黃建軍，周陽(yáng),2，滕宏泉,2，梁欣陽(yáng),2，高晶波，曹曉凡，薛勝澤，崔陽(yáng)

(1.陜西省地質(zhì)調(diào)查院，陜西 西安 710054；2.陜西省水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安 710068；3.西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，陜西 楊凌 712100；4.農(nóng)業(yè)部西北植物營(yíng)養(yǎng)與農(nóng)業(yè)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 楊凌 712100；5.西安科技大學(xué)地質(zhì)與環(huán)境學(xué)院，陜西 西安 710054)

關(guān)中盆地的西安凹陷構(gòu)造單元地?zé)崴x存條件較好，資源量豐富，加之該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口稠密，具備地?zé)豳Y源規(guī)模化開發(fā)利用的基礎(chǔ)。諸多學(xué)者已經(jīng)對(duì)關(guān)中盆地地?zé)崽卣骷俺梢蜻M(jìn)行了研究(孫紅麗，2015；李修成，2016；楊志洲，2015)，計(jì)算了區(qū)域地?zé)豳Y源量(郭乃妮，2018)，開展了針對(duì)地?zé)崃黧w(丁雅丹，2017)、地溫場(chǎng)(任建喜等，2012；周陽(yáng)等，2017)、巖土體熱物性參數(shù)(周陽(yáng)等，2018)、地?zé)岚樯Y源利用(李榮西，2009；劉建朝，2009)、地?zé)崴瘜W(xué)等(馬致遠(yuǎn)，2008；洪增林等，2019)專題研究。

筆者結(jié)合前人工作成果，為全面地反映關(guān)中盆地西安凹陷地區(qū)地?zé)豳Y源整體特征，系統(tǒng)劃分了西安凹陷地?zé)崴x存特征，包括地?zé)崴畠?chǔ)層特征、水化學(xué)特征、地溫場(chǎng)特征及天然流場(chǎng)特征等。計(jì)算了關(guān)中盆地地?zé)釂卧獌?chǔ)存的總體積儲(chǔ)量、總彈性儲(chǔ)量、總靜儲(chǔ)量。旨在查明西安凹陷地區(qū)地?zé)崴Y源規(guī)律，對(duì)推進(jìn)該地區(qū)地?zé)豳Y源的開發(fā)利用，對(duì)治污減霾，調(diào)整能耗結(jié)構(gòu)，改善民生都具有積極的意義。

1 研究區(qū)概述

1.1 研究區(qū)范圍

西安凹陷位于關(guān)中盆地南部，西部以隴縣-岐山-啞柏?cái)嗔雅c寶雞凸起相鄰，北部以渭河斷裂與咸禮凸起相隔，東部以長(zhǎng)安-臨潼斷裂與臨藍(lán)凸起為界(圖1)。地理上包括楊凌—武功—興平—咸陽(yáng)以南、秦嶺北坡山前斷裂帶以北的西安、鄠邑、周至地區(qū)，面積約2 798.15 km2。

圖1 區(qū)域構(gòu)造圖Fig.1 Regional structure map

1.2 自然地理?xiàng)l件

研究區(qū)屬溫帶半干旱-半濕潤(rùn)氣候區(qū)，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥。年均溫達(dá)13～13.5 ℃，年均降水量為600～750 mm，多集中于7～9月。

渭河自西向東貫穿研究區(qū)北部，其南岸主要支流為湯峪河、黑河、澇河、灃河、浐河、灞河等。支流平行密布，河流徑流較短，水流湍急。受降水影響，水位和流量變化很大。

1.3 地形地貌

研究區(qū)地勢(shì)平坦，南高北低，海拔為380～700 m，主要地貌單元包括秦嶺山前洪積扇、渭河河谷階地。

1.4 水文地質(zhì)

依據(jù)地下水含水介質(zhì)的結(jié)構(gòu)組合、分布特征以及地下水循環(huán)特征的不同，研究區(qū)地下水系統(tǒng)可分為3個(gè)含水系統(tǒng)：沖積平原松散層孔隙含水系統(tǒng)、山前洪積平原孔隙含水系統(tǒng)和深層承壓含水系統(tǒng)。

1.5 地層

研究區(qū)地處華北板塊西部之鄂爾多斯地塊與秦嶺造山帶之間，地層由老到新有：太古界(Ar)、元古界(Pt)、古生界(Pz)、中生界(Mz)、新生界(Kz)?；诪樵沤缱冑|(zhì)沉積巖系及燕山期花崗巖，新近系是研究區(qū)內(nèi)地?zé)峋闹饕_采層段。

古近系依沉積年代及巖性可分為始新統(tǒng)紅河組及漸新統(tǒng)白鹿塬組。紅河組以大套紫紅色泥巖為特征，夾灰黃色和灰綠色砂巖、粉砂巖，為湖泊、河流相沉積；白鹿塬組巖性主要以灰白色塊狀砂巖為主，夾紫紅色泥巖，底部發(fā)育砂礫巖或含礫粗砂巖。與下伏紅河組頂部的紫紅色泥巖呈平行不整合接觸；與上覆冷水溝組底部之灰白色砂礫巖呈不整合接觸。

新近系分為中新統(tǒng)冷水溝-寇家村組、上新統(tǒng)灞河-藍(lán)田組、張家坡組。冷水溝-寇家村組巖性為灰白色礫巖、含礫粗中砂巖與含礫泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖互層，向上變?yōu)楹雍喑练e，巖性為褐色粉砂質(zhì)泥巖、泥巖與淺灰色、灰白色細(xì)、中砂巖互層；藍(lán)田灞河組以河湖相沉積為主，巖性上段為黃棕、淺灰綠色泥巖，中段為紫褐、黃棕色砂質(zhì)泥巖與砂礫巖互層，下段為淺紫褐色泥巖、淺棕黃色砂巖，與下伏寇家村組呈假整合接觸。張家坡組巖性主要為灰綠色泥巖、含砂泥巖夾疏松的砂泥巖，與下伏藍(lán)田-灞河組為不整合接觸。

1.6 構(gòu)造及斷裂

西安凹陷可劃分為西安斷凹、余下斷階2個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元。西安斷凹位于該單元北部，渭河斷裂以南，余下、鐵爐子斷裂以北，為一大型地塹式凹陷。余下斷階位于該單元南部，余下-鐵爐子斷裂與秦嶺山前斷裂以北之間。

研究區(qū)主要斷裂有5條：秦嶺北側(cè)斷裂(F1)、余下-鐵爐子斷裂(F2)、渭河斷裂(F3)、啞柏?cái)嗔?F11)、臨潼-長(zhǎng)安斷裂(F13)。秦嶺北側(cè)斷裂走向近東西，傾向北，傾角大于50°。余下-鐵爐子斷裂走向近東西、傾向北。渭河斷裂走向近東西，南傾，傾角為65°。啞柏?cái)嗔炎呦驗(yàn)?10°，傾向北東，傾角為60°～80°。臨潼-長(zhǎng)安斷裂由3條斷裂組成的斷裂帶走向北北東20°～30°，傾向北西，傾角大于60°。

2 地?zé)崴x存特征

西安凹陷地?zé)崮茉醋缘厍騼?nèi)熱能，熱量通過(guò)巖層持續(xù)向地表傳導(dǎo)，在深大斷裂發(fā)育處或深大斷裂交匯處，由于斷裂直接導(dǎo)通地表，熱量沿著裂隙可以快速向上傳遞，形成地溫梯度異常區(qū)。

研究區(qū)地?zé)崴x存的地質(zhì)環(huán)境為一種相對(duì)封閉的環(huán)境系統(tǒng)，在盆地逐漸形成過(guò)程中，由于新生界的快速沉降堆積，將早期地層中的部分地下水(受當(dāng)時(shí)周圍基巖山區(qū)的大氣降水和地表水的補(bǔ)給)封存在孔隙中，隨著盆地的不斷沉降堆積，空隙中的地下水逐漸的被加壓封存。

2.1 地?zé)崴畠?chǔ)層特征

西安凹陷內(nèi)地?zé)崴姆植贾饕芷滟x存地層的沉積環(huán)境和巖性的影響，呈現(xiàn)出一定的層控特點(diǎn)，自下而上發(fā)育有古近系紅河組、白鹿塬組，新近系的冷水溝-寇家村組、藍(lán)田灞河組、張家坡組。

2.1.1 張家坡組

張家坡組的厚度變化較大，由盆地中部向邊緣地區(qū)減薄，主要為河湖相沉積，在西安凹陷內(nèi)靠近秦嶺山前為河流相，周至以北沿渭河斷裂為湖泊相。巖性為泥巖、砂質(zhì)泥巖與砂巖互層，顏色雜，巖性粗，厚度大，堆積與沉積速度較快，多屬氧化-弱氧化環(huán)境。

開采段處為張家坡組的地?zé)峋?，主要分布在西安市，在咸?yáng)市渭河沿岸和鄠邑區(qū)也有零星分布。井深為1 600.2～2 128 m，開采段為1 018.96～2 110.18 m，砂層厚度為37.9～219.7 m，平均為139.2 m；砂厚比為13%～53%，平均為30.1%；孔隙度為19.4%～23.5%，平均為21.5%；邊緣區(qū)滲透率較好，凹陷中部較差。地?zé)崴疁貫?5～81.5 ℃，水化學(xué)類型以SO4-Na、SO4·HCO3-Na、HCO3·SO4-Na型為主，礦化度為753.9～14 500 mg/L。單井出水量為12.33～82.48 m3/h，主要集中在50～60 m3/h。單位降深出水量達(dá)0.24～2.11 m3/h·m，平均為1.13 m3/h·m。單位降深單位開采段出水量為0.7×10-3～6×10-3m3/h·m2，平均為2.34×10-3m3/h·m2。單位降深單位砂層出水量為1.3×10-3～19.2×10-3m3/h·m2，平均為8.43×10-3m3/h·m2。

西安凹陷內(nèi)張家坡組的單位降深單位砂層出水量較小，大都小于10×10-3m3/h·m2。地?zé)峋幍某练e環(huán)境對(duì)其影響較大，湖泊相地區(qū)地?zé)峋膯挝唤瞪顔挝簧皩映鏊慷荚?×10-3～10×10-3m3/h·m2，山前河流相地區(qū)地?zé)峋膯挝唤瞪顔挝簧皩映鏊慷荚?0×10-3m3/h·m2以上，靠近渭河斷裂的地?zé)峋膯挝唤瞪顔挝簧皩映鏊恳草^大，最大為19.2×10-3m3/h·m2。

2.1.2 藍(lán)田灞河組

藍(lán)田灞河組在西安凹陷發(fā)育較好，為河湖相沉積交替，靠近秦嶺山前為洪積、沖積相，向凹陷中心為河流相，沉積厚度向兩側(cè)變薄。巖性為中粗砂巖、砂礫巖與泥巖、頁(yè)巖互層。

開采段藍(lán)田灞河組的地?zé)峋蟹植荚谖靼彩?，在咸?yáng)市渭河沿岸和鄠邑區(qū)也有零星分布。井深為1 499.98～3 505.8 m，開采段為754.7～3 466.4 m。砂層厚度為74～488.3 m，平均為200.1 m。砂厚比為14%～52%，平均為30.2%；孔隙度為3.7～36.2%，平均為22.2%；滲透率變化較大，水溫為57～105 ℃。水化學(xué)類型主要為SO4-Na型，礦化度為823.9～7 766.2 mg/L，一般為1 000～5 000 mg/L。出水量為29～280.68 m3/h，主要分布在50～150 m3/h。單位降深出水量為0.2～5.1 m3/h·m，平均為1.71 m3/h·m。單位降深單位開采段出水量為0.2×10-3～9.5×10-3m3/h·m2，平均為2.91×10-3m3/h·m2。單位降深單位砂層出水量為1.2×10-3～29.7×10-3m3/h·m2，平均為9.71×10-3m3/h·m2。

西安凹陷內(nèi)藍(lán)田灞河組的單位降深單位砂層出水量較大，大都在10×10-3m3/h·m2以上。湖泊相地區(qū)地?zé)峋膯挝唤瞪顔挝簧皩映鏊慷荚?×10-3～10×10-3m3/h·m2，其中西安北郊較小，在5×10-3m3/h·m2以下；山前沖積扇地區(qū)地?zé)峋膯挝唤瞪顔挝簧皩映鏊慷荚?0×10-3m3/h·m2以上，其中東部山前的較大，在15×10-3m3/h·m2以上。這主要與地?zé)峋幍某练e環(huán)境有很大的關(guān)系，中部為湖泊相，主要為泥巖，透水性較差，靠近秦嶺山前為沖積扇，顆粒粗，透水性好。此外，由于受構(gòu)造斷裂的影響，渭河斷裂附近的個(gè)別地?zé)峋膯挝唤瞪顔挝簧皩映鏊恳草^大，大于15×10-3m3/h·m2，最大為29.7×10-3m3/h·m2。

2.1.3 冷水溝-寇家村組

冷水溝-寇家村組在西安凹陷內(nèi)，靠近秦嶺山前為沖積扇，沿渭河斷裂為湖泊相。巖性為泥巖夾薄層粉細(xì)砂巖，泥質(zhì)巖具水平層理。

開采段冷水溝-寇家村組的地?zé)峋蟹植荚谖靼彩?，此外在長(zhǎng)安區(qū)、灞橋區(qū)和咸陽(yáng)市東南有零散分布。井深為1 715.34～4 005.59 m，開采段為1 162～3 941.2 m，砂層厚度為60～600 m，平均為205.5 m。砂厚比變化較大，一般為6%～34%，平均為21.1%；孔隙度為0.1%～43.3%，平均為20.3%；滲透率變化較大，水溫為66～120 ℃。水化學(xué)類型主要為Cl-Na型或Cl·SO4-Na型，礦化度為1 545.1～8 375.7 mg/L。單井出水量為28.8～303.48 m3/h，出水量變化較大；單位降深出水量為0.4～11.4 m3/h·m，平均為2.56 m3/h·m。單位降深單位開采段出水量為0.61×10-3～7.4×10-3m3/h·m2，平均為2.54×10-3m3/h·m2；單位降深單位砂層出水量為1.8×10-3～36.1×10-3m3/h·m2，平均為12.86×10-3m3/h·m2。

西安凹陷內(nèi)冷水溝-寇家村組的單位降深單位砂層出水量較好，東部山前沖積扇地區(qū)和咸陽(yáng)渭河斷裂附近地?zé)峋膯挝唤瞪顔挝簧皩映鏊枯^大，在15×10-3m3/h·m2以上，西安東郊的相對(duì)較小，在5×10-3m3/h·m2以下，其他地區(qū)一般在5×10-3～10×10-3m3/h·m2，最大為36.1×10-3m3/h·m2(圖2)。

圖2 西安凹陷地質(zhì)構(gòu)造綜合剖面圖Fig.2 Comprehensive section of geological structure in Xi’an depression

2.1.4 白鹿塬和紅河組

白鹿塬和紅河組為河湖相，巖性為泥巖與中細(xì)砂巖、含礫粗砂巖互層，埋藏較深。目前，該儲(chǔ)層的地?zé)峋Y料較少，分布在灞橋區(qū)和雁塔區(qū)。井深為2 728～4 200 m，開采段為1 325～3 983.7 m。砂層厚度為108.3～285.7 m，平均為196.3 m；砂厚比為10%～36%，平均為24.5%；孔隙度在3.7%～54.3%，平均為16.5%；井口溫度為67～104 ℃，水化學(xué)類型主要為SO4-Na型，礦化度為2 355.4～7 614.6 mg/L。單井出水量為65.5～72 m3/h，單位降深出水量為0.36～1.02 m3/h·m，平均為0.72×10-3m3/h·m2。單位降深單位開采段出水量為0.4×10-3～1.4×10-3m3/h·m2，平均為0.9×10-3m3/h·m2；單位降深單位砂層出水量為1.4×10-3～8.0×10-3m3/h·m2，平均為4.3×10-3m3/h·m2。

該儲(chǔ)層的泥巖含量大，砂層少，含水層比較薄，因此地?zé)峋某鏊慷驾^小，單位降深單位開采段出水量平均不到1.0×10-3m3/h·m2，出水能力較差。

2.2 地?zé)崴瘜W(xué)特征

西安凹陷地?zé)崴癫剌^深，其化學(xué)組分基本上來(lái)自對(duì)圍巖的溶濾，因此圍巖巖性、地?zé)崴\(yùn)移交替狀況及溫度高低是引起地?zé)崴瘜W(xué)成分變化的主要因素。盆地內(nèi)地?zé)崴\(yùn)移與溫度、壓力條件的變化導(dǎo)致地下水水化學(xué)特征在水平和垂向上出現(xiàn)了分帶現(xiàn)象。

2.2.1 地?zé)崴瘜W(xué)縱向特征

地?zé)崴瘜W(xué)類型由淺到深呈從HCO3·SO4-Na型(三門組)→SO4·HCO3-Na型(張家坡組)→SO4·Cl-Na型(藍(lán)田灞河組)→Cl·SO4-Na型(高陵群組)→Cl-Na型(白鹿原組)的變化特征，反映地?zé)崴乃瘜W(xué)類型在一定程度上受控于熱水孔深度，Cl型水的孔深通常較大，HCO3型水的孔深一般較淺，而SO4型水的孔深則介于兩者之間。反映了凹陷深部的地?zé)崴癫貤l件好，水化學(xué)類型從淺部的HCO3·SO4-Na型到深部的Cl-Na型，說(shuō)明地?zé)崴x存環(huán)境越往下部封閉性越強(qiáng)。

2.2.2 主要離子含量在平面上的變化特征

2.2.3 主要離子含量在垂向上的變化特征

陽(yáng)離子變化趨勢(shì)是：以Na+變化較大，隨深度增加其含量增大；Ca2+含量除個(gè)別井變化較大外，大多數(shù)井含量隨深度增加無(wú)明顯變化，Mg2+變化則更小。

陰離子濃度由高到低的變化過(guò)程也是與常溫水混合的一個(gè)過(guò)程，即北部的西安—咸陽(yáng)地區(qū)為熱源，深度最深，離子濃度最高，南部由于埋藏淺，常溫水混入量大，離子濃度也比較低。

2.3 地溫場(chǎng)特征

根據(jù)年均溫、最高日均溫、年均風(fēng)速等氣象資料及導(dǎo)熱系數(shù)、導(dǎo)溫系數(shù)等巖土體熱物性參數(shù)資料，計(jì)算求得西安凹陷沖積平原的恒溫層深度為11.1～17.0 m，洪積平原為12.4～17.2 m。

西安凹陷20 m深處溫度為14.5～17.0 ℃，北部低、南部高，在秦嶺山前斷裂與臨潼-長(zhǎng)安斷裂交匯處的東大鎮(zhèn)，由于斷裂直接導(dǎo)通地表，20 m地溫值大于17 ℃，地?zé)峋顬?00 m時(shí)，井口水溫達(dá)40 ℃；1 500 m深度的地溫為60～70 ℃，2 000 m深度的地溫為80～90 ℃。

西安凹陷北部和南部地溫梯度均大于3 ℃/100 m，中部小于3 ℃/100 m。在長(zhǎng)安區(qū)東大附近，地溫梯度最大可達(dá)到12.6 ℃/100 m。

2.4 地?zé)崴鲌?chǎng)特征

2.4.1 天然流場(chǎng)分析

西安凹陷地?zé)崴跏妓^高度為388～580 m。地?zé)峋疃炔煌?，地?zé)崴跏妓^高度變化規(guī)律也有所差異。按地?zé)峋椎纳疃葘⒌責(zé)峋畡澐譃樾∮? 000 m、2 000～3 000 m、大于3 000 m三個(gè)等級(jí)。小于2 000 m的地?zé)峋跏妓^在400～450 m，水頭自西向東逐漸降低；2 000～3 000 m的地?zé)峋跏妓^標(biāo)高在410～470 m；大于3 000 m的地?zé)峋跏妓^標(biāo)高在417～583 m。

在西安凹陷的同一地點(diǎn)，地?zé)崴^隨著開采層段深度增加而增加。例如，陜西省某賓館1號(hào)井的井深為1 701.6 m，水位埋深250 m，2號(hào)井的井深為3 854.5 m，地?zé)崴梢宰粤?。但由于熱水井深度不同，所揭露出的熱?chǔ)層地?zé)崴奶烊凰^壓力值相差較大，導(dǎo)致地?zé)崴畯搅鞣较虍a(chǎn)生局部變化。例如，以某熱水井為中心形成中間水頭壓井力值低、周圍水頭高的點(diǎn)式凹狀徑流，地?zé)崴鲝乃闹芟蛑行膮R集。

應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，由于不同地區(qū)的地?zé)豳Y源開發(fā)利用程度不同，其地?zé)峋姆植济芏取⒊删畷r(shí)間、成井深度、取水段的位置也各不相同，導(dǎo)致地?zé)峋^所受周圍井群開采的干擾程度亦不盡相同，故一些后期開發(fā)的地?zé)峋某跏妓^并不能完全代表該地區(qū)天然水頭。

2.4.2 地?zé)崃黧w動(dòng)態(tài)

西安凹陷地?zé)崴奶烊涣鲌?chǎng)可近視為一封閉的微徑流環(huán)境，其變化趨勢(shì)基本繼承了地形輪廓與基底構(gòu)造形態(tài)，分帶明顯。在西安市區(qū)、東大鎮(zhèn)等集中開采地段，因受長(zhǎng)期、超量開采影響，地?zé)崴^下降明顯，形成了大小不等降落漏斗。人為開采是地?zé)崴^變化的主要原因，開采量隨采暖季節(jié)的變化，一般冬季開采量大，夏季開采量小。地?zé)崴疁嘏c水化學(xué)成分隨開采變化不大，局部地段隨開采量的增加，水化學(xué)成分發(fā)生略微變化。

2.5 地?zé)崴Y源量

2.5.1 計(jì)算深度

根據(jù)當(dāng)前的開采技術(shù)和實(shí)際情況，西安凹陷地?zé)崴Y源計(jì)算僅限于4 000 m以淺，對(duì)于以新生界松散層孔隙為主要貯存空間的地?zé)崴疅醿?chǔ)層，當(dāng)新生界深度小于4 000 m時(shí)，計(jì)算至基底。因此，西安凹陷的次級(jí)單元西安斷凹計(jì)算深度為1 000～4 000 m，面積為2 336.2 km2，余下斷階為500～2 000 m，面積為461.95 km2。

2.5.2 計(jì)算方法

西安凹陷巨厚的新生界松散孔隙型熱儲(chǔ)，其垂向、水平補(bǔ)給復(fù)雜，采用體積法評(píng)價(jià)其地?zé)崃黧w靜儲(chǔ)量。體積法是通過(guò)選擇合理的計(jì)算參數(shù)和公式，計(jì)算地?zé)崃黧w的總?cè)萘?，按照一定回收率獲得區(qū)域地?zé)崴砷_采量的計(jì)算方法。

2.5.2.1 計(jì)算公式

(1)靜儲(chǔ)量計(jì)算。

Q靜=Q總?cè)?Q總彈=A·d·φ+μ*·△h·A

(1)

式中：Q靜為地下熱水的總靜儲(chǔ)量(m3)；Q總?cè)轂榈叵聼崴目側(cè)萘?m3)；Q總彈為地下熱水的總彈性量(m3)；A為熱儲(chǔ)面積(m2)；d為砂巖厚度(m)；Φ為巖石孔隙率(%)；μ*為彈性釋水系數(shù)；△h為從熱儲(chǔ)層頂板算起的水頭高度(m)。

(2)地?zé)崃黧w可采量計(jì)算。

Qwh=RE·Q靜

(2)

式中：Qwh為地?zé)崃黧w可采量(m3)；RE為回收率；Q靜為地下熱水的總靜儲(chǔ)量(m3)。

2.5.2.2 參數(shù)選擇

(1)彈性釋水系數(shù)μ*的計(jì)算。

μ*=Pw·g·φ·Ct·d

(3)

式中：Pw為水密度(kg/m3)；g為重力加速度(m/s2)；Φ為巖石孔隙率(%)；Ct為熱水總壓縮系數(shù)(1/Pa)；D為砂巖厚度(m)。

根據(jù)前人成果，曾對(duì)新近系地?zé)崃黧w總壓縮系數(shù)Ct與地層頂板埋深D的關(guān)系，歸納出以下相關(guān)關(guān)系式。

Ct=-0.006 41×10-10D+10.57×10-10

(4)

此方程的相關(guān)系數(shù)r=0.999，評(píng)價(jià)深度達(dá)1 300 m，所以可以用此方程式計(jì)算1 300 m以淺的熱水總壓縮系數(shù)，深部采用經(jīng)驗(yàn)值(表1)。

表1 松散層彈性釋水系數(shù)μ*的計(jì)算表Tab.1 Calculation of elastic water release coefficient of loose layer

(2)水頭高度△h的計(jì)算。

△h=D頂-D水

(5)

式中：D頂：熱儲(chǔ)層頂板平均埋深(m)；D水：水頭平均埋深(m)(高出地面時(shí)取負(fù)值)。

2.5.3 計(jì)算結(jié)果

西安凹陷新生界孔隙裂隙型地?zé)崴目傮w積儲(chǔ)量Q總?cè)轂? 270.96×108m3，總彈性儲(chǔ)量Q總?cè)轂?6.89×108m3，總靜儲(chǔ)量Q靜為5 287.85×108m3(表2、表3、表4)。

表2 地?zé)崴目傮w積儲(chǔ)量Q體積的計(jì)算結(jié)果表(108 m3)Tab.2 Calculation results of total volume reserves of geothermal water(108 m3)

表3 地?zé)崴目倧椥粤縌總彈的計(jì)算結(jié)果表(108 m3)Tab.3 Calculation results of total elasticity of geothermal water(108 m3)

表4 地?zé)崴目傡o儲(chǔ)量Q靜的計(jì)算結(jié)果(108 m3)Tab.4 Calculation results of total static reserves of geothermal water(108 m3)

3 結(jié)論

西安凹陷地?zé)崴臒崃吭醋缘厍騼?nèi)熱能。熱儲(chǔ)類型為新生界砂巖、砂礫巖孔隙裂隙型熱儲(chǔ)；熱儲(chǔ)多賦存于河流相或河湖相沉積建造中；巖性主要為砂巖、砂礫巖與泥巖互層，其中砂巖、砂礫巖的孔隙裂隙發(fā)育，為地?zé)崃黧w提供了良好的貯存空間。泥巖結(jié)構(gòu)致密，為地?zé)崞鹆吮厣w層的作用。主要地?zé)崴畠?chǔ)層可分為古近系紅河組、白鹿塬組，新近系的冷水溝-寇家村組、藍(lán)田灞河組、張家坡組。各熱儲(chǔ)層段中，以藍(lán)田灞河組熱儲(chǔ)層最好，在深大斷裂附近的地?zé)峋嗄鼙憩F(xiàn)出溫度高、流量大、壓力大、水頭衰減慢的特征。

根據(jù)地?zé)崴瘜W(xué)特征顯示，得出以下認(rèn)識(shí)：一是西安凹陷地區(qū)地?zé)崴x存環(huán)境越往下部封閉性越強(qiáng)；二是西安凹陷中部地區(qū)的環(huán)境相對(duì)較為封閉，而南部、北部為相對(duì)開放的化學(xué)環(huán)境。

計(jì)算了西安凹陷地區(qū)恒溫層深度，分析了西安凹陷地區(qū)20 m、500 m、1 500、2 000 m深度處的地溫場(chǎng)特征及區(qū)域地溫梯度特征。計(jì)算了西安凹陷新生界孔隙裂隙型地?zé)崴目傮w積儲(chǔ)量、總彈性儲(chǔ)量、總靜儲(chǔ)量，總體積儲(chǔ)量為5 270.96×108m3，總彈性儲(chǔ)量為16.89×108m3，總靜儲(chǔ)量為5 287.85×108m3。

通過(guò)對(duì)西安凹陷地區(qū)地?zé)崴Y源規(guī)律的研究，認(rèn)為該地區(qū)地?zé)崴Y源儲(chǔ)量豐富，熱儲(chǔ)層的埋藏相對(duì)比較穩(wěn)定，開發(fā)利用的風(fēng)險(xiǎn)較小，推進(jìn)該地區(qū)地?zé)崴拈_發(fā)利用，對(duì)治污減霾，調(diào)整能耗結(jié)構(gòu)，改善民生都具有積極的意義。

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