地热矿水资源开发问题探讨

地热矿水具有较高的温度，是一种非常宝贵的资源，当前我国农业生产以及医疗卫生行业中的应用非常广泛，在工业领域中主要在发电、造纸以及酿造等领域中应用。但是，由于大规模的开发利用，也带来严重的环境问题，其中非常严重的就是地面沉降、热污染等，应当采取措施进行改善，实现真正的可持续发展。

1地热矿水资源开发造成的环境问题

1．1地面沉降

地面沉降的问题出现已有一段时间，由于城市化发展，人类过度的开发石油、天然气以及地下水等资源，导致严重的地面沉降现象发生，其中过量开发地下水是造成沉降的主要原因之一。如我国福州市市区中出现较为严重的沉降现象，主要就是由于地热矿水资源开采造成的，其中自然沉降区域超过93%，但是严重沉降的区域也较大，平均的年沉降量在10mm/a以上。由于福州热田地热开发造成的重度沉降也较为严重，年平均的沉降量在0.5mm/a－10mm/a之间。

1．2大气污染

地热矿水资源在排放过程中会伴随着大量的气体，常见的有硫化氢和二氧化碳，对周边的环境造成较大的影响。其中硫化氢气体对人体会产生很大的危害，在浓度非常高的情况下引发肺水肿甚至导致呼吸停止，而二氧化碳则是当前温室效应的元凶。

1．3水体污染

地热水的水质是对环境造成影响的重要因素，温度会对溶滤过程产生较大的影响。地热水当中的硫化物与氯化物相对于正常的地下水而言要高出很多，没有通过加热处理的地热尾水直接排放到环境当中会导致地表水以及浅层地下水的污染。这样的污染现象还存在南北方的差异，南方的降水量较大，河流的水量非常充沛，当地热水排入到环境中之后会立刻被稀释，对环境产生的影响较小;但是在北方，地表水与降水量都非常小，地热水排放造成的污染比在南方要高出很多。在我国河北省固安县，由于长期直接排放地热矿水，造成附近的井水变苦。不仅如此，地热水的过量开采还会造成水位的大幅下降，浅层的水体从地下水位降落进入到深层的基岩水体当中，沿海地区还很有可能出现海水入侵的现象。

1．4热污染

就我国目前的地热矿水资源利用程度而言，多为单一的利用形式，没有形成可持续额的阶梯式利用模式，因而排放到环境中的尾水的温度仍然很高，尤其是使用地热供暖的尾水，在不经过处理的前提下温度在40℃以上，排放到环境中之后会造成局部的气温和水体的温度上升，打破原来的生态平衡，对动植物的生长产生不良影响。热污染出现造成的主要危害有:水体中的氧气含量减少，更容易出现富营养化的现象，导致水生植物的疯狂繁殖，进而出现水体污染;第二则是水温的上升会对鱼类等水生动物的正常生长与繁殖造成影响，第三则是水文升高导致水分子的运动更加剧烈，水面上出现大量的蒸汽，使水汽的垂直对流运动增强，整个水面上的大气会受到热量的影响向上升，液体的蒸发速度加快，造成地上失水的速度加快，对于北方干旱地区而言非常不利。

1．5土壤与农作物的影响

地热矿水具有非常高的矿化度，直接渗透到土壤当中会声场大量的盐类物质，造成盐碱化，对农作物的生产非常不利。此外，地热矿水当中本身就含有一些污染物如氟，相关调查显示，含有氟的地热水长期排放与环境当中会造成土壤和农田的严重污染。河北省的某县城中由于含氟的尾水直接排放到农田当中，土壤受到严重的污染，耕地变成了荒地。虽然当前无法得知氟含量对于农作物的质量的影响，但是某些高氟的地区中，其农作物当中的氟含量要远高于其他地区。

1．6地热矿水资源的衰减

地热矿水的补给源非常远，循环的周期也很长，通过地质分析，大多数地区地热矿水的年龄都超过10000年，所以地热水资源不是大量的能够再生的能源，无节制的大量开采会直接造成资源的衰减。在山西奇村，地热矿水资源发现到今天不过30多年的历史，无节制的开采让地热矿水的数量急剧减少，冷水的进入造成矿水温度的下降，伴随化学成分的变化，对地热矿水资源的可持续开发利用非常不利。

2地热矿水资源开发利用过程中的环境保护对策

首先，对地热矿水资源进行综合性的评估与管理，国家相关部门应当制定法律对地热矿水资源的开发与利用实施严格管理与监控，科学规划资源的开发，才能够保证开采活动不给环境造成较大的负面影响。第二，强化对地热矿水的动态监测以及开采区域周边的地面沉降监测，成立地热矿水动态的检测系统。每月度和季度都对地热井的水位、流量、温度以及水质等情况进行监测，与往期的数据进行对比分析，掌握地热矿水资源的变化，了解本区域的地热资源情况。第三，采用人工回灌的方式，人工回灌是当前世界上多个国家应用的尾水处理方式，将地热矿水进行回灌，能够加快对地下热水的补给速度与补给量，同时保持热储流体压力的恒定，以消除尾水直接排入环境造成的影响，延长地热矿水的使用寿命，实现资源的可持续利用。第四，关于热污染的探讨非常多，而控制和解决的手段也较多，当前最佳的方式就是使用梯级手段利用地热矿水，进而提高利用的效率，同时还需要降低尾水的排放温度。北京市就有很多小区采用了梯级的地热矿水利用方式，通过将高温的地热矿水分级分层次的使用，在经由板换换热之后的二次温度仍然能够满足供暖的需要，对于不能满足供暖需求的分级水科室使用水源热泵对其进行升温然后继续用于供暖当中。同样可以使用回灌的方式，但是在此之前需要对尾水进行相应的处理，只有满足回灌水质标准的尾水才能够用于回灌，否则很可能造成严重的二次污染。就北京来说，当前拥有300多眼地热井，能够回灌的井只有六分之一，每年将会产生大量的地热尾水需要排放，所以才去有效的尾水处理方式非常重要。在地热尾水排放之前应当基于尾水的水质进行加工，对其实施净化处理，达到废水排放标准之后才能够进行排放，严格防止出现水体污染现象。

3结束语

地热矿水资源的开发利用过程会造成很多的问题，如地面沉降、大气污染、水体污染以及热污染等，对人类生活以及资源的可持续额利用都造成很大的影响，因此人们必须高度重视这一问题。基于产生的环境问题，本文提出相关的应对措施，从地热矿水资源的开发、管理、利用以及保护等多个方面入手，实现地热矿水资源“清洁能源”的意义，发挥出更大的社会、经济与环境效益。

作者：张学东 马睿 单位：贵州省地矿局109地质大队