1.7%，目前沒有發(fā)現(xiàn)高溫?zé)崴c(diǎn)。在低溫地?zé)豳Y源中，又以水溫在25-40℃的溫水為主，共81處，占69.8%;40-60℃的溫?zé)崴?2處，占27.6%;60-90℃的熱水僅1處，占0.9%。

全省平均水溫為35.75℃。其中25—30℃的40處，占34.5%，30—40℃的41處，占35.3%，40—50℃的27處，占23.3%，50—60℃的5處，占4.3%，60—70℃的1處，占0.9%，70—90℃的沒有1處，90—100℃的2處，占1.7%。

1.4 地下熱水化學(xué)特征

地下熱水水化學(xué)類型多樣，達(dá)19種，其中以HCO3-Ca·Mg型為主，占樣品總數(shù)的27.0%，其次是HCO3- Na型，占樣品總數(shù)的11.0%，排在第三和第四的是HCO3-Ca和HCO3-Na·Ca型，分別占樣品總數(shù)的8.0%。

1.5 地下熱水資源量評(píng)價(jià)

1.5.1地?zé)崴刹少Y源

經(jīng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算結(jié)果，全省地下熱水總可采資源量（Q）為18.96萬(wàn)m3/d。其中：熱水（t≥60℃）可采量為8229m3/d;溫?zé)崴?0℃≤t<60℃）可采量為77105m3/d;溫水（25℃≤t<40℃）可采量為104277 m3/d。

1.5.2 地?zé)崴Y源總量

全省地下熱水資源總量（Q總）為27.93萬(wàn)m3/d ，其中驗(yàn)證的地?zé)崴疄?.65萬(wàn)m3/d、探明的地?zé)崴疄?.39萬(wàn)m3/d、控制的地?zé)崴疄?4.26萬(wàn)m3/d、推斷的地?zé)崴疄?0.63萬(wàn)m3/d。其中：熱水（t≥60℃）資源量為9443.4m3/d;溫?zé)崴?0℃≤t<60℃）資源量為105856.8m3/d;溫水（25℃≤t<40℃）資源量為164022.2m3/d。

1.5.3 地下熱水資源熱能

按規(guī)范計(jì)算全省地下熱水資源每天可提供的熱能約27.75萬(wàn)kW，年可開采熱量約8.75×109MJ;每年可提供利用的熱能量約14.59×109MJ（折合標(biāo)準(zhǔn)煤為49.85萬(wàn)噸/年）。

1.6 熱礦水資源

熱礦水是指水溫在25℃以上的天然礦泉水。全省按功能分可有理療熱礦水及飲用天然熱礦水兩種。

1.6.1 理療熱礦水

全省116處地?zé)崴畣卧泄舶l(fā)現(xiàn)53處地下熱水達(dá)到天然理療礦泉水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，占總數(shù)的45.7%。其中達(dá)標(biāo)指標(biāo)主要有4個(gè)，分別為溶解性總固體、硫化氫、偏硅酸及水溫（℃），以水溫達(dá)標(biāo)為主，共46處，占總數(shù)的39.7%，其次是偏硅酸，共15處，占總數(shù)的12.9%;硫化氫和溶解性總固體分別為9處和7處，分別占7.8%和6%。

1.6.2飲用天然熱礦水

全省達(dá)到飲用天然礦泉水標(biāo)準(zhǔn)的熱水單元共有80處，占熱水點(diǎn)總數(shù)的69.0%。達(dá)標(biāo)元素有5個(gè)，分別為偏硅酸、鍶、鋰、鋅和溶解性總固體。

從達(dá)標(biāo)元素?cái)?shù)量來(lái)看，有單元素達(dá)標(biāo)的47處，包括偏硅酸型25處，鍶型20處，鋅型2處。有2個(gè)元素同時(shí)達(dá)標(biāo)的復(fù)合型礦泉水27處，包括偏硅酸、鋰復(fù)合型8處，偏硅酸、鍶復(fù)合型13處，鋰、鍶復(fù)合型4處，鍶、溶解性總固體復(fù)合型2處。有3個(gè)元素同時(shí)達(dá)標(biāo)的復(fù)合型礦泉水4處，包括偏硅酸、鍶、溶解性總固體復(fù)合型3處和偏硅酸、鋰、鍶復(fù)合型1處。有4個(gè)元素同時(shí)達(dá)標(biāo)的復(fù)合型礦泉水2處，為偏硅酸、鋰、鍶、溶解性總固體復(fù)合型。

從單個(gè)元素特征來(lái)看，以偏硅酸礦泉水為主，共52處，占熱水點(diǎn)總數(shù)的44.8%，偏硅酸含量一般為25.24—106.54mg/L;鍶礦泉水次之，共45處，占總數(shù)的38.8%，鍶含量為0.202—12.102mg/L;排在第三的是鋰礦泉水，達(dá)標(biāo)的有15處，占總數(shù)的12.9%，鋰含量為0204—0.88mg/L;第四是溶解性總固體物礦泉水，全省共有7處，占總數(shù)的6.0%，溶解性總固體含量為1014.8—2169.2mg/L;鋅礦泉水最少，僅有2處，占熱水點(diǎn)總數(shù)的1.7%，其含量為0.247—0.301mg/L。

2 ?地下熱水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

2.1 地下熱水開發(fā)利用率

經(jīng)實(shí)地調(diào)查核實(shí)，全省116處地?zé)釂卧延胁煌潭乳_發(fā)利用的67處，占57.8%，完全未利用的有49處，占42.2%。在已開發(fā)利用的67處中，作為普通地下水利用的有21處，占18.1%;真正按地下熱水功能利用的只有46處，占39.7%。由此可見，全省地下熱水的利用率從點(diǎn)數(shù)來(lái)說(shuō)只有40%左右。

2.2 地下熱水開發(fā)利用模式

由上述分析可知，全省地下熱水開發(fā)利用中利用了地下熱水功能的點(diǎn)只有46處，分析這些點(diǎn)的開發(fā)利用模式歸納起來(lái)大體可分為村民自由開發(fā)利用模式（簡(jiǎn)稱“自由式”，或稱為“原始模式”）、小作坊簡(jiǎn)易開發(fā)利用模式（簡(jiǎn)稱“作坊式”）及溫泉賓館集中開發(fā)利用模式（簡(jiǎn)稱“集中式”）等三種模式。全省以集中式和自由式兩種為主導(dǎo)，各占40%左右，累積占近80%。其中自由式31處，占36.5%，集中式36處，占42.4%，作坊式18處，占21.2%。

2.3 地下熱水開發(fā)利用用途

據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，目前開發(fā)利用地下水主要用于醫(yī)療、洗浴、溫室、農(nóng)業(yè)灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖、城市供水、當(dāng)?shù)鼐用裆睢⑸a(chǎn)用水等多種形式，歸納起來(lái)有五種用途，分別為醫(yī)療洗浴、生活生產(chǎn)及洗滌、養(yǎng)殖及農(nóng)灌、城市供水。其中以醫(yī)療洗浴為主，占65.8%，其次為生產(chǎn)生活及洗滌，占21.9%，其他用途的點(diǎn)數(shù)占比均小于10%。

2.4 地下熱水開發(fā)利用中存在的問題

我省地?zé)豳Y源總體利用程度較低，但也呈現(xiàn)了一些問題。歸納如下：

（1）資源開發(fā)利用程度較低

據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，全省116個(gè)地?zé)釂卧嬲吹責(zé)崴δ芾玫闹挥?6處，只占約40%，開發(fā)潛力很大。

（2）資源開發(fā)方式原始

目前，地下熱水開發(fā)利用方式中原始模式與小作坊式合占58%，顯示總體開發(fā)利用方式較原始。

（3）資源開發(fā)利用途單一

地下熱水開發(fā)用途主要為洗浴，少量養(yǎng)殖與農(nóng)業(yè)，綜合利用率較低，特別是梯級(jí)開發(fā)程度低。

（4）資源浪費(fèi)較嚴(yán)重

目前自由開采泛濫、泡浴人數(shù)失控、無(wú)節(jié)制地打開水閥等，造成熱水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。

（5）個(gè)別地?zé)崽镩_采地段集中，分層開采不夠，在集中開采地段水位下降幅度較大。

（6）技術(shù)開發(fā)能力和產(chǎn)業(yè)體系薄弱

在地?zé)豳Y源開發(fā)利用方面也產(chǎn)生過一些諸如熱污染、微量元素污染及地面塌陷等地?zé)岘h(huán)境地質(zhì)問題。

3 ?地下熱水資源開發(fā)利用建議

（1）充分發(fā)掘我省資源潛力

對(duì)地下熱熱水開發(fā)利用程度較高，或者目前沒有發(fā)現(xiàn)地下熱水而資源潛力較大的地區(qū)，適當(dāng)增加勘探投入，充分發(fā)掘我省資源潛力，為推動(dòng)全面利用地?zé)豳Y源提供科學(xué)依據(jù)。

（2）制定地?zé)豳Y源開發(fā)利用規(guī)劃

根據(jù)我省資源分布特征，結(jié)合社會(huì)發(fā)展規(guī)劃，盡快制定科學(xué)的、系統(tǒng)的地?zé)豳Y源開發(fā)利用規(guī)劃，并嚴(yán)格按照規(guī)劃實(shí)施。

（3）加強(qiáng)綜合利用研究

監(jiān)于目前地?zé)豳Y源開發(fā)用途單一的特點(diǎn)，建議有關(guān)部門組織強(qiáng)有力的技術(shù)力量開展地?zé)豳Y源綜合研究，開展相關(guān)利用試驗(yàn)，探索充分利用地?zé)豳Y源的綜合方案。

（4）加強(qiáng)地下熱水資源動(dòng)態(tài)管控

加強(qiáng)地下熱水開采點(diǎn)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作，掌握地下熱水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)特征，科學(xué)管控地下熱開發(fā)利用。

4 ?結(jié)論

（1）全省已發(fā)現(xiàn)地下熱水單元116個(gè)。分布在湘西北區(qū)、湘中區(qū)、湘東北區(qū)、湘東區(qū)、湘東南區(qū)等5個(gè)地?zé)岙惓^(qū)。

（2）我省以低溫地?zé)豳Y源為主，全省平均水溫為35.75℃，最低為25℃，最高為98℃。

（3）全省地下熱水資源總量（Q總）為27.93萬(wàn)m3/d ，其中驗(yàn)證的地?zé)崴疄?.65萬(wàn)m3/d、探明的地?zé)崴疄?.39萬(wàn)m3/d、控制的地?zé)崴疄?4.26萬(wàn)m3/d、推斷的地?zé)崴疄?0.63萬(wàn)m3/d。每天可提供的熱能約27.75萬(wàn)kW，年可開采熱量約8.75×109MJ。

（4）全省地?zé)崴_發(fā)利用率總體較低，約為40%。開發(fā)利用有村民自由開發(fā)模式、小作坊簡(jiǎn)易開發(fā)模式及溫泉賓館集中開發(fā)模式等三種模式，總體開發(fā)方式較原始。目前開發(fā)利用地下水主要用于醫(yī)療、洗浴、溫室、農(nóng)業(yè)灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖、城市供水、當(dāng)?shù)鼐用裆睢⑸a(chǎn)用水等多種形式。其中以醫(yī)療洗浴為主，占65.8%，其次為生產(chǎn)生活及洗滌，占21.9%。

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