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地热资源及其开发利用

时间:2020-4-2 09:29 点击:1061次
地球本身象一个大锅炉,深部蕴藏着巨大的热能。在地质因素的控制下,这些热能会以热蒸汽、热水、干热岩等形式向地壳的某一范围聚集,如果达到可开发利用的条件,便成了具有开发意义的地热资源。 ...
  (一)什么是地热资源?

  地球本身象一个大锅炉,深部蕴藏着巨大的热能。在地质因素的控制下,这些热能会以热蒸汽、热水、干热岩等形式向地壳的某一范围聚集,如果达到可开发利用的条件,便成了具有开发意义的地热资源。 地热资源按温度可分为高温、中温和低温三类。温度大于150℃的地热以蒸汽形式存在,叫高温地热;90℃—150℃的地热以水和蒸汽的混合物等形式存在,叫中温地热;温度大于25℃、小于90℃的地热以温水(25℃—40℃)、温热水(40℃—60℃)、热水(60℃—90℃)等形式存在,叫低温地热。高温地热一般存在于地质活动性强的全球板块的边界,即火山、地震、岩浆侵入多发地区,著名的冰岛地热田、新西兰地热田、日本地热田以及我国的西藏羊八井地热田、云南腾冲地热田、台湾大屯地热田都属于高温地热田。中低温地热田广泛分布在板块的内部,我国华北、京津地区的地热田多属于中低温地热田。

  (二)地球物理学和地热资源的勘查

  地热资源勘查,一般要开展地质调查、地球物理勘探(简称物探)等工作。在山区、半山区,可以通过开展地质调查,研究地表附近的地质情况,进而可以推断地球深部的情况,了解地热资源的赋存状态。在平原区,因为土壤的覆盖,没有岩石出露,推断地下的地质情况,了解地热资源的情况除了依据已知钻孔外,就得依靠地球物理勘探等方法来进行解释推断了。 地球物理学是20世纪中期逐渐发展起来的一门新学科。作为一种高新技术,地球物理方法是基于地下物质的密度、磁性、电性等物理性质存在差异的基础上的,它的实质是用物理学、地质学知识和物理仪器间接的推断地下物质情况。打个形象一点的比喻,通过地球物理测量仪器,用地球物理方法对地球进行勘查,就象用B超、CT、心电图等医学仪器对人的身体进行检查一样,可以分别出性质不一样的"地球器官"和"地下异常"。只不过,地球物理面对的对象更庞大、更复杂,地球物理解释推断需要更多的地质学知识和复杂的工作罢了。和检查身体的医学方法和医学仪器有很多种一样,地球物理学方法和地球物理仪器也有很多种,包括重力勘探方法、磁法勘探方法、电法勘探方法、震法勘探方法、放射性测量方法、地下测井方法等。每种方法又可以细分为更多的方法。每种方法都有自己的"特长",能很好解决特定的问题,把很多方法根据需要有机地结合起来,能够比较准确地推断出地下物质情况。

  (三)地热资源的开发利用

  150℃以上的高温地热和150℃-90℃的中温地热,主要用于发电、烘干等工业领域(如西藏的羊八井地热田);90℃以下的低温地热(如北京的地下热矿水),由于其温度适宜、清洁无污、富含多种对人体有益的矿物质而用途十分广泛。低温地热可以在以下方面进行开发:

  (1)地热直接供暖 燃煤锅炉的大量使用是造成空气受到严重污染的重要原因。目前,北京市政府已明令规定在主要城区取消燃煤锅炉,代之以燃油或燃气,以减小大气污染程度。但燃气和燃油前期投入和运行成本都十分昂贵。而地热资源的开发为这个问题的解决提供了一条可行之路。大力提倡与推广地热供暖,将对环保事业作出重要的贡献。

  (2)浴疗保健 北京地区的地热水属于中低温热矿水,富含锂、氟、氡、偏硼酸、偏硅酸等多种矿物质,有一定的医疗、保健、养生作用。经常用热矿水进行洗浴,对高血压、冠心病、心脑血管、风湿病、皮肤病等有一定疗效。热矿水入室,无疑会大大提高居民的生活质量。

  (3)娱乐、旅游 依托温泉浴疗,可以开发游泳馆、嬉水乐园、康乐中心、会议中心、疗养中心、温泉饭店、温泉度假村、高级宾馆等一系列娱乐旅游项目。

  (4)种植、养殖 可以依托地热井,建造温泉温室,种植名优花卉、特种蔬菜(供给大的饭店、宾馆、酒楼之需)等,也可以用来发展旅游农业。 热水养殖,可以大大缩短多种水生物的孵化期和生长周期。可以依托地热资源发展高产鱼类养殖业等养殖产业。

  (5)余热供暖 用于洗浴、娱乐等方面的地热水在使用后,热水温度依然很高,仍含有大量的热能,如果能有效的加以利用,就会带来巨大的经济效益和社会效益。例如环保型地温热泵供暖系统,它可以从热水,甚至冷水中提取热能供暖,使地热能的综合利用率提高到了80%左右,其运行成本低于燃气和燃油。这套系统的实验成功为地热水的余热供暖开辟了广阔的天地。

  正因为地热水有如此广泛的用途,近年来对地热井的开发利用才受到了众多开发商的青睐,成为一个新的经济增长点。为了充分利用资源,创造更多的价值,对地热资源开发应做到一水多用、综合利用。例如,如果条件合适,可以先用热水直接供暖,供暖后的水用于洗浴保健,洗浴保健后的水经处理后用来进行种植、养殖或者余热供暖。

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