1自然地理

洛陽市是聞名中外的九朝古都,市區(qū)人口有142.2萬人,面積544.00km2,其中平原面積363.40km2,山地面積23.70km2,丘陵面積156.90km2。

張莊地?zé)峋?/a>位于河南省洛陽市西南高新技術(shù)開發(fā)區(qū),地理坐標(biāo)東經(jīng)112°21′40″～112°25′00″,北緯34°35′38″～34°37′21″,面積11.2km2。地理位置優(yōu)越,交通方便。

洛陽盆地屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū),具有春季溫暖、夏季炎熱、秋季涼爽、冬季寒冷四季分明的特點(diǎn)。多年平均降水量601mm,年最大降水量(1964年)1047.8mm,年最小降水量(1965年)355.3mm,降水多集中在6～8月份,占全年降水量的51%左右。多年平均氣溫14.9℃,年日照時間2227.2h,太陽年輻射總量113～125KC/cm2。

水系屬黃河水系,主要河流為洛河,注入黃河,全長410.1km。河道寬500～800m,多年平均流量66.8m3/s,洛陽橋1958年洪峰流量9800m3/s,枯水季節(jié)不斷流。

2地?zé)崴?/a>化學(xué)特征

張莊地?zé)崴?/a>化學(xué)類型為SO4·Cl-Na型,溶解性總固體9.61g/l,總硬度714.57mg/l,PH值7.1。

3地?zé)峋?/a>資源儲量

張莊地?zé)?/a>井深度1500m,井口水溫60.2℃,初始壓力水頭高度+28.10m,自流量9.0m3/h,抽水試驗水位降深83.0m時的涌水量464m3/d,單位涌水量5.59m3/d·m。

張莊地?zé)?/a>井地處張莊地?zé)?/a>異常區(qū),是該地?zé)?/a>異常區(qū)內(nèi)唯一地?zé)峋?/a>。地?zé)岙惓^(qū)面積11.2km2,熱儲層為新近系、古近系砂巖、粘土巖,熱儲平均厚度430m,熱儲溫度58.46～72.17℃,平均溫度66.5℃。地?zé)岙惓^(qū)地?zé)豳Y源儲量為108.44MW(3.42×1017J),地?zé)崴Y源儲量為34.46MW(1.15×1017J)。地?zé)崃黧w可采資源儲量計算,采用“最大允許降深法”計算,擬定開采年限30年,最大允許降深150m。地?zé)崴?/a>可采資源量為1.84×107m3,含熱量為1.18MW(3.73×1015J),屬小型地?zé)崽?/a>。

4可采地?zé)豳Y源評價

根據(jù)計算30年擬采地?zé)崴?/a>總量只占地?zé)岙惓^(qū)地?zé)崴畯椥詢α康?.5%,所采熱量僅占地?zé)岙惓^(qū)地熱儲存量的1.09%,二者均是有充分保證的。雖然地?zé)崴?0年可開采量僅占地?zé)崴畠Υ媪康?.5%,但開采末期的壓力降深已近150m。說明地?zé)岙惓^(qū)熱儲層富水性較差,滲透性和導(dǎo)水性不好,如增大開采量,勢必會縮短地?zé)崴Y源的開采使用年限,造成地?zé)?a href="http://xldcn.com/t/水資源.html" >水資源的快速枯竭,所以為保護(hù)地?zé)豳Y源,應(yīng)科學(xué)合理的開發(fā)利用。

5地?zé)崃黧w質(zhì)量評價

張莊地?zé)峋?/a>水樣通過檢驗,并從地?zé)崴?a href="http://xldcn.com/t/開發(fā)利用.html" >開發(fā)利用方向、方式的角度出發(fā),按照有關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對地?zé)崴M(jìn)行了各種用途水質(zhì)評價及有害成份最高允許排放濃度評價。其結(jié)果為,地?zé)崴睦梅较?、方式有一定局限性。作?a href="http://xldcn.com/t/醫(yī)療.html" >醫(yī)療、洗浴用水為復(fù)合型醫(yī)療礦泉水。其中微量元素氟(F)、鐳(Ra)、溴(Br)、碘(I)、偏硅酸(HSiO3)五項指標(biāo)達(dá)到醫(yī)療礦泉水標(biāo)準(zhǔn),鍶(Sr)、鋰(Li)兩項指標(biāo)接近醫(yī)療礦泉水標(biāo)準(zhǔn)。利用方式為直接利用;作為采暖用水,對供暖管道有一定腐蝕性;作為生活飲用水和飲用天然礦泉水均有多項指標(biāo)超標(biāo),不適宜;作為農(nóng)田灌溉和漁業(yè)用水有部分指標(biāo)超標(biāo),需作處理后方可利用。尾水排放時,有害成分中氟含量超過最高允許排放濃度,礦化度也較高,要避免氟和鹽分污染水源和造成土壤鹽漬化。

6地?zé)?a href="http://xldcn.com/t/水資源.html" >水資源的合理開發(fā)利用

張莊地?zé)岙惓^(qū)是洛陽首次發(fā)現(xiàn)并基本探明的沉積盆地型地?zé)豳Y源。通過初步勘探基本查明了地?zé)岙惓^(qū)地?zé)崴Y源的埋藏分布規(guī)律及其質(zhì)與量的分布特征。合理地開發(fā)利用這一新能源,將為洛陽經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來重大影響。

對張莊地?zé)岙惓^(qū)有限的地?zé)?水)資源的開發(fā)利用,要本著“科學(xué)布井,探采結(jié)合;梯級開發(fā),綜合利用;保護(hù)資源,持續(xù)發(fā)展”的原則,提高資源綜合開發(fā)利用率,使這一潔凈能源盡快轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢,促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。

6.1 合理開發(fā)地?zé)?/a>水資源

張莊地?zé)岙惓^(qū)熱儲類型在廣義上屬沉積盆地型層狀熱儲,但地?zé)岙惓Ｅc地熱流體的儲集與運(yùn)移受活動性斷裂控制。熱儲層主要由古近系粉砂巖、中-細(xì)粒砂巖及少量砂礫巖構(gòu)成,沉積速度快,搬運(yùn)距離短,分選性差,泥質(zhì)含量高,從而造成富水性、導(dǎo)水性較弱,面上的分布不均一。從地?zé)豳Y源計算結(jié)果分析,地?zé)豳Y源和地?zé)崴Y源儲量不小,但可采資源量不大,地?zé)崴刹少Y源量僅占彈性儲存量的6.5%,說明張莊地?zé)?a href="http://xldcn.com/t/水資源.html" >水資源是有限的,也是極為珍貴的。

從張莊地?zé)峋畬嶋H抽水試驗資料來看,單位涌水量為5.59m3/d·m,擬定開采的單井流量560m3/d也是適宜的。若減小單井流量,勢必增大開采相關(guān)費(fèi)用,增大單井流量,從地?zé)岙惓^(qū)熱儲富水性、導(dǎo)流性來分析又是不可行的。日采量1680m3開采第20年末的開采井最大壓力水頭降深為143.20m,第30年末為148.45m,處于緩慢下降的相對穩(wěn)定狀態(tài),足以保證地?zé)崴Y源的持續(xù)長期開采和開采方案的良性運(yùn)行。如盲目開采必將導(dǎo)致熱儲壓力的持續(xù)快速下降,甚至資源枯竭。

6.2 合理利用地?zé)崴Y源

從水質(zhì)分析結(jié)果可以看出,張莊地?zé)崴}量較高,礦化度達(dá)9.61g/l,水化學(xué)類型為SO4Cl-Na型水,PH值7.1,屬中性水。常量元素以Na、Cl-、SO42-為主,微量元素有F、Ra、Br、I、H2SiO3五項達(dá)到醫(yī)療熱礦水標(biāo)準(zhǔn),其中F-達(dá)到命名標(biāo)準(zhǔn),Sr、Li兩項接近有醫(yī)療價值熱礦水含量標(biāo)準(zhǔn)。地熱流體質(zhì)量評價結(jié)果表明,可直接用于醫(yī)療、洗浴,并且較高醫(yī)療價值;用于采暖、種植、養(yǎng)殖等方面,有指標(biāo)不同超標(biāo),需要相應(yīng)處理后才可利用;不宜作為生活飲用水和飲用天然礦泉水利用。

6.2.1 用于醫(yī)療、洗浴

張莊地?zé)崴卸囗椫笜?biāo)達(dá)到或接近醫(yī)療熱礦水國家標(biāo)準(zhǔn),具有很強(qiáng)的醫(yī)療及保健功能,利用熱礦水洗浴,由于水中的化學(xué)成份、溫度及機(jī)械刺激因子對身體神經(jīng)末稍產(chǎn)生刺激,通過神經(jīng)體液的反射作用,產(chǎn)生對疾病的非特異性治療作用。熱礦水的醫(yī)療、洗浴保健功能主要表現(xiàn)在水溫、水的浮力、水的靜壓力作用。水溫為38～43℃時,泡浴10～15分鐘,能增進(jìn)人體全身新陳代謝,使血液循環(huán)加快,血壓降低;水的浮力作用使人體運(yùn)動器官的負(fù)荷明顯減輕,四肢舒展,肌肉松馳,水的靜壓力作用有利于調(diào)節(jié)心臟功能。此外,熱礦水中氟含量較高,可命名為氟礦水。利用氟礦水洗浴,對多種皮炎、銀屑病等有良好的治療作用。熱礦水中所含的溴、鍶、鋰等都是對人體健康有益的元素。

熱礦水用于洗浴對人身有興奮刺激作用,舒經(jīng)活血、改善體質(zhì)、增加抵抗力和預(yù)防疾病,對治療多種皮膚病、風(fēng)濕病、腰腿痛、軟組織損傷等均有一定療效。熱礦水中其它一些對人身有害元素和指標(biāo)含量均不超標(biāo),滿足醫(yī)療、洗浴用水要求。其利用方式為直接利用,可建療養(yǎng)院、洗浴中心、游泳池等。

6.2.2 用于采暖

張莊地?zé)?a href="http://xldcn.com/t/水井.html" >水井口水溫超過60.2℃,可用于冬季室內(nèi)采暖。但地?zé)崴g系數(shù)為8.32,屬半腐蝕性水,對管道和取暖設(shè)施有一定腐蝕性。因此,地?zé)崴糜诓膳?應(yīng)做防腐蝕處理。

6.2.3 地?zé)岣稍?/a>

根據(jù)我國地?zé)岣稍?/a>的實踐,只要地?zé)崴疁囟?/a>大于70℃,就可通過熱交換機(jī)產(chǎn)生55℃以上的熱風(fēng),用于農(nóng)副產(chǎn)品的烘干。如果地?zé)崴疁囟?/a>在70℃以下,則需和太陽能或其他能源互補(bǔ)進(jìn)行干燥。張莊地?zé)?a href="http://xldcn.com/t/水井.html" >水井口水溫(60.2℃)接近70℃,稍做能源互補(bǔ)就可進(jìn)行干燥。結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況,可用于蔬菜、水果、花卉(牡丹)等脫水,以及家具加工和制革等行業(yè)進(jìn)行干燥。

6.2.4 用于種植、養(yǎng)殖

用來洗浴、采暖及干燥后排放的尾水溫度多在35～40℃,如不加以梯級利用,將造成這一部分地?zé)崮?/a>的白白浪費(fèi)。洗浴、采暖尾水用于水產(chǎn)養(yǎng)殖,不僅可提高養(yǎng)殖產(chǎn)量、還可用來養(yǎng)殖熱帶水產(chǎn)品種,提高養(yǎng)殖效益。用于溫室種植,不僅可在冬季用來種植反季節(jié)蔬菜、瓜果、花卉(牡丹)和蘑菇等,還可用于洛陽牡丹栽培、人為控制花期。既改善了當(dāng)?shù)?a href="http://xldcn.com/t/冬季.html" >冬季蔬菜副食供應(yīng)、又發(fā)展了農(nóng)業(yè)觀光旅游。地?zé)?水)資源還可用于雞、鴨、鵝等家禽的孵化。但根據(jù)水質(zhì)評價結(jié)果,用于種植,全鹽量、氯化物、鎘、砷超標(biāo);用于養(yǎng)殖,氟化物、砷、鎘、銅類超標(biāo)。地?zé)崴灰酥苯佑糜诜N植和養(yǎng)殖、做相應(yīng)處理后可利用。

7地?zé)豳Y源開發(fā)與環(huán)境保護(hù)

地?zé)豳Y源是人類可以利用的較為潔凈的能源之一,它的開發(fā)利用在為環(huán)境保護(hù)提供有利條件的同時,也會在某些方面帶來負(fù)面影響。

7.1 高含鹽量問題

水質(zhì)分析結(jié)果,礦化度高達(dá)9.61g/l,主要成份是Na+、CL-、SO42-。地?zé)崴?/a>后的尾水排放,應(yīng)妥善處理,否則遺留下的鹽分會污染水源、土壤,使土壤鹽漬化。所以使用洗浴、采暖排放的尾水進(jìn)行溫室種植栽培時,應(yīng)將利用后的尾水進(jìn)行回灌處理為宜,避免熱水鹽分對環(huán)境造成污染。

7.2 高氟問題

地?zé)崴蟹?.2mg/l,超過醫(yī)療熱礦水標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到命名標(biāo)準(zhǔn)。用醫(yī)療洗浴用水標(biāo)準(zhǔn)衡量,適當(dāng)高的含氟量,對治療一些疾病并非無益,但不僅不宜作為飲用水飲用,就是其尾水用于為人類提供食品的種植灌溉和水產(chǎn)養(yǎng)殖,也要加以除氟處理,因為高氟是人體氟中毒的根源。尾水的隨意排放也可造成氟污染。

7.3 地面沉降問題

根據(jù)經(jīng)驗,地?zé)豳Y源開發(fā)引發(fā)的地面沉降問題,不單是由地?zé)崃黧w的開采所引起的,較大的熱儲壓力降也可造成地面沉降。張莊地?zé)岙惓^(qū)熱儲埋藏較深,可采地?zé)崴Y源量不大,如科學(xué)布井,合理開發(fā),限量開采,避免超強(qiáng)度開采形成較大的熱儲壓力降低,不會引發(fā)地面沉降問題。

8結(jié)論與建議

1) 根據(jù)張莊地?zé)峋?a href="http://xldcn.com/t/地?zé)岬刭|(zhì)條件.html" >地?zé)岬刭|(zhì)條件,計算地?zé)豳Y源儲量和地?zé)崃黧w可采資源儲量。地?zé)豳Y源儲量為108.44MW(3.42×1017J),地熱流體彈性儲量2.82×108m3。按最大允許降深150m,開采30年計算,地熱流體可采資源量為1.84×107m3,含熱量1.18MW(3.73×1015J)。屬小型地?zé)崽?/a>。擬定開采的單井流量為560m3/d。

2) 地?zé)崃黧w質(zhì)量特征為礦化度9.61g/l,總硬度714.57mg/l,PH值7.1屬中性水,水化學(xué)類型為SO42-·Cl-—Na+型水。

3) 地?zé)崃黧w質(zhì)量評價為微量元素氟、鐳、溴、碘、偏硅酸五項指標(biāo)達(dá)到醫(yī)療熱礦水標(biāo)準(zhǔn),鍶、鋰兩項指標(biāo)接近有醫(yī)療價值濃度,屬復(fù)合型優(yōu)質(zhì)醫(yī)療熱礦水;生活飲用水評價為不宜飲用;農(nóng)業(yè)灌溉及漁業(yè)用水評價為不宜直接利用;鍋爐用水評價為不宜直接作鍋爐用水;氟含量超過最高允許排放濃度,不可直接排放。

4) 張莊地?zé)崴Y源可直接用于醫(yī)療、洗浴、干燥;間接用于采暖、種植及養(yǎng)殖等行業(yè)。

5) 張莊地?zé)崴畱?yīng)早日開發(fā)利用,服務(wù)于社會,發(fā)展經(jīng)濟(jì)。

6) 張莊地?zé)崴_發(fā)利用后的最終尾水排放時,應(yīng)做相應(yīng)的除鹽、除氟處理,避免高鹽、高氟造成環(huán)境污染。