淺析地熱資源在溫泉中的應用

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

1 地熱溫泉前期勘查的重要性

通過(guò)收集區域水文地質(zhì)資料以及區域內以往地熱井勘查和運行資料, 對已有地熱井進(jìn)行抽水試驗及采樣化驗, 綜合分析后確定地熱井的選區范圍, 針對選區進(jìn)行水文物探工作, 更好的選擇合適的地熱井井位, 進(jìn)行合理開(kāi)采, 達到開(kāi)采預期效果。根據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(yáng)離子的活性參入, 通過(guò)皮膚和皮下組織的刺激作用, 甚而進(jìn)入肌體內調節功能, 發(fā)揮充分療效。根據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, 從而確定其醫療價(jià)值。地下熱水中含有的某些氣體、化學(xué)組分、微量元素和放射性同位素當達到一定含量并具有醫療效果時(shí), 稱(chēng)為醫療礦泉水。為高效合理利用地熱水資源, 做好水化學(xué)特征及評價(jià)至關(guān)重要。

2 地熱溫泉的醫療價(jià)值

在對以往地熱井水質(zhì)進(jìn)行分析時(shí), 重點(diǎn)通過(guò)地下水水化學(xué)特征分析, 進(jìn)行醫療礦泉水評價(jià), 通過(guò)水化學(xué)成分分析確定水中所含微量元素, 不同的微量元素對養生醫療功能不一, 例如氟泉水除能殺菌消毒外, 對關(guān)節炎、高血壓、風(fēng)濕病、偏癱都有特殊治療效果, 而且還有滋陰養顏、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(jìn)利尿的作用, 可治痛風(fēng)病, 提高新陳代謝, 促進(jìn)細胞的再生, 吸收病產(chǎn)物, 而有消炎作用。

3 地熱溫泉的實(shí)例分析

我們曾經(jīng)在山西省某區域收集了該區以往水文資料, 對周邊溫泉井進(jìn)行了抽水試驗以及水樣分析, 通過(guò)對調查區地熱水進(jìn)行醫療礦泉水水質(zhì)現狀評價(jià)、農業(yè)用水水質(zhì)現狀評價(jià)、地下水環(huán)境質(zhì)量現狀評價(jià)、地下水水質(zhì)回顧性評價(jià)、地熱礦水的醫療效果評價(jià)、與省內外毗鄰熱礦水水質(zhì)對比評價(jià)、地熱水基本化學(xué)特征對比、地熱水微量元素及化學(xué)特征對比、地熱水微量元素及放射性同位素特征對比, 通過(guò)這幾個(gè)方面的地下水環(huán)境質(zhì)量評價(jià), 我們得出該區地熱異常區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成, 地熱水水化學(xué)類(lèi)型較為簡(jiǎn)單, 水化學(xué)類(lèi)型有兩種Cl-SO4-Na、Cl-HCO3-SO4-Na, 陽(yáng)離子均以Na+為主, 陰離子在平面上在“入”字構造 (斷層) 格局的控制下從北到南表現出HCO3-～Cl-演變規律, 逐漸由HCO3-—Cl-演變, 水質(zhì)類(lèi)型由Cl-HCO3-SO4-Na變化為Cl-SO4-Na。

調查區熱礦泉水中氟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(diǎn)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、鋇等對醫療有益的多種微量成分, 故該醫療熱水命名為硅-氟-鐳水;調查區地熱水溫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, 礦泉刺激性表現為柔和特點(diǎn), 所以洗浴舒適, 不燥不急, 浴后皮膚潤滑, 無(wú)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。具有較高的醫療價(jià)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, 不適宜農業(yè)灌溉, 需處理后排放;在選取得4個(gè)水樣分析點(diǎn)中, 4個(gè)取樣點(diǎn)水質(zhì)結果均較差, 且表現出由北到南地下水綜合評分越來(lái)越高, 地下水質(zhì)量表現越來(lái)越差, 不能作為生活飲用水。地熱水氟化物超過(guò)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(diǎn)氯化物滿(mǎn)足地下水Ⅲ類(lèi)標準外, 其余A、B、C水樣點(diǎn)分別超地下水Ⅴ類(lèi)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(diǎn)外均超地下水Ⅲ類(lèi)標準, 達地下水Ⅳ類(lèi)標準。硫酸鹽與溶解性固體在B、C兩個(gè)水樣點(diǎn)水質(zhì)檢測中均超地下水Ⅴ類(lèi)標準, 與此處石膏及含硫酸鹽的沉積物有關(guān)。調查區地下水常規性指標、毒性指標及放射性指標除以上超標因子外, 其它因子均滿(mǎn)足地下水Ⅲ類(lèi)標準, 多數滿(mǎn)足地下水Ⅰ類(lèi)標準。

調查區熱礦泉水中氟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, 達到醫療礦泉水標準, 屬于硅-氟-鐳水。該區熱礦水的醫療方式, 主要通過(guò)在熱礦水中浸浴和飲用達到治療的目的。因為浸浴時(shí), 水中的浮力、靜水壓力、溫熱作用及各種化學(xué)成分共同作用于人體, 飲用及浸浴時(shí)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)的構成元素, 參與調節人體生長(cháng)發(fā)育、內臟活動(dòng)、肌肉活動(dòng)、水分及離子平衡等生理過(guò)程, 所以慢性疾病患者通過(guò)礦泉水治療, 可以使體內缺少微量元素得到補充, 使紊亂的生理過(guò)程得到調整, 多種慢性病患者恢復了健康, 特別是對皮膚病、關(guān)節炎、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, 有醫療價(jià)值的元素多, 是一處優(yōu)質(zhì)多元素醫療熱礦水。

通過(guò)以上工作, 合理選取了地熱井選區, 初步確定適合溫泉的地熱井范圍, 在選區范圍合理布設3條物探勘探線(xiàn), 通過(guò)水文物探手段, 分析地熱區異常成因機理, 確定深層水的埋深、厚度, 以及有關(guān)的電性特征, 根據本區地熱田形成的特點(diǎn)和模式, 依據本次激電測深測量的結果, 綜合分析研究后本區井位建議定位在1線(xiàn)的A號點(diǎn)。選區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成?；醉敯遄畲舐裆?000～2500 m。熱田開(kāi)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(lèi)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。

根據調查資料估算選區1000-2000m地熱儲量為1.03×1013kcal, 1000m以?xún)?a href="http://keyinmall.com/t/地熱水資源.html" >地熱水資源量為4201萬(wàn)m3, 開(kāi)采量根據調查結果為28.56萬(wàn)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, 熱水的醫療保健作用較高, 為硅-氟-鐳水, 是一個(gè)天然的療養勝地。另外, 療養院的東南有原始森林及奇峰異景, 靠近旅游景區, 具有較好的旅游條件。因此, 有計劃、有步驟地擴建溫泉療養院工程設施, 將該地熱田建成比較現代化的溫泉療養旅游勝地, 將會(huì )促進(jìn)夏縣醫療衛生、體育運動(dòng)和保健旅游事業(yè)的發(fā)展, 同時(shí), 也會(huì )帶來(lái)較好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。

地大熱能通過(guò)科學(xué)的溫泉開(kāi)發(fā)理論和豐富的溫泉開(kāi)發(fā)實(shí)踐經(jīng)驗，為進(jìn)行開(kāi)發(fā)的每一個(gè)溫泉項目提供切實(shí)可行高效科學(xué)的開(kāi)發(fā)建議方案，并利用國際一流的技術(shù)手段和設備，進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的一站式溫泉開(kāi)發(fā)，幫助客戶(hù)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(jìn)溫泉開(kāi)發(fā)行業(yè)健康發(fā)展。