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淺談地?zé)豳Y源勘察——以鄭州市為例

  目前,中國地?zé)豳Y源開發(fā)利用已初具規(guī)模,年利用地?zé)崮?/a>為100億千瓦時,并且地?zé)衢_發(fā)利用量以每年近10%的速度增長。全國已經(jīng)基本形成以西藏羊八井為代表的地?zé)岚l(fā)電、以天津西安為代表的地?zé)峁┡?/a>、以東南沿海為代表的療養(yǎng)與旅游和以華北平原為代表的種植養(yǎng)殖開發(fā)利用格局。但是,我國地?zé)?/a>在能源結(jié)構(gòu)中占的比例還很小,截至目前,地表地?zé)豳Y源的開放量才占可開發(fā)總量的萬分之五左右。因此,加快地?zé)豳Y源開發(fā)利用的速度和步伐勢在必行。
 
  能源已成為我國現(xiàn)階段經(jīng)濟社會發(fā)展制約瓶頸,可再生能源開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化立法,是調(diào)整我國的能源消費結(jié)構(gòu)、保持能源資源可持續(xù)利用的戰(zhàn)略需要。可再生能源指的是風(fēng)能、太陽能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?/a>、海洋能等非化石能源。作為地勘單位,我們更應(yīng)該看到的是,在國家實施這一戰(zhàn)略的過程中,地勘單位如何做好地?zé)豳Y源勘查,為地?zé)?/a>資源開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化提供資源保障服務(wù)。
 
  1  儲量豐富,勘查開發(fā)技術(shù)成熟  據(jù)有關(guān)專家介紹,我國的地?zé)豳Y源非常豐富,按其屬性可分為三種類型;大于150℃的高溫對流型地?zé)豳Y源,主要集中在環(huán)太平洋地?zé)釒?/a>通過的臺灣省,地中海-喜馬拉雅地?zé)釒?/a>通過的西藏南部和云南、四川西部;90℃~150℃的中溫、小于90℃的低溫對流型地?zé)?/a>資源,主要分布在福建、廣東、湖南湖北、山東、遼寧等??;中低溫傳導(dǎo)型地?zé)?/a>資源,主要分布在華北、松遼、四川、鄂爾多斯等地區(qū)。中國400萬平方公里的沉積盆地的地?zé)豳Y源也比較豐富,除青藏高原外,地溫梯度呈現(xiàn)由東向西逐漸變小的趨勢。目前中國已發(fā)現(xiàn)的水溫在25℃以上的熱水點(包括溫泉鉆孔及礦坑熱水)約4000余處,分布廣泛。溫泉出露最多的西藏、云南、臺灣、廣東福建,溫泉數(shù)約占全國溫泉總數(shù)的1/2以上;其次是遼寧山東、江西、湖南湖北四川等省,每省溫泉數(shù)都在50處以上。
 
  在地?zé)豳Y源的利用上,我國各地紛紛結(jié)合自己的實際開展地?zé)豳Y源直接利用的探索。在上世紀(jì)90年代,地?zé)嶂苯永?/a>在我國廣大地區(qū)逐漸舉起并形成高潮,尤其在高緯度寒冷的東北、華北、西北地區(qū),加大了以地?zé)峁┡?/a>為主的開發(fā)力度,不僅減少了大量有害物質(zhì)的排放,而且還取得明顯的經(jīng)濟效益。據(jù)統(tǒng)計,整個華北地區(qū)地?zé)?a href="http://m.622810.cn/t/供暖.html" >供暖面積接近140萬平方米。此外,北京、天津、西安等地目前正在利用熱泵技術(shù)等多種形式,進行示范工程并逐漸推廣。東南沿海地區(qū)在發(fā)展旅游業(yè)的同時,利用地?zé)徇M行制冷和烘干。特別是隨著熱泵技術(shù)的發(fā)展和采用,中低溫熱水在全國正以強勁勢頭向規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化方向健康發(fā)展。有關(guān)統(tǒng)計資料還顯示,近10年來,我國地?zé)岬?a href="http://m.622810.cn/t/直接利用.html" >直接利用均以每年10%速率增長。目前全國淺層地?zé)崮?/a>服務(wù)面積超過了6000萬平方米,其中奧運村40萬平方米再生水熱泵熱源項目、上海世博會22萬平方米江水熱泵熱源項目等一大批重點工程都用上了這一綠色環(huán)保新能源,顯示了淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用技術(shù)廣闊的發(fā)展前景。
 
  2  鄭州市地?zé)豳Y源開發(fā)現(xiàn)狀及利用前景  二十世紀(jì)七十年代以前鄭州市沒有地?zé)峋?/a>,地?zé)衢_發(fā)始于二十世紀(jì)八十年代初,進入二十世紀(jì)九十年代,地?zé)衢_發(fā)形成高潮,一直持續(xù)至今。  鄭州市區(qū)東部地?zé)豳Y源普查的目的是為鄭州合理開發(fā)利用與保護地?zé)豳Y源提供資源儲量及其所必須的地?zé)岬刭|(zhì)資料,以減少開發(fā)風(fēng)險,取得地?zé)豳Y源開發(fā)利用最大的社會經(jīng)濟效益和環(huán)境效益,并最大限度的保持地?zé)豳Y源的可持續(xù)利用。配合國家在全國范圍內(nèi)開展的“節(jié)能減排,保護環(huán)境”工作,貫徹和落實國家大力推廣可再生能源國民經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)的宗旨。
 
  鄭州市區(qū)地?zé)崽?/a>屬于開封次凹陷地?zé)崽?/a>的一部分,位于開封次凹陷地?zé)崽?/a>的西南部邊緣地帶,西部大致以老鴉陳斷裂為界,南部大致以尖崗斷裂、中牟斷裂為界,屬于沉積盆地地?zé)崽?/a>。華北大型盆地沉積上層為分布廣、厚度大的淡水相沉積,在結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)砂層與泥質(zhì)巖層交互疊置,以高的砂巖層比值構(gòu)成富含低鹽度、低溫熱水的半開啟系統(tǒng),成為有開采利用價值的主要熱水儲層。
 
  由于沉積盆地地?zé)崃黧w埋藏較深,其水源除少量大氣降水補給外,大部分為古沉積水。地?zé)豳Y源開采所消耗的地?zé)崃黧w儲存量,大部分為地熱流體靜儲量。因此,隨著地?zé)豳Y源的大量開采,地熱流體靜儲量消耗很快,地下水位急劇下降,原自流井均不自流。對地?zé)豳Y源的進一步調(diào)查和勘查將對有關(guān)部門如何制定合理的地?zé)豳Y源利用規(guī)劃,做到服務(wù)最大化和資源的有效保護為一體提供重要的技術(shù)支持和服務(wù)保障。
 
  鄭州市區(qū)地?zé)崽?a href="http://m.622810.cn/t/地?zé)崃黧w.html" >地?zé)崃黧w屬低溫地?zé)豳Y源,主要用于供暖供熱、醫(yī)療、洗浴、溫室、水產(chǎn)養(yǎng)殖等。鄭州東部地區(qū)地下蘊藏有豐富的地?zé)豳Y源,地?zé)衢_發(fā)、利用前景是樂觀的。通過對現(xiàn)有的地?zé)峋_發(fā)利用,已經(jīng)獲得了一定的社會效益和經(jīng)濟效益。但是,鄭州地?zé)衢_發(fā)起步較晚,而且從未按照《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范(GB11615-89)》系統(tǒng)的進行地?zé)豳Y源勘查,前期所施工地?zé)峋?/a>大多由企業(yè)自主投資,所取得的地?zé)豳Y料,殘缺不全,缺少地?zé)豳Y源評價的巖石孔隙度、巖石密度、滲透性能等有關(guān)主要參數(shù),所計算的地?zé)豳Y源量相當(dāng)于推測地?zé)豳Y源。為得到準(zhǔn)確詳實的資源量數(shù)據(jù),地勘單位后續(xù)還有許多工作需要做,牢固樹立“大資源、大環(huán)境、大地質(zhì)”服務(wù)觀,找準(zhǔn)“三個定位”,為地方經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)。
 
  現(xiàn)階段,鄭州市區(qū)年開采地?zé)?/a>水量較小,占年可開采熱水量的比例較低。因此,目前開采條件下,不會產(chǎn)生地面沉降問題。今后,如長期大規(guī)模開采地?zé)?/a>水,應(yīng)重視因熱儲壓力下降,導(dǎo)致地面變形和沉降的問題。解決地?zé)衢_采回灌中出現(xiàn)的技術(shù)難題,避免地?zé)崴?/a>位下降而引發(fā)地面沉降,應(yīng)科學(xué)規(guī)劃、合理開采地?zé)崴?/a>,研究解決地?zé)衢_采回灌中出現(xiàn)的技術(shù)難題,避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。
 
  3  物探手段,還有發(fā)展空間  鄭州地區(qū)地?zé)峥碧?/a>已有幾十年的歷史,各種物探方法在此領(lǐng)域發(fā)揮了非常重要的作用。  傳統(tǒng)的物探方法重力勘探、磁法勘探、直流電阻率測深、人工地震勘探等。這些方法從理論到實踐均較為成熟,在地?zé)峥碧?/a>中發(fā)揮了一定作用。但隨著城市建設(shè)的發(fā)展,勘探深度的增加,這些方法很難在城區(qū)展開,所以近幾年我們先后研發(fā)或引進多種物探方法。
 
  利用常規(guī)的一些物探手段,已經(jīng)成功地為多個地?zé)崽锏拈_發(fā)進行了前期論證工作,熱儲層深度、水量、水溫、預(yù)測準(zhǔn)確率高。但是隨著城市建設(shè)的發(fā)展,城市遍布各種電纜及地下管網(wǎng),建筑林立,加之勘探深度的加深,常規(guī)的物探方法很難開展,物探方法勘查精度大大降低。
 
  對于近幾年涌現(xiàn)了一些新方法、新技術(shù),由于對這些方法認(rèn)識不夠,未能對其在地?zé)峥碧?/a>領(lǐng)域有效性加以系統(tǒng)研究,盲目應(yīng)用,導(dǎo)致物探解釋推斷誤差增大,以至增加了鉆探風(fēng)險,可能造成較大的損失。要對現(xiàn)有的一些地?zé)峥辈?/a>方法進行認(rèn)真客觀地加以總結(jié),對的新方法的應(yīng)用效果加以評價,提出綜合物探方法組合、合理的地?zé)峥辈?/a>程序建議,使其在實際勘查工作中起到更好的效果。
 
  4  政策支持,發(fā)展機遇  國家對地?zé)豳Y源開發(fā)的支持與鼓勵、市場的高速發(fā)展及發(fā)育,使地勘單位在這一過程中可贏得進一步發(fā)展的機遇。  地?zé)豳Y源要開發(fā),就必須對地?zé)豳Y源進行勘查,弄清其分布情況。從某種意義上講,這是屬于地勘單位“自己的那份蛋糕”。因此,地勘單位應(yīng)及時開展地?zé)峥辈?/a>方法技術(shù)的研究工作,提高勘查效率。同時,要像江西地勘局那樣,積極幫助地方政府進行地?zé)豳Y源勘查開發(fā)的論證,并爭取對自己有利的政策,把“蛋糕”繼續(xù)做大。江西省有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)已明確表示,只要該局能在南昌市區(qū)范圍內(nèi)找到地?zé)豳Y源,后續(xù)開發(fā)將由該局牽頭組織經(jīng)營活動。  在地?zé)豳Y源的開發(fā)中,地勘單位雖沒有絕對優(yōu)勢,但仍處于較大的優(yōu)勢地位,并在開發(fā)上握有絕對的主動權(quán)。地?zé)豳Y源的區(qū)域分布情況、可開采的總量、怎樣才能做到經(jīng)濟合理科學(xué)開采等開發(fā)必需的資料,只有地勘單位最為清楚。因此,地勘單位在開發(fā)地?zé)豳Y源中占據(jù)著舉足輕重的角色。地勘完全可以將自己的優(yōu)勢變成資本,在地?zé)豳Y源開發(fā)保護的市場中占有一席之地。
 
  5  產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,搶占先機  北京地勘局其實已為全國地勘單位作出示范。
 
  自1970年打出第一口地?zé)峋?/a>以來,該局已經(jīng)在北京市查明了10個大地?zé)崽?,面積達2370平方公里,占北京市平原區(qū)的37%,開鑿出250多眼地?zé)峋?/a>,單井日出水量達到了1000立方米,開鑿深度最深的超過了4000米。他們在1999年實施地?zé)峁┡?/a>的示范工程后,又于2005年成功完成了北苑家園地?zé)峁┡?/a>示范工程,供暖面積達40.6萬平方米,并在這一項目中實現(xiàn)了對地?zé)豳Y源的梯級利用。而完成這一中國目前最大的地?zé)?a href="http://m.622810.cn/t/供暖.html" >供暖示范工程的,是以該局勘察技術(shù)院為重要股東的北京市天銀地?zé)衢_發(fā)有限公司。
 
  在北京市確定奧運公園的地?zé)峁┡绞胶螅?a href="http://m.622810.cn/t/北京.html" >北京地勘局勘察技術(shù)院、北京市天銀地?zé)衢_發(fā)有限公司又成了從勘查到設(shè)計、施工任務(wù)的承擔(dān)者??梢哉f,因為提前介入,該局已在北京市發(fā)展新能源戰(zhàn)略中占盡了先機,不僅在地?zé)峥辈?/a>方面拿下了北京的十大地?zé)崽?,切下了“屬于自己的那份蛋糕”,而且加入了地?zé)衢_發(fā)的行列,將其打造成了該局一個重要的經(jīng)濟支柱。目前,該局經(jīng)濟總量中有近四成來自于新能源開發(fā)領(lǐng)域的貢獻。
 
  6  加大力度,做好保障服務(wù)  地熱能是一種可再生的新型清潔環(huán)保能源,也是一種特殊的礦產(chǎn)資源,利用前景廣闊。開發(fā)利用地?zé)崮?/a>對構(gòu)建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會、保障國家能源安全、改善我國現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)、促進國家節(jié)能減排戰(zhàn)略目標(biāo)的實現(xiàn)等都具有非常重要的意義。
 
  全面了解鄭州地?zé)豳Y源情況,掌握詳細(xì)地質(zhì)、地?zé)豳Y料,協(xié)助地方做好地?zé)崮荛_發(fā)利用專項規(guī)劃。專項規(guī)劃應(yīng)根據(jù)地質(zhì)環(huán)境條件,劃定適宜開發(fā)區(qū)、較適宜開發(fā)區(qū)和不適宜開發(fā)區(qū);依據(jù)水文地質(zhì)條件,圈定適宜不同開發(fā)方式(地下水、地埋管)的地段,估算不同適宜區(qū)淺層地?zé)崮?/a>的可利用量,估算可能的供暖服務(wù)面積.提出合理的開發(fā)利用規(guī)模。為地?zé)崮苜Y源的可持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù)。