徐艷娟
(陜西工程勘察研究院,陜西 西安 710054)
藍田湯峪地熱田位于西安市藍田縣湯峪鎮(zhèn)秦嶺山下,地理位置優(yōu)越,溫泉久負盛名,旅游資源豐富,交通十分方便。地熱水作為“熱、礦、水”三位一體的資源,屬清潔能源、保健資源,因水中含有大量的礦物質和多種微量元素,故有一定的醫(yī)療作用。近年來,隨著人們生活水平的不斷提高,到該地旅游、沐浴的人越來越多,為當地的經濟發(fā)展起到了積極的促進作用。
該地熱田處于秦嶺與渭河斷陷盆地兩個構造單元的接觸帶,南依秦嶺,北為山前沖洪積平原,兩側為秦嶺山前洪積扇,地熱田展布于湯峪河河谷。
地熱田處于秦嶺山前斷裂的下降盤(上盤),熱儲層地層巖性主要為中元古界寬坪群云母石英片巖、黑云母角閃片巖及花崗片麻巖等裂隙發(fā)育段。在湯峪口秦嶺山前斷裂地熱異常中心地帶埋藏在19.0m以下,南北逐漸遞增至600m左右,其它地段埋藏在401~1132.00m 之間。因裂隙發(fā)育程度主要受區(qū)域構造控制,故地下熱儲分布及富水性具有一定的局限性和不均一性。
區(qū)內地貌類型有湯峪河漫灘、一、二級階地、沖洪積扇及秦嶺山地。①湯峪河漫灘:成帶狀分布在湯峪河床兩側,寬約5~40m,高出河床1~2m,地表出露巖性多為細砂,夾有少量卵石,后緣與一級階地呈陡坎相接。②湯峪河一級階地:成帶狀分布在湯峪河兩側,在湯峪口階面較窄,向下游逐漸變寬,在棗園至代家寨一線,最寬處可達600m,階面平坦,微向河谷傾斜,地表出露巖性多為粉質粘土。③湯峪河二級階地:成帶狀分布于湯峪河東側100-150m,階面較平坦,向河谷微斜,高出一級階地3-4m,階面標高692.1-698m,后緣與山前洪積扇相接。地表出露為粉質粘土。④秦嶺山前洪積扇:分布于湯峪河谷兩側,形狀呈扇形,由南向北傾斜,標高837.6~692.0m,上部多被第四系上更新統晚期風積黃土(Q32eol)所覆蓋。⑤秦嶺山地:分布于塘子街村南側,主要由中元古界寬坪群變質巖組成,山脊多呈近南北向。分水嶺兩側具南緩北陡的特點。
湯峪地熱田主要受秦嶺山前斷裂的控制,該斷裂在湯峪鎮(zhèn)南端沿湯峪口通過。在湯峪鎮(zhèn)以西呈北東向展布,在湯峪鎮(zhèn)以東呈近東西向展布。該斷裂經歷了長期的、多旋迥的發(fā)展過程,是繼承元古代的秦嶺地軸北緣超巖石圈斷裂,經過古生代、中生代的不斷發(fā)展演化,變原來的壓性—壓剪性超巖石圈斷裂為張性殼斷裂。該斷裂是由多條斷裂組合成的斷裂帶,對地熱田的地熱條件起著重要的控制作用。
藍田地熱田主要熱儲層是新生界新近系藍田灞河組(N1+b2)的孔隙裂隙熱儲和中元古界寬坪群(Pt2Kn)裂隙熱儲:①藍田灞河組(N1+b2):分布于秦嶺山前深斷裂以北,據地熱鉆孔揭露,該層厚度變化較大,在湯峪口附近厚度<50m,在湯峪—韓家斜以北,厚度大于300m,在論證區(qū)厚度360-500m,具有南薄北厚埋深逐漸增大的規(guī)律。與下伏中元古界寬坪群呈不整合接觸。②寬坪群(Pt2Kn):分布于秦嶺北麓,在秦嶺山前深斷裂以南有大面積出露,以北則隱伏于地下,由南向北埋深逐漸變深,在湯峪口埋藏于19.0m以下,在韓家斜以北埋藏于401m以下[1]。在斷裂構造帶及附近,尤其是在斷裂構造的復合、交匯部位,巖層破碎,裂隙發(fā)育,形成不同寬度的破碎帶,是地下熱水運移、儲存的有利空間。
藍田湯峪地熱田熱流體為單相熱水,水溫一般在45~65℃,為中低溫熱水型地熱區(qū),受區(qū)域構造控制,是以傳導方式為主的地熱系統[2]。地溫梯度值3.35~9.06℃/100m,常溫帶以下,地溫隨深度增加而升高。如陜西大興湯峪溫泉開發(fā)有限公司10#地熱井井溫曲線,可視為穩(wěn)態(tài)測溫成果,能較客觀地反映出區(qū)內地溫隨深度增加而逐漸升高的規(guī)律。該測溫曲線為一斜線,表明由淺向深基本同步升高。地熱增溫率基本介于0.04~5.60℃/100m之間。
藍田湯峪地熱田目前有14 眼井,井深在455.86-1203.38m之間,除了湯9#地熱井水化學類型SO4·HCO3—Na 型水,其他13 眼地熱井為SO4—Na 型水,礦化度0.515-0.693g/L 左右,水量在7.040-51.2424m3/h,主要用于洗浴、浴療。藍田湯峪地熱田1972年和1989年建成兩眼井,其他12眼都是近幾年建成的。
地熱水資源有限,年可開采量約92.74×104m3[3],據統計1990年地熱水開發(fā)利用約為8.35×104m3,1992年為17.72×104m3,2008年 為26.50×104m3,2009 年 為40.00×104m3,2011 年 為51.14×104m3,地熱水開發(fā)利用量逐年增大,2011 年占可開采資源量的52.3%。
湯峪地熱田現有地熱井13眼,地熱井布設密度較大,井間距布設不夠合理,出現井與井之間相互干擾較大。省療1#井距湯5#井300m,湯3#井與湯5#井僅相距80m,在湯5#井抽水結束時,地處抽水井以北的省療1#井、湯3#井分別下降了4.1m、7.40m。在目前現有開采條件下,地熱井的平均降深69.16m,現狀開采的降深值較大,各地熱井間已造成相互干擾,地下水頭下降約2~7m,自流井已不自流,湯峪溫泉水已干涸。
湯峪地熱田缺乏統一管理,尚待根據資源狀況限定開采量,提高利用效率。
湯峪地熱田的地熱水資源只是單一的洗浴、浴療,尚未做到梯級開發(fā)綜合利用,熱能浪費十分嚴重。
認真執(zhí)行《中華人民共和國水法》、《取水許可證及水資源費征收管理條例》等法律法規(guī),嚴禁非法取水,做好地下熱水資源的使用、排放管理,發(fā)揮地下熱水資源最大的綜合效益。
建立明確、詳細和具有可操性的節(jié)水措施和污水排放措施,加強計量管理,降低用水定額。做到節(jié)約用水,實現污水達標排放。
依據湯峪地熱田的地熱地質條件及目前用水量需求,為了保護地熱田的熱水資源和其它用戶的利益,在地熱中心地帶不應再布地熱井,盡量布在地熱田的邊緣地帶,以減少對已有井的干擾。供水工程以節(jié)約用水,合理開發(fā),以應定時,定期輪換開發(fā)利用,減少井與井之間的相互干擾或相互爭水的現象。做好地熱廢水的回灌工作,建立科學、合理的尾水回灌系統,通過地熱水尾水回灌等方式綜合利用地熱水資源[4],逐步實現采灌結合,可以解決由于地下熱水排放到地表而造成生態(tài)災難的問題,又可緩解由于開采地下熱水所引發(fā)的地面沉降問題,從而起到保護資源的作用。
以地熱利用后的尾水(一般在35℃以上)為能源,利用熱泵技術即可提高地熱資源的利用效率,降低地熱尾水排放溫度,也可達到環(huán)保要求,又具有一定的經濟意義。建議在藍田湯峪地熱田推廣熱泵技術,將地熱水資源的開發(fā)利用發(fā)揮到極致。
[1].陜西省藍田縣黃土塬農田供水水文地質勘察報告[R].陜西省地礦局第二水文地質工程地質隊,1979
[2].惠泱河.西安市的水資源問題[J].西北大學學報(自然科學版),1998,28(4):335-338.
[3].西安地區(qū)地熱普查報告[R].陜西省地礦局第一水文地質工程地質隊,1987.12.
[4].姜規(guī)模,吳群昌.西安市地下熱水資源可持續(xù)開發(fā)利用探討[J].地質與資源,2009,9(3):210-213