福建三明大田下汤泉地热资源开采量与评价_陈飞.pdf
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1、 福 建 地 质 Geology Fujian 56第 42 卷福建三明大田下汤泉地热资源开采量与评价 陈飞(福建省闽西地质大队,三明,365000)摘 要 为合理规划、开发利用三明大田地热资源,通过 11 万地热专项调查、测温、地球化学调查、水样化验分析、物探、钻探、抽水试验,以及水位、水温长期观测等工作手段,圈定了下汤泉地热异常区的范围、热储规模、热储温度,阐述了地热水的补、径、排条件及储存状态,初步查明了该区地下热水资源分布状况,水文地质条件、地热地质条件及开发利用现状,预测了地热异常区的地热资源量、允许开采量。关键词 地热资源 地热异常区 地热流体 热储模式 三明大田中图分类号:P31
2、4 文献标识码:A 文章编号:1001-3970(2023)01-0056-06 Calculation and Evaluation of Xiatangquan Geothermal Resourcesin Datian County,Sanming City,Fujian ProvinceChen Fei(Minxi Geological Brigade of Fujian Province,Sanming,365000)AbstractAbstract In order to reasonably plan,develop and utilize geothermal resource
3、s,the scope,scale and temperature of Xiatangquan geothermal anomaly area are delineated by means of 1 10000 geothermal geological mapping,temperature measurement,simple geochemical investigation,water sample analysis,geophysical exploration,drilling,pumping test and long-term observation of water le
4、vel and temperature,and the conditions and occurrence of geothermal water supply,runoff and discharge are described.The distribution of geothermal water resources in the area is found out,the hydrogeological conditions,geothermal geological conditions and current development and utilization situatio
5、n predict the geothermal resources and allowable exploitation in the geothermal anomaly area.KeywordsKeywords geothermal resources,geothermal anomalous area,geothermal fluid,reservoir modeling,Datian county of Sanming city收稿日期:2022-12-21 资助项目:原福建省国土资源厅“福建省地下热水资源调查评价”。作者简介:陈飞(1984-),男,工程师,从事水文地质与工程地质
6、工作。福 建 地 质 Geology Fujian 56 第 1 期陈飞:福建三明大田下汤泉地热资源开采量与评价 57 第 1 期地热资源是一种不可多得的天然资源,它属于清洁的可再生能源,利用它供暖,不仅没有污染,还不受天气、季节的影响而连续使用1,利用地热资源建造温室,可以种植名优花卉、特种蔬菜、发展高产鱼类养殖产业、发展旅游农业等2,通过开发应用地热资源,能够实现能源结构的优化调整,降低对石油等不可再生能源的依赖,实现节能降耗的目的3。与发达国家相比,我国地热资源勘查评估水平相对较低,发展速度缓慢4。三明大田石牌下汤泉地热田为天然出露温泉群,温泉水主要为居民洗浴、洗衣等日常生活用水,已施工
7、的 3 口热水井井口封闭,未开发利用,地热现状开发利用属粗放型,造成了一定的地热资源浪费。为充分发挥地热资源效益,科学、合理开采宝贵的地热资源,根据地热资源地质勘查规范5,采用热储法对下汤泉地热资源量进行了预测和评价,达到了预可行性勘查阶段,为初步查明控制的地热资源量,下汤泉地热资源试采及进一步勘查与开发远景规划的制定提供了依据。1 研究区概况1.1 地理位置和气候条件下汤泉地热异常区位于大田城关南部,东往德化,西至永安、三明,东南通闽南“金三角”,地理位置优越,交通便利。下汤泉地热区属中亚热带海洋性季风气候区。温暖湿润,雨量充沛,年平均降雨量为 1 800 mm,年平均无霜期 287 d,年
8、平均降雨日数 172 d,雨期多集中在 5 6 月份,年平均气温为 18.9。1.2 地形(地貌)及地质构造特征区内为低山丘陵地貌,地势西南高东北低,最高点位于西面,标高为 767.2 m,最低点为武陵溪与屏山溪交汇处下游,标高约为 375 m。区内沟谷发育,切割深度为 100 200 m,沟谷断面呈“V”型,局部呈“U”型,地形坡度为 20 50。测区微地貌为山间河谷盆地,河谷为武陵溪中游段,近南北向展布,地表水由南向北径流。该河谷宽为 5 8 m,纵向坡度为 5 10;河谷西侧缓坡地宽为 15 40 m,为田地,接着往西为山坡地,坡度为 25 35;河谷东侧缓坡地宽为50 100 m,为田
9、地和居民区,再往东为山坡地,图 1 下汤泉地热异常区地质略图1第四系冲洪积层;2三叠系溪口组;3温泉群;4抽水试验孔;5观测孔;6已有地热井;7产状;8地质界线;9断层Fig.1 Geological sketch of the Xiatangquan geothermal anomaly area坡度为 25 30。测区出露地层较简单,为三叠系溪口组钙质粉砂岩,河谷和山脚平缓地带为第四系冲洪积层覆盖。地表未见较大的断裂破碎带出露。从已施工的热水井及温泉分布、地形(地貌)特征、地质测绘情况及物探成果资料等综合分析,测区内存在近南北向断层 F1,北西向断层 F2、F3,其中 F1为控热断层,测区
10、大致沿河谷南北向展布,F2、F3为导水断层,分别与 F1交会于温泉群 S02 和 S01 附近(图1)。1.3 地热地质条件1.3.1 地热流体特征根据天然出露温泉(群)温度和各地热孔水温,按照流量加权平均计算下汤泉地热流体温度为62.5。通过对 GK12 孔口水温、水位长期观测成果,区内地热水水位随季节变化略有波动,最大变幅为1.21 m,枯水期埋藏较深,丰水期埋藏较浅;孔口水温受季节气候变化影响小,水温变化曲线较平直,最大变幅约 1.5(图 2)。1.3.2 地温梯度与热储特征选用施工时 SK14 和 GK12 孔内系统测温资料分 福 建 地 质 Geology Fujian 58第 42
11、 卷析该区地温梯度特征,经计算,下汤泉综合地温梯度为 11 /100 m。地温梯度的计算深度从恒温带至测温深度,恒温带地温场特征参数参照三明地区恒温带长期观察资料成果,深度约为 20 m,平均温度约为 20.5。测区地热主要为带状热储(-2 型),储存于构造破碎带中,局部第四系卵砾石层也有储存,为层状和带状复合型热储(-3 型)。带状热储大致沿控热构造 F1延伸,其宽度主要为构造破碎带及其影响范围区,走向近南北向,倾向西,倾角约 80。热传导以对流传热为主,在地下水循环过程中,盖层中入渗补给的冷水遇到由深部热源产生的热能或热流体被加热形成热水,沿构造 F1运移、上升储存于构造破碎带及裂隙密集带
12、中(图3)。1.3.3 地下热水补径排条件大气降水是地下热水的主要补给来源,补给区范围为河流汇水范围,地下热水总体上由南向北径流,大气降水自山区渗入地下,一部分经短暂径流,于山麓坡脚或沟谷地带溢出成泉补给地表水,一部分沿导水断裂带渗入补给、径流,运移至与控热断裂交汇处时接受深部热源加温,形成热水后沿断裂破碎带上升,在地表构造交汇地带以上升泉形式出露,形成温泉(群)。1.3.4 水化学特征下汤泉地热田的水化学类型为 HCO3-Na 型,pH 值为 7.21 7.92,矿化度为427 555 mg/L;总 硬 度 为 44.37 89.42 mg/L;氟离子浓度为6.66 10.75 mg/L;S
13、iO2浓度为 73.08 97 mg/L。参照地热资源地质勘查规范5中的理疗热矿泉水水质标准,区内地下热水中氟、偏硅酸达到了理疗用热矿水的命名标准,可命名为“硅水、氟水”,作为理疗热矿水使用。2 地热资源计算参数热水计算内容包括热储资源与热水资源量,热储资源计算其热流量(热补给量)、热储存量、热可采量,评价其补给量、储存量、可采量。根图 2 下汤泉地热异常区 GK12 长期观测曲线 福建省闽西地质大队,三明地区地热资源调查与评价报告,2016。图 3 下汤泉地热异常区热储模式示意图1残坡积土层;2冲洪积土层;3钙质粉砂岩;4抽水孔及编号;5温泉点及编号;6观测孔及编号Fig.2 Long-te
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