倪 昆，盧 磊

(河南省自然資源科學(xué)研究院，河南 鄭州 450016)

黨的十八大以來(lái)，習(xí)近平生態(tài)文明思想開(kāi)辟了生態(tài)文明建設(shè)理論[1]，提出緊緊圍繞黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展國(guó)家戰(zhàn)略，以提高國(guó)家和省社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的能源資源安全保障為宗旨[2]，以二氧化碳排放達(dá)峰目標(biāo)與碳中和愿景為牽引，持續(xù)推進(jìn)重要清潔能源資源保障，以“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享”的新發(fā)展理念，優(yōu)化地?zé)峥辈椤_(kāi)發(fā)工作布局，推動(dòng)地?zé)岙a(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展，努力實(shí)現(xiàn)清潔能源勘查利用新突破。在此使命下，摸清地?zé)豳Y源家底，進(jìn)行地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用區(qū)劃尤為重要。

目前，河南省地?zé)嵫芯慷嘁缘責(zé)岬刭|(zhì)賦存條件與地?zé)豳Y源量評(píng)價(jià)為主，韓國(guó)童等[2]對(duì)南陽(yáng)盆地地?zé)岬刭|(zhì)特征進(jìn)行了研究，王現(xiàn)國(guó)等[3]研究了洛陽(yáng)盆地地?zé)岬刭|(zhì)特征，王繼華等[4]對(duì)周口凹陷區(qū)(周口段) 地?zé)豳Y源進(jìn)行了評(píng)價(jià)。地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用研究較少，此外河南省尚未統(tǒng)一編制全省地?zé)豳Y源勘查開(kāi)發(fā)規(guī)劃，此類(lèi)方向研究較為薄弱。經(jīng)調(diào)查，河南省資源開(kāi)發(fā)利用以低溫為主，開(kāi)發(fā)利用方式多為直接開(kāi)發(fā)，利用方式粗放、單一，浪費(fèi)嚴(yán)重，造成部分地段由于無(wú)序開(kāi)采、過(guò)量開(kāi)采，產(chǎn)生了水位持續(xù)下降、出水量減小及部分溫泉自溢景觀(guān)消失等環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題。因此，河南省急需進(jìn)行地?zé)衢_(kāi)發(fā)區(qū)劃研究，要將地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用作為能源發(fā)展和轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)領(lǐng)域積極謀劃、深入研究，實(shí)現(xiàn)有序健康發(fā)展，實(shí)現(xiàn)地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)與裝備制造協(xié)同發(fā)展，促進(jìn)資源開(kāi)發(fā)與生態(tài)保護(hù)融合發(fā)展。

1 地?zé)豳Y源概況

河南省地?zé)豳Y源較豐富，地?zé)豳Y源多沿深大斷裂形成和分布[5]，大體可分為沉降盆地傳導(dǎo)型[6-7]、隆起山地對(duì)流型[8]和對(duì)流—傳導(dǎo)混合型(圖1)。

圖1 水熱型地?zé)豳Y源類(lèi)型Fig.1 Type of hydrothermal geothermal resources

目前，河南省共發(fā)現(xiàn)溫泉或者地?zé)岙惓^(qū)37處[9]，水溫變化較大，水溫多數(shù)比較低，最高溫度83 ℃[10]，熱水流量大者達(dá)62.13 L/s。其中，基巖山地區(qū)25處，山前地帶6處，山間盆地6處。按《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》(GB 11615—2010)地?zé)豳Y源溫度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，屬于中溫地?zé)豳Y源(90～150 ℃)的1處，為洛陽(yáng)龍門(mén)西山玉隆苑地?zé)峋?；屬于低溫地?zé)豳Y源(25～90 ℃)的36處，其中熱水(60～90 ℃)7處，溫?zé)崴?40～60 ℃)6處，溫水(25～40 ℃)23處。隆起山地對(duì)流型地?zé)豳Y源熱儲(chǔ)主要分布在由巖漿巖、變質(zhì)巖、古生代沉積地層組成的基巖隆起山區(qū)及山前[11]，依據(jù)地質(zhì)構(gòu)造單元和地?zé)崴雎兑?guī)律，可劃分為中朝準(zhǔn)地臺(tái)、北秦嶺褶皺帶、南秦嶺褶皺帶、桐柏—大別褶皺帶4個(gè)地?zé)岱植紖^(qū)。熱儲(chǔ)的形式主要是基巖裂隙和溶洞孔隙[12]，隔水蓋層主要為頁(yè)巖、泥巖或裂隙、孔隙不發(fā)育、不透水的結(jié)晶巖。區(qū)內(nèi)的熱水通道主要為斷裂和溶洞裂隙，地殼深部的熱水通過(guò)某些斷裂和裂隙帶直接導(dǎo)出地表，形成溫泉。沉積盆地傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源主要熱儲(chǔ)層有松散孔隙裂隙型熱儲(chǔ)和基巖裂隙型熱儲(chǔ)，松散孔隙裂隙型熱儲(chǔ)為新生界熱儲(chǔ)[13]，分為新近系孔隙型熱儲(chǔ)和古近系裂隙型熱儲(chǔ)(圖2)；基巖裂隙型熱儲(chǔ)分為古生界巖溶裂隙熱儲(chǔ)、元古界巖溶裂隙熱儲(chǔ)及太古界裂隙熱儲(chǔ)。由于均有厚度巨大的沉積層掩蓋，屬于圈閉型熱儲(chǔ)。

圖2 河南省沉積盆地主要熱儲(chǔ)類(lèi)型關(guān)系Fig.2 Relationship between main heat reservoir types of sedimentary basins in Henan Province

河南省全省埋深4 000 m以淺新生界熱儲(chǔ)層地?zé)峥砷_(kāi)采熱水總量為26 844.90×104m3/a(圖3)、可利用熱能總量為32 413.61×1012J/a，折合標(biāo)準(zhǔn)煤1 107 737.50 t/a。下古生界奧陶—寒武系碳酸鹽巖熱儲(chǔ)層開(kāi)采熱水量為22 804.90×104m3/a、可利用熱能量為53 829.07×1012J/a，熱能折合標(biāo)準(zhǔn)煤1 839 705.62 t/a。

2 地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用區(qū)劃

2.1 區(qū)劃因子選取

本次結(jié)合黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展國(guó)家戰(zhàn)略、河南省城市發(fā)展規(guī)劃、旅游產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、鄉(xiāng)村振興發(fā)展規(guī)劃等，開(kāi)展地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用區(qū)劃，選用地?zé)峥辈閰^(qū)劃、開(kāi)采潛力模數(shù)[14]、黃河高質(zhì)量發(fā)展區(qū)、冬季清潔供暖城市、旅游發(fā)展規(guī)劃、鄉(xiāng)村振興規(guī)劃、地?zé)嵋?guī)?；?個(gè)因子，在全省16個(gè)地?zé)醽唴^(qū)、39地?zé)嵝^(qū)，運(yùn)用空間分析[15]、AHP法進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，按優(yōu)先開(kāi)發(fā)區(qū)、鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)區(qū)、限量開(kāi)發(fā)區(qū)、暫緩開(kāi)發(fā)區(qū)四級(jí)進(jìn)行區(qū)劃[16]，評(píng)價(jià)流程如圖3所示。

圖3 地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)區(qū)劃評(píng)價(jià)流程Fig.3 Flow chart of geothermal resource development zoning evaluation

(1)地?zé)峥辈閰^(qū)劃(U11)。依據(jù)地?zé)峥辈閰^(qū)劃成果，以勘查優(yōu)先程度進(jìn)行分區(qū)賦分評(píng)價(jià)(圖4)，評(píng)價(jià)分值見(jiàn)表1。

圖4 河南省地?zé)峥辈閰^(qū)劃Fig.4 Geothermal exploration zoning map of Henan Province

表1 地?zé)峥辈閰^(qū)劃分值標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Standard of division value of geothermal exploration area

(2)開(kāi)采潛力模數(shù)(U21)。依據(jù)新生界地?zé)衢_(kāi)采模數(shù)與新生界地?zé)峥砷_(kāi)采模數(shù)計(jì)算進(jìn)行新生界地?zé)衢_(kāi)采潛力模數(shù)賦分評(píng)價(jià)(表2、表3、圖5)。P=(M可采-M已采)/M可采，P>0表示地?zé)衢_(kāi)采有潛力；P<0表示地?zé)衢_(kāi)采無(wú)潛力；P>0時(shí)，D=M可采-M已采。

表2 地?zé)衢_(kāi)采潛力模數(shù)分級(jí)Tab.2 Classification of geothermal potential modulus

表3 地?zé)衢_(kāi)采潛力模數(shù)分值標(biāo)準(zhǔn)Tab.3 Modulus score standard of geothermal development potential

圖5 河南省地?zé)衢_(kāi)采潛力模數(shù)分區(qū)(新生界)Fig.5 Modulus zoning map of geothermal development potential in Henan Province(Cenozoic)

(3)黃河流域高質(zhì)量發(fā)展(U31)。全面貫徹落實(shí)黨的十九大、習(xí)近平生態(tài)文明思想和習(xí)近平總書(shū)記在黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會(huì)上的講話(huà)精神，促進(jìn)全流域高質(zhì)量發(fā)展，改善人民群眾生活，保護(hù)傳承弘揚(yáng)黃河文化，讓黃河成為造福人民的幸福河。河南境內(nèi)的黃河流域核心區(qū)、流域拓展區(qū)和引黃協(xié)作區(qū)，共涉及13個(gè)省轄市(鄭州、洛陽(yáng)、開(kāi)封、三門(mén)峽、焦作、新鄉(xiāng)、濮陽(yáng)、安陽(yáng)、鶴壁、許昌、商丘、周口、濟(jì)源示范區(qū))。賦分以縣域?yàn)樵u(píng)價(jià)單元(表4)。

表4 黃河流域高質(zhì)量發(fā)展分值標(biāo)準(zhǔn)Tab.4 High quality development score standard of the Yellow River Basin

(4)冬季清潔供暖試點(diǎn)城市(U32)。近年來(lái)，河南省積極推進(jìn)北方地區(qū)冬季清潔供暖試點(diǎn)城市建設(shè)工作。2017年，河南省鶴壁、鄭州、開(kāi)封、新鄉(xiāng)4個(gè)城市成為國(guó)家首批清潔供暖試點(diǎn)城市；2018年，河南省洛陽(yáng)、安陽(yáng)、焦作、濮陽(yáng)4個(gè)城市成功入圍第二批中央財(cái)政支持北方地區(qū)冬季清潔供暖試點(diǎn)范圍；2019年，河南省三門(mén)峽、濟(jì)源市成功入選第三批中央財(cái)政支持北方地區(qū)冬季清潔供暖試點(diǎn)城市。賦分以縣域?yàn)樵u(píng)價(jià)單元(表5)。

表5 冬季清潔供暖試點(diǎn)城市分值標(biāo)準(zhǔn)Tab.5 Score standard of pilot cities for clean heating in winter

(5)河南省“十三五”旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(U33)。規(guī)劃指出，全省大力開(kāi)發(fā)山地、溫泉、森林、濱水、養(yǎng)生等休閑度假旅游產(chǎn)品，發(fā)展特色鮮明的休閑度假項(xiàng)目，建設(shè)一批高標(biāo)準(zhǔn)的旅游度假區(qū)和滿(mǎn)足多層次休閑度假需求的度假地。加快發(fā)展健康養(yǎng)生旅游，促進(jìn)旅游與健康醫(yī)療融合發(fā)展，鼓勵(lì)汝州、輝縣、修武、溫縣、禹州、三門(mén)峽市陜州區(qū)、西峽等地加快推進(jìn)醫(yī)藥康療、運(yùn)動(dòng)康體、道家養(yǎng)生等康養(yǎng)旅游業(yè)態(tài)與觀(guān)光、度假、研修等旅游業(yè)態(tài)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)動(dòng)，創(chuàng)建國(guó)家康養(yǎng)旅游示范基地。積極發(fā)展溫泉養(yǎng)生度假旅游，加快溫泉與中醫(yī)藥結(jié)合的溫泉養(yǎng)生產(chǎn)品研發(fā)，完善以溫泉為載體的度假、養(yǎng)生、娛樂(lè)、觀(guān)光等復(fù)合型溫泉旅游產(chǎn)品體系(圖6)。賦分以縣域?yàn)樵u(píng)價(jià)單元(表6)。

圖6 國(guó)家全域旅游示范區(qū)創(chuàng)建重點(diǎn)單位分布Fig.6 Distribution of key units in national global tourism demonstration area

表6 旅游示范區(qū)分值標(biāo)準(zhǔn)Tab.6 Criteria for distinguished value of tourism demonstration

(6)鄉(xiāng)村振興示范縣(區(qū))、鎮(zhèn)(U34)。目前，河南省確定了鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略示范縣市(區(qū))18個(gè)、示范鄉(xiāng)鎮(zhèn)162個(gè)。賦分以縣為評(píng)價(jià)單元(表7)。

表7 鄉(xiāng)村振興示范區(qū)分值標(biāo)準(zhǔn)Tab.7 Criteria for distinguished value of rural revitalization demonstration

(7)地?zé)崮芮鍧嵐┡?guī)?；迷圏c(diǎn)(U35)。2018年8月24日，省發(fā)改委、省國(guó)土廳、省環(huán)保廳、省住建廳聯(lián)合下發(fā)了《關(guān)于開(kāi)展地?zé)崮芮鍧嵐┡?guī)?；迷圏c(diǎn)工作的通知》，當(dāng)前河南省積極推進(jìn)鄭州市、開(kāi)封市、安陽(yáng)市、新鄉(xiāng)市、濮陽(yáng)市、三門(mén)峽市、周口市及蘭考縣、永城市、鹿邑縣、新蔡縣地?zé)崮芮鍧嵐┡?guī)?；迷圏c(diǎn)區(qū)域工作，賦分值見(jiàn)表8。

表8 規(guī)?；迷圏c(diǎn)分值標(biāo)準(zhǔn)Tab.8 Score standard of large scale utilization pilot

2.2 因子權(quán)重

依據(jù)上述原則，建立評(píng)價(jià)因子目標(biāo)層構(gòu)造判斷矩陣(表9)。

表9 評(píng)價(jià)因子目標(biāo)層構(gòu)造判斷矩陣Tab.9 Evaluation factor target layer construction judgment matrix

CR=0.0 030，λmax=5.013 3，CI=0.003 3，RI=1.12。

計(jì)算得知各評(píng)價(jià)因子權(quán)重：U1=0.540；U2=0.163；U3=0.297。

建立評(píng)價(jià)因子指標(biāo)層構(gòu)造判斷矩陣見(jiàn)表10。

表10 評(píng)價(jià)因子指標(biāo)層構(gòu)造判斷矩陣Tab.10 Evaluation factor index layer construction judgment matrix

CR=0.007 9，λmax=3.009 2，CI=0.004 6，RI=0.58。

計(jì)算得知各評(píng)價(jià)因子權(quán)重：U31= 0.396；U32= 0.118；U33= 0.066；U34= 0.210；U35= 0.210。

從而得出各指標(biāo)層評(píng)價(jià)因子權(quán)重如下：U11= 0.540；U21= 0.163；U31= 0.118；U32= 0.035；U33= 0.020；U34= 0.062；U35= 0.062。

2.3 區(qū)劃分區(qū)

結(jié)合地?zé)岬刭|(zhì)條件、開(kāi)采潛力等7個(gè)評(píng)價(jià)因子，對(duì)河南省地?zé)衢_(kāi)發(fā)區(qū)進(jìn)行區(qū)劃(圖7)，河南省地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用優(yōu)先區(qū)為內(nèi)黃凸起新鄉(xiāng)—濮陽(yáng)段，菏澤凸起濮陽(yáng)范縣段、開(kāi)封蘭考北部，通許凸起尉氏段、通許—杞縣段；鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)區(qū)分布在東濮凹陷沿黃地區(qū)、靈—三凹陷靈寶盆地、開(kāi)封凹陷大部以及周口凹陷大部地區(qū)；限量開(kāi)發(fā)區(qū)主要分布在永城褶皺系商丘—永城段、平輿凸起以及駐馬店—淮濱凹陷段；剩余地?zé)釂卧獮椴恢С珠_(kāi)發(fā)區(qū)。

圖7 河南省地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用區(qū)劃(新生界)Fig.7 Zoning map of geothermal resources development and utilization in Henan Province(Cenozoic)

3 結(jié)論

河南省地?zé)豳Y源較為豐富，大體可分為沉降盆地傳導(dǎo)型、隆起山地對(duì)流型和對(duì)流—傳導(dǎo)混合型3類(lèi)，熱儲(chǔ)層地?zé)峥砷_(kāi)采熱水總量為49 649.80×104m3/a、可利用熱能總量86 242.68×1012J/a，折合標(biāo)準(zhǔn)煤2 947 443.12 t/a。

本文選用開(kāi)采潛力模數(shù)、黃河高質(zhì)量發(fā)展區(qū)、冬季清潔供暖城市、旅游發(fā)展規(guī)劃、鄉(xiāng)村振興規(guī)劃、地?zé)嵋?guī)?；?個(gè)因子進(jìn)行地?zé)衢_(kāi)發(fā)區(qū)劃，內(nèi)黃凸起新鄉(xiāng)—濮陽(yáng)段、菏澤凸起濮陽(yáng)范縣段、開(kāi)封蘭考北部，通許凸起尉氏段、通許—杞縣段為河南省地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用優(yōu)先區(qū)，應(yīng)加大地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用。同時(shí)，地?zé)衢_(kāi)發(fā)區(qū)應(yīng)最大限度地進(jìn)行多產(chǎn)業(yè)梯級(jí)綜合利用，才能降低成本，提高利用率，節(jié)約地?zé)豳Y源，延長(zhǎng)地?zé)崽锏膲勖?，?shí)現(xiàn)地?zé)豳Y源的持續(xù)利用。