浅层地热资源分析

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 赵彦新（1982.10-），男，大学本科，河南项城人，助理工程师，任职于河南省水文地质工程地质勘察院 

［摘要］：通过对西平县地质构造特征、水文地质条件、地下水化学特征及地温场的研究，初步了解了该地的地热资源情况，为该地地热能的继续研究和开发提供了科学依据。  ［关键词］地热资源地温场开发研究  [abstract]: xiping tectonic characteristics of the hydrogeological conditions, groundwater chemical characteristics and the geothermal field of study, a preliminary understanding of the geothermal resources, and provide a scientific basis for the continued research and development of the land to heat.  [key words] geothermal resources, geothermal field of research and development  中图分类号：tk1  0引言  地热资源作为一种新型、清洁的可再生能源，是替代传统燃料解决能源紧缺及环境污染的重要新能源之一。地热资源的开发利用日益受到关注并且在我国资源潜力巨大。有关专家认为，几十年后地热资源会发展成为继煤炭、石油、天然气之后重要的替代能源之一。  1、地质环境  1.1、地形地貌  西平县地势西南高，东南、东北低，主要以平原为主，岗地零星分布。西南侵蚀低山丘陵最高处海拔高程548.0m。东南最低处海拔高程49.1m，中部平原海拔高程在50-70m之间。县境内水系发育，河流分别属于淮河流域上游的洪河水系和汝河水系；洪河横贯东西，因堆积沿岸地势较高。  1.2、地层岩性  区内地层较简单，前第四纪地层主要分布于西南部侵蚀低山丘陵，出露面积为14.9km2，仅占全区面积的1.36%，其余大部分地区出露地层为第四系，主要为第四系中、上更新统、全新统，面积1082.72km2，占总面积的98.64%。下更新统地层地表未出露，仅钻孔揭露。  1.2.1前第四纪地层  区内地表出露前第四纪地层时代较老，为太古界（ar）和中元古界（pt2），以中元古界地层为主。上第三系地表未出露，仅见于少数钻孔中，而且均未揭穿，厚度不明。现由老至新为：太古界（ar）中元古界（pt2）新生界上第三系（n）。  1.2.2第四纪地层  第四纪地层在测区发育较齐全，出露面积为1082.72km2，是本次工作的主要研究对象。自下而上为：下更新统（q1）在本区地表未出露，钻孔揭露，除西南部侵蚀低山丘陵外，均有分布。中更新统（q2）出露于岗地。平原埋藏于上更新统或全新统之下，岩性以亚粘土为主，少量粘土和亚砂土。上更新统（q3）出露于冲湖积缓倾斜平原，侵蚀低山丘陵和岗地缺失，其它地区埋藏在全新统之下。全新统（q4） 区内全新统出露面积为738.5km2，占总面积的67.3%，分布于测区北部师灵—李庄杨—丁崔一线以北和东南部王阁—张老庄—前寨一线东南，面积为303.3km2。  1.3、岩土体结构  本区岩、土体结构大体可划分为2个类型区。坚硬、半坚硬岩石类型区，分布于低山丘陵区，岩性前第四纪基岩；松散岩类型区，分布于岗区和平原区，岩性主要为第四系粘性土夹砂、砂砾石层，厚度大于100m。  2、水文地质条件  2.1地下水类型划分与富水性  2.1.1、松散岩类孔隙水  将浅层含水层组的富水性分为四级，即：富水区（单井涌水量1000-3000m3/d）、中等富水区（单井涌水量500-1000m3/d）、弱富水区（单井涌水量100-500m3/d）、贫水区（单井涌水量小于100m3/d）。（见图1）  将中深层含水层组的富水性分为三级，即：强富水区（单井涌水量大于3000m3/d）、富水区（单井涌水量1000-3000m3/d）和弱富水区（单井涌水量小于1000m3/d），见图2。    2.1.2、变质岩类裂隙水  分布于王林—堰塘湾—张南庄一线以南和李庄—刘青管庄一带，面积为17.2km2，占总面积的1.6%，裂隙发育，枯水季节地下水迳流模数0.44l/km2s。  2.1.3、碳酸盐岩类裂隙岩溶水  分布于酒店乡西北的九女山、官寨、杨不乃庄一带，面积为2.5km2，占总面积的0.23%，裂隙、岩溶发育，枯水季节地下水迳流模数0.5-1.0l/km2s。  2.2地下水补、经、排条件  2.2.1、浅层地下水的补、经、排条件  浅层地下水补给来源主要有大气降水入渗补给、农田灌溉回渗补给和地下水迳流补给。测区大面积为平原，天然水力坡度与地面坡度相近，地下水迳流也较缓慢。排泄主要有蒸发、人工开采、河流排泄、迳流排泄。 2.2.2、中深层地下水的补给、迳流和排泄 中深层地下水的补给主要是侧向迳流补给。在县城及其周围，由于集中式开采形成降落漏斗。由漏斗边缘向漏斗中心，水头梯度逐渐增大，迳流也随之逐渐增强。排泄方式有人工开采和迳流排泄。由于迳流迟缓，迳流排泄量较小。人工开采主要分布县城区及其周围和师灵岗区，其它各乡（镇）为零星开采。  2.2.3、变质岩类裂隙水和碳酸盐岩类裂隙岩溶水的补给、迳流与排泄 变质岩类裂隙水和碳酸盐岩类裂隙岩溶水接受大气降水入渗补给，沿裂隙及溶孔（洞）向下游迳流，并以迳流方式排泄。  2.3地下水化学特征  2.3.1、浅层地下水水化学特征 测区浅层地下水划分为四个水化学类型，即hco3-ca型、hco3-camg型、hco3cl-ca型、hco3cl-cana型。 浅层地下水水化学类型的主要成因及分布规律与地貌、岩性和人为因素有关。区内浅层地下水的离子组分，阴离子含量高于阳离子。阴离子的含量多与地貌（或微地貌）和人为因素有关，阳离子的含量则与地层岩性关系密切。  hco3-ca型水是地下水最普遍和最基本的类型。  2.3.2、中深层地下水水化学特征 中深层地下水水化学较浅层地下水简单，全区分hco3-ca型、hco3-cana型和hco3-naca型三种类型。 中深层地下水化学类型与含水层岩性特征、埋藏条件和开采情况有关，阴离子含量高于阳离子、阴离子中以重碳酸根为主，阳离子则以钙、钠为主。  3、浅层地温场特征  浅层地能利用深度内（一般200m以内）地温的综合反映，以该深度混合水的温度来表征。  3.1、恒温带的确定  地球内热与太阳幅射热互相影响达到平衡的地带为恒温带。恒温带的深度和温度受纬度、高度、岩性、地表水体的分布、植被及小气候条件等的影响。恒温带以上，地下水温度与埋深关系不明显，主要随季节和地表环境温度变化；而在恒温带以下，地下水温度随埋深增加而增加。西平县恒温带深度定为27m，恒温带温度16℃。  3.2、地温增温率  恒温带以下随着深度的增加而地温逐渐增高的地带，称为增温带。其值的大小用地温梯度（g）表示，即深度每向下增加100m所增高的温度值。根据地质结构资料，确定西平县县地温梯度为2.5℃/100m。