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探析地热资源开发引起的环境地质问题

发表时间：2020/11/4 来源：《基层建设》2020年第21期作者：巩超

[导读] 摘要：随着社会经济的不断发展，我国的能源短缺问题日渐突出，虽然我国地大物博，能源丰富，但是由于人们对资源的不合理开发和利用，对环境造成了巨大的危害。

        山东省地矿工程集团有限公司山东济南 250000
        摘要：随着社会经济的不断发展，我国的能源短缺问题日渐突出，虽然我国地大物博，能源丰富，但是由于人们对资源的不合理开发和利用，对环境造成了巨大的危害。因此想要解决这一现状，我们就必须要对资源进行合理的开发和利用，也正是在这种背景下，地热资源作为一种可再生的清洁能源开始被世界各界广泛使用。本文就针对地热资源的利用现状以及开发过程中遇到的问题进行了详细的分析，并给出了相应的环境保护政策。
        关键词：地热资源；开发利用；地质问题
        引言：目前我国地热资源的应用范围非常的广阔，像农业、工农业以及医疗卫生领域等等都可以见到地热资源的“身影”。相对于石油、煤、天然气来说，地热资源的功能会更多、应用范围也会更广，我国对地热资源的研究已经有了七十多年的历史，并且随着研究的不断推进，地热资源的商业价值也开始逐渐地被开发出来。
        一、地热资源利用的现状
        从当前我国地热资源的开发情况来看，已经被开发利用的地热资源主要有两类，一类是浅层地热资源；另一种是深层地热资源。
        （一）浅层地热资源
        从我国目前地热资源的利用情况来看，浅层地热资源的利用已经进入了工业化阶段，地热资源直接利用为主，高温地热发电为辅的浅层地热利用格局也已经形成。但是由于我国浅层地热资源的分布范围比较的小，高温地热资源的数量也不多，这样一来就导致出现由于地热蒸汽不够使得机组停运的情况；另外，浅层地热资源的开发也会引发一系列的环境问题，像地下水位的下降、地面沉降等等，不仅如此，在一些地区浅层地热开发的不合理使得当地地下水的温度难以满足发电、工业等的生产，其中最为严重的就是94年西藏那曲地热电厂事件。
        （二）深层地热资源
        我国深层地热资源的储量比较的丰富，并且相对来说分布范围也比较的广泛，因此深层地热资源在我国有非常广阔的应用前景。随着勘探技术的不断进步，人们对地热资源的勘测深度也会不断地增加，我国对深层地热资源的利用率也会不断地提高[1]。但是从目前的实际勘测情况来看，我国虽土地辽阔，但是地质情况比较的复杂，很多的地热田都有着断陷区，这大大增加了勘测的难度，再加上深层地热资源的勘探受到地区经济条件的限制，所以我国在深层地热资源的勘探上还有很长的路要走。
        二、由地热资源的开采所带来的环境地质问题
        （一）水资源污染
        相比于正常的地下水，地热水的水质中含有丰富的氯化物和硫化物，如果没有对其进行加热处理就将其排放到环境中很容易引发地表水污染的情况，不过从我国的污染情况来看，南北方存在明显的差异。导致出现这种现象的原因主要是：南方的降水量一般都比较的大，当地热水排放到地表中就会立即被稀释，这样一来对环境的污染程度也就会被大大减弱；但是北方却不同，北方一般降水量都比较少，再加上原本地表水的含量就不是很充足，如果地热水大量排放就会导致居民生活用水受到污染，给人们的生活带来很大的不便。不仅如此，如果人们对地热水的开采过量，还会导致浅层的水体降落到深层的基岩水体中，进而导致沿海地区出现海水入侵的情况[2]。
        （二）影响农作物的生长
        地热水本身含有氟等污染物，如果长期将其排放到环境中必然会使得土壤受到危害，给农作物的生长带来一定的影响。另外，地热水中含有大量的盐类物质，很容易造成土壤盐碱化的情况，这样一来农作物的质量就会大大降低。
        （三）导致热污染
        目前我国已经初步掌握了地热资源的开采技术和污染物处理技术，对地热资源的利用程度也得到了很大程度的提升，但是即便如此，相关部门在开采地热资源的过程中还是存在资源浪费的情况，在地热资源的使用过程中也没有充分地利用好地热资源，甚至还会因地热资源的不完全利用导致环境受到污染。导致出现这种现状的原因主要有以下几点：
        1、没有被完全利用的地热资源排入地下水中，导致地下水中的氧气含量降低，进而致使水体富营养化，水生植物大量繁殖，使得水生态系统的稳态被打破。
        2、地热资源排放到普通水中，使得普通水的温度急速上升，地面的失水速度也开始加快，水分蒸发速度也加快，使得水生生物和人们的生存环境受到破坏。

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        （四）引发地震
        人们对地热资源的不合理开始很容易导致地震的发生，这主要是因为在强行对岩层进行采集抽吸之后，降水就没有办法进行到地下热水中，也就不能被循环利用，并且在过量地开采地热水之后，也会使得岩层内的水体缺失，地层的稳定性受到破坏，进而引发地震。
        （五）地面沉降
        地层经过漫长的地壳活动和人类作用固结压力也在不断地增加，我们可以将地层分为正常固结、欠固结合正常固结这三种状态。固结状态对地面沉降的影响非常的大，在正常固结的地层由于内应力是处在平衡状态的一般不会发生地面沉降情况，但是如果在这一层开采地下热水则会引起水位下降，使得地层的内应力平衡被破坏；在欠固结地层经常会引起地面沉降，如果在这一层开采地下热水就会加剧地下水位的下降。
        三、地热资源开发利用过程中的保护环境政策
        （一）建立完善的地热资源动态监测系统
        为了更好地确保地热资源的开采符合标准，避免出现过度开发利用的情况，相关部门应当定期对地热井的流量、温度以及水温、水质等情况进行监测。并且将监测的结果和以往的数据进行对比，如果发现数据变化出入比较大，则应当立即采取措施来进行改善并查明原因，追究相关人员的责任，并对其进行相应的处罚。
        （二）对地热资源进行综合的管理
        国家应当从宏观的角度来对地热资源的开采行为进行制约，不断地建立和健全相关的法律法规来帮助实现对地热资源的管控，确保地热资源开采活动不会给环境带来很大的影响，让整个地热资源开采过程更加的具备科学性和合理性。
        （三）优化尾水处理方式
        现阶段很多国家都采取人工回灌的方式来进行尾水处理，这种处理方式的优点在于可以有效提升地下热水的补给的速度和补给的量，这样一来热储流体的压力就可以保持恒定，地热资源的寿命也可以大大增加。
        （四）实现对地热资源的梯级利用
        想要改善由于地热资源开发所带来的环境地质问题就必须从根源上着手，提高地热资源的利用率，减少由于地热资源开采和利用给环境带来的压力。研究表明梯级利用可以帮助有效提升地热资源的利用率，像北京的很多小区现在就已经开始了梯级利用的模式，这种模式主要指的是将原本高温的地热水分层次分级地进行使用。这样一来不能满足供暖需求的分级也可以通过水源热泵来进行升温，之后再用于供暖中。不过也要注意，在进行梯级利用之前要首先对尾水进行处理，确保水质符合标准之后才可以用作梯级利用，否则很可能引发二次污染。
        （五）利用现代技术手段来对地热供热过程进行优化
        随着信息技术的不断发展，各行各业都开始应用计算机来进行辅助办公，地热资源开发设计也是如此。为了更好地实现对地热资源的开发利用，相关人员可以利用计算机控制系统来实现对热平衡的分析，从而找出最佳的供暖方案，减少不必要的地热资源使用量，达到减少成本、节约资源的目的。这不仅是环保节能的要求，同时也是时代发展的必然趋势[3]。
        （六）对地热资源的处理和排放过程进行优化
        目前我国地热资源的浪费问题非常的严重，为了更好地实现对地热水的利用，我们可以通过对地热水进行水汽分离操作来帮助实现对地热资源的有效利用。这样一来不仅可以帮助提升地热水的使用效率，也可以对大气环境起到一定的保护作用。如果水质达标还可以被用作养殖、灌溉和种植，为农业生产提供一定的便利，实现地热资源的循环可持续利用，为促进我国的农业发展作出贡献。
        结束语：总而言之，地热资源，如果地热资源开发不合理或者利用不合理都会导致出现一系列的环境地质问题。因此相关部门应当不断地采取措施来对地热资源的利用进行优化，实现对地热资源的综合管理，并建立完善的动态监测体系，确保地热资源的开发利用过程科学合理，从而实现对地热资源的循环利用，让地热资源可以为社会经济建设作出贡献，进而促进我国综合实力的提升。
        参考文献：
        [1]郭加朋，吴立进，焦丽香.地热资源开发利用过程中的环境问题浅析[J].图书情报导刊，2007，17（35）：180-181.
        [2]龚晓凌，王现国，杨国华，et al.地热资源特征及开发利用[J].河南水利与南水北调，2018，v.47；No.322（04）：90-91.
        [3]郭东升.地热资源的开发利用及可持续发展[J].中华建设，2018，No.154（03）：75-76.