地大熱能：地熱水作為一種可持續(xù)利用的清潔再生能源, 在溫泉中的應用越來越廣泛, 地熱水水文地質(zhì)調(diào)查的詳細程度直接影響著地熱井選區(qū)的合理性以及地熱資源的開發(fā)與利用的合理性。

1 地熱溫泉前期勘查的重要性

通過收集區(qū)域水文地質(zhì)資料以及區(qū)域內(nèi)以往地熱井勘查和運行資料, 對已有地熱井進行抽水試驗及采樣化驗, 綜合分析后確定地熱井的選區(qū)范圍, 針對選區(qū)進行水文物探工作, 更好的選擇合適的地熱井井位, 進行合理開采, 達到開采預期效果。根據(jù)水溫指標可以確定地熱水是屬冷泉、微溫泉、溫泉、熱泉還是高溫泉。根據(jù)酸堿度指標可以確定地熱水偏堿性還是偏酸性, 偏堿性水質(zhì)沐浴治療, 有助于陽離子的活性參入, 通過皮膚和皮下組織的刺激作用, 甚而進入肌體內(nèi)調(diào)節(jié)功能, 發(fā)揮充分療效。根據(jù)地熱水礦化度指標可以確定地熱水是屬淡泉水、地礦泉、中礦泉還是高礦泉。根據(jù)放射性指標可以確定地熱水中放射性元素的含量, 從而確定其醫(yī)療價值。地下熱水中含有的某些氣體、化學組分、微量元素和放射性同位素當達到一定含量并具有醫(yī)療效果時, 稱為醫(yī)療礦泉水。為高效合理利用地熱水資源, 做好水化學特征及評價至關(guān)重要。

2 地熱溫泉的醫(yī)療價值

在對以往地熱井水質(zhì)進行分析時, 重點通過地下水水化學特征分析, 進行醫(yī)療礦泉水評價, 通過水化學成分分析確定水中所含微量元素, 不同的微量元素對養(yǎng)生醫(yī)療功能不一, 例如氟泉水除能殺菌消毒外, 對關(guān)節(jié)炎、高血壓、風濕病、偏癱都有特殊治療效果, 而且還有滋陰養(yǎng)顏、安神解乏的作用;偏硅酸水中存在的硅元素能對皮膚起到“清潔器”的作用, 具有軟化皮膚角質(zhì)、防衰老、使皮膚光滑等功效;鐳水中的鐳氣能溶脂解毒, 并有促進利尿的作用, 可治痛風病, 提高新陳代謝, 促進細胞的再生, 吸收病產(chǎn)物, 而有消炎作用。

3 地熱溫泉的實例分析

我們曾經(jīng)在山西省某區(qū)域收集了該區(qū)以往水文資料, 對周邊溫泉井進行了抽水試驗以及水樣分析, 通過對調(diào)查區(qū)地熱水進行醫(yī)療礦泉水水質(zhì)現(xiàn)狀評價、農(nóng)業(yè)用水水質(zhì)現(xiàn)狀評價、地下水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價、地下水水質(zhì)回顧性評價、地熱礦水的醫(yī)療效果評價、與省內(nèi)外毗鄰熱礦水水質(zhì)對比評價、地熱水基本化學特征對比、地熱水微量元素及化學特征對比、地熱水微量元素及放射性同位素特征對比, 通過這幾個方面的地下水環(huán)境質(zhì)量評價, 我們得出該區(qū)地熱異常區(qū)地處某盆地的東部邊緣, 中條山支脈, 熱田地層有新生界沉積層、古生界寒武系和太古界涑水雜巖基底構(gòu)成, 地熱水水化學類型較為簡單, 水化學類型有兩種Cl-SO4-Na、Cl-HCO3-SO4-Na, 陽離子均以Na+為主, 陰離子在平面上在“入”字構(gòu)造 (斷層) 格局的控制下從北到南表現(xiàn)出HCO3-～Cl-演變規(guī)律, 逐漸由HCO3-—Cl-演變, 水質(zhì)類型由Cl-HCO3-SO4-Na變化為Cl-SO4-Na。

調(diào)查區(qū)熱礦泉水中氟4.37-6.39mg/L, 偏硅酸50.2-60.4 mg/L, 偏硼酸2.57-9.82 mg/L, 鐳0.02-0.03 g/L, 其中氟含量與鐳達到水質(zhì)標準中命名礦水濃度界限以上, 除某水質(zhì)點外, 偏硅酸濃度達到水質(zhì)標準中命名礦水濃度, 另外, 偏硼酸達到礦水濃度以上, 且地熱水中含有溴、碘、鍶、鐵、鋰、錳、鋇等對醫(yī)療有益的多種微量成分, 故該醫(yī)療熱水命名為硅-氟-鐳水;調(diào)查區(qū)地熱水溫40-51℃, 為熱泉-高溫泉;地熱水PH值為7.4-7.81, 屬弱堿性泉性質(zhì);地熱水礦化度含量為0.81-2.6g/L, 屬于低礦泉, 礦泉刺激性表現(xiàn)為柔和特點, 所以洗浴舒適, 不燥不急, 浴后皮膚潤滑, 無緊繃感;地熱水中含鈾、鐳、氡3種放射性元素, 含鐳鹽大于10-11g/L。具有較高的醫(yī)療價值;地熱水水溫42-48℃, 水溫較高, 礦化度為807-2650mg/l, 氯化物含量195-1059mg/l, 屬微咸水, 不適宜農(nóng)業(yè)灌溉, 需處理后排放;在選取得4個水樣分析點中, 4個取樣點水質(zhì)結(jié)果均較差, 且表現(xiàn)出由北到南地下水綜合評分越來越高, 地下水質(zhì)量表現(xiàn)越來越差, 不能作為生活飲用水。地熱水氟化物超過地下水Ⅴ標準, 氟化物含量在多次水質(zhì)檢測中均較高, 分析與運城盆地高氟原生地球環(huán)境本底值高有關(guān), 資料表明運城盆地堿性環(huán)境和高礦化有利于高氟水的富集。

除D水樣點氯化物滿足地下水Ⅲ類標準外, 其余A、B、C水樣點分別超地下水Ⅴ類標準1.7倍、3.12倍、2.84倍, 可能與地幔軟流層物質(zhì)上涌和巖脈入侵有關(guān), 溶濾有巖漿巖中的氯化物。此外碘化物除D水樣點外均超地下水Ⅲ類標準, 達地下水Ⅳ類標準。硫酸鹽與溶解性固體在B、C兩個水樣點水質(zhì)檢測中均超地下水Ⅴ類標準, 與此處石膏及含硫酸鹽的沉積物有關(guān)。調(diào)查區(qū)地下水常規(guī)性指標、毒性指標及放射性指標除以上超標因子外, 其它因子均滿足地下水Ⅲ類標準, 多數(shù)滿足地下水Ⅰ類標準。

調(diào)查區(qū)熱礦泉水中氟4.37-6.39mg/L, 偏硅酸50.2-60.4 mg/L, 偏硼酸2.57-9.82 mg/L, 鐳0.02-0.03 g/L, 達到醫(yī)療礦泉水標準, 屬于硅-氟-鐳水。該區(qū)熱礦水的醫(yī)療方式, 主要通過在熱礦水中浸浴和飲用達到治療的目的。因為浸浴時, 水中的浮力、靜水壓力、溫熱作用及各種化學成分共同作用于人體, 飲用及浸浴時豐富的微量元素被吸收, 它作為酶、激素、維生素、核酸等生物質(zhì)的構(gòu)成元素, 參與調(diào)節(jié)人體生長發(fā)育、內(nèi)臟活動、肌肉活動、水分及離子平衡等生理過程, 所以慢性疾病患者通過礦泉水治療, 可以使體內(nèi)缺少微量元素得到補充, 使紊亂的生理過程得到調(diào)整, 多種慢性病患者恢復了健康, 特別是對皮膚病、關(guān)節(jié)炎、腰肌勞損、肩周炎、骨質(zhì)增生及各種慢性病有較好的療效。該區(qū)地熱水偏硼酸、偏硅酸、氟、鐳4中元素達到了礦水命名標注。其余各熱礦水僅有1～2中達到命名標準, 并且有鈾、氡、鋰、溴、碘、鐵、等多種有益元素和氣體, 相對有益組分多, 有醫(yī)療價值的元素多, 是一處優(yōu)質(zhì)多元素醫(yī)療熱礦水。

通過以上工作, 合理選取了地熱井選區(qū), 初步確定適合溫泉的地熱井范圍, 在選區(qū)范圍合理布設(shè)3條物探勘探線, 通過水文物探手段, 分析地熱區(qū)異常成因機理, 確定深層水的埋深、厚度, 以及有關(guān)的電性特征, 根據(jù)本區(qū)地熱田形成的特點和模式, 依據(jù)本次激電測深測量的結(jié)果, 綜合分析研究后本區(qū)井位建議定位在1線的A號點。選區(qū)范圍熱田地層是由新生界沉積蓋層、古生界寒武系和太古界涑水雜巖基底構(gòu)成。基底頂板最大埋深2000～2500 m。熱田開發(fā)利用的淺層熱儲層位是86～230 m, 儲含水層組5～6層, 厚約30～50 m, 水位埋深33 m, 單位涌水量3～5 t/h·m, 水質(zhì)類型Cl·SO4-N a·Ca型, 礦化度為119～212g/L, 總硬度9.116～12.149, 出水口水溫42～45℃, 屬中溫熱水, 水溫由上至下增高。上覆新生界第四系中更新統(tǒng)砂、砂礫石與亞粘土、亞砂土互層, 導熱性差, 似保溫隔熱層。

根據(jù)調(diào)查資料估算選區(qū)1000-2000m地熱儲量為1.03×1013kcal, 1000m以內(nèi)地熱水資源量為4201萬m3, 開采量根據(jù)調(diào)查結(jié)果為28.56萬m3/a。該地熱田, 因處春燕山腳下, 山清水秀, 綠蔭濃郁, 空氣清新, 氣候宜人, 交通方便, 熱水的醫(yī)療保健作用較高, 為硅-氟-鐳水, 是一個天然的療養(yǎng)勝地。另外, 療養(yǎng)院的東南有原始森林及奇峰異景, 靠近旅游景區(qū), 具有較好的旅游條件。因此, 有計劃、有步驟地擴建溫泉療養(yǎng)院工程設(shè)施, 將該地熱田建成比較現(xiàn)代化的溫泉療養(yǎng)旅游勝地, 將會促進夏縣醫(yī)療衛(wèi)生、體育運動和保健旅游事業(yè)的發(fā)展, 同時, 也會帶來較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

地大熱能通過科學的溫泉開發(fā)理論和豐富的溫泉開發(fā)實踐經(jīng)驗，為進行開發(fā)的每一個溫泉項目提供切實可行高效科學的開發(fā)建議方案，并利用國際一流的技術(shù)手段和設(shè)備，進行專業(yè)的一站式溫泉開發(fā)，幫助客戶以最少的投入，獲得最大的效益，極大地提升溫泉項目的行業(yè)競爭力，促進溫泉開發(fā)行業(yè)健康發(fā)展。