關(guān)于地?zé)崴坑?jì)算的探討

■鄧建軍

（江西省地礦局水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì) 江西南昌 330095）

關(guān)于地?zé)崴坑?jì)算的探討

■鄧建軍

（江西省地礦局水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì) 江西南昌 330095）

地?zé)崴且环N新型清潔能源，地?zé)崴拈_發(fā)現(xiàn)在很多城市建設(shè)中是很常見的。本文介紹了一些概念和地?zé)崴Y源論證工作的步驟和方法，希望能和大家探討和交流。

地?zé)崴責(zé)崽锏責(zé)岬刭|(zhì)條件

1 地?zé)崴Y源綜述

地?zé)崴Y源是指在可預(yù)見的時(shí)期內(nèi)，地殼可以被開發(fā)和利用，以其熱能為主要利用目的的地下水(含水汽)及其有用組分。地?zé)崽锸侵冈谀壳凹夹g(shù)經(jīng)濟(jì)條件下可以采集的深度內(nèi),富含可經(jīng)濟(jì)開發(fā)和利用的地?zé)崴Y源的地域。它一般包括熱能儲(chǔ)、蓋層、地?zé)崴ǖ篮蜔嵩此拇笠?，是具有共同的熱源，形成統(tǒng)一熱儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，可用地質(zhì)、物化探方法圈閉的特定范圍。

根據(jù)成因類型地?zé)崴Y源大致可以分為：沉積盆地型、隆起山地型和干熱巖三種類型。地?zé)崴某梢蝾愋蜎Q定其發(fā)生環(huán)境，溫度和水質(zhì)，不同溫度的地?zé)崴饕猛臼遣煌?，地?zé)崴Y源論證可以根據(jù)地?zé)豳Y源的分類，地?zé)豳Y源按溫度為高溫和中溫、低溫三種。根據(jù)地?zé)崽镆?guī)模分為大型、中型、小型三種。

2 地?zé)岬刭|(zhì)條件分析

接到任務(wù)后的論證單位，應(yīng)首先了解業(yè)主采取地下水熱水的使用目的（工業(yè)，農(nóng)業(yè)，水產(chǎn)養(yǎng)殖，取暖，醫(yī)療，旅游，等等）和熱的要求、水的數(shù)量和質(zhì)量，再確定的工作量，工作內(nèi)容，技術(shù)要求及精度。

2.1 資料收集

充分利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，收集地?zé)崽镆酝牡責(zé)崴Y源勘查成果。已開發(fā)利用的地區(qū)，對(duì)地?zé)崴Y源開發(fā)利用現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查。收集地?zé)崽飫?dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，掌握地?zé)豳Y源水位、水溫和水量的變化；預(yù)測(cè)熱水利用率，計(jì)算開采范圍，了解降落漏斗的范圍和發(fā)展趨勢(shì)，為地面塌陷、地面沉降等環(huán)境地質(zhì)問題提供基礎(chǔ)資料。

2.2 地?zé)岬刭|(zhì)條件分析

2.2.1 地?zé)崽锏刭|(zhì)研究

地?zé)岬刭|(zhì)條件包括地?zé)岬刭|(zhì)條件，地?zé)崽?，地?zé)醿?chǔ)層和儲(chǔ)水條件四個(gè)方面分析。地?zé)岬刭|(zhì)研究包括地層，構(gòu)造，巖漿地?zé)崽铮ɑ鹕剑┑难芯炕顒?dòng)和地?zé)岬刭|(zhì)條件的顯示特性，闡明地?zé)崽?，地?zé)釤醿?chǔ)蓋層的控制，確定水的電導(dǎo)率和熱控制結(jié)構(gòu)。地?zé)崽锸鞘軘鄬涌刂疲攸c(diǎn)應(yīng)放在斷層的形態(tài)，大小，形狀，匹配關(guān)系等特點(diǎn)，闡明斷裂系統(tǒng)和地?zé)岬年P(guān)系。層狀地?zé)崽?，詳?xì)劃分地層，確定地層時(shí)代，區(qū)分儲(chǔ)層和蓋層。針對(duì)儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)，研究?jī)?chǔ)層的巖性，厚度及分布范圍，與儲(chǔ)層孔隙的地質(zhì)因素，地?zé)崃黧w儲(chǔ)存，斷裂和喀斯特影響遷移，富集。應(yīng)對(duì)地?zé)崽镏苓呥M(jìn)行地質(zhì)調(diào)查、地球物理和地球化學(xué)等必要的工作。

探索地?zé)崽锏男纬杉把a(bǔ)給、徑流和排泄條件。

2.2.2 地溫場(chǎng)研究

地溫場(chǎng)的研究包括確定地溫和地溫場(chǎng)梯度的空間變化，地?zé)岙惓ＨΧǖ姆秶?，熱通量的?jì)算，和熱儲(chǔ)溫度計(jì)算，地?zé)岙惓５某梢颍瑹醿?chǔ)結(jié)構(gòu)，熱控制結(jié)構(gòu)和可能的熱源來進(jìn)行合理的分析和推理。對(duì)儲(chǔ)層巖性和厚度的識(shí)別研究，熱儲(chǔ)層埋藏深度和邊界條件的分布區(qū)域，確定儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)，在滲透性儲(chǔ)熱、儲(chǔ)熱，地?zé)崃黧w的壓力，溫度，產(chǎn)量及其變化，儲(chǔ)層的孔隙度，測(cè)定滲透系數(shù)，熱導(dǎo)率，水（彈性貯水系數(shù)）和壓縮系數(shù)，對(duì)資源量的計(jì)算提供依據(jù)。

2.2.3 地?zé)崴x存條件研究

地?zé)崴x存條件分析一般應(yīng)化學(xué)成分組成，地?zé)崴凰販y(cè)定，有用組分、有害成分等。地?zé)崴痛髿饨邓年P(guān)系分析，在室溫條件下，地表水和地下水，并確定供水，儲(chǔ)存，運(yùn)輸源，設(shè)置放電條件；高溫地?zé)犷I(lǐng)域應(yīng)當(dāng)認(rèn)定為水相，地?zé)崤欧牌?，干蒸汽，氣體成分，并為開發(fā)地?zé)豳Y源利用和環(huán)境影響評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。

2.2.4 地?zé)崴Y源勘查

地?zé)崴Y源勘查工作分為調(diào)查、預(yù)可行性勘查、可行性勘查和開采四個(gè)階段，論證范圍內(nèi)地?zé)崴Y源量的分析計(jì)算是在地?zé)崽锏脑敵晒幕A(chǔ)上進(jìn)行，開采階段的工作內(nèi)容和技術(shù)要求如下所述。

（1）綜合分析區(qū)內(nèi)已有的地質(zhì)、水文地質(zhì)、地?zé)岬刭|(zhì)、深部地?zé)徙@井及地球物理勘查資料,詳細(xì)查明地?zé)崽锘蜓芯繀^(qū)內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造、巖漿活動(dòng),熱儲(chǔ)巖性、厚度、分布范圍及其埋藏條件,建立準(zhǔn)確的地?zé)岬刭|(zhì)概念模型。

（2）全面分析地表熱顯示及井孔測(cè)溫資料,詳細(xì)查明區(qū)內(nèi)的地?zé)嵩鰷芈?、勘查深度?nèi)地溫場(chǎng)的空間變化規(guī)律,準(zhǔn)確確定熱儲(chǔ)溫度。

（3）對(duì)地?zé)崃黧w動(dòng)態(tài)（開采量、水頭壓力、水溫、水質(zhì)）進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)研究,定期普測(cè)全區(qū)地?zé)崃黧w壓力、溫度、化學(xué)組份變化,分析不同儲(chǔ)層和主要開采熱儲(chǔ)層的開采量變化及其引起的地?zé)崃黧w壓力、溫度、水質(zhì)動(dòng)態(tài)變化規(guī)律,建立評(píng)價(jià)區(qū)熱儲(chǔ)滲流模型與地球化學(xué)模型。

（4）依據(jù)熱儲(chǔ)特征、地?zé)崽镩_發(fā)的實(shí)際需要與可能,對(duì)熱儲(chǔ)進(jìn)行回灌試驗(yàn)研究,查明回灌對(duì)地溫場(chǎng)與滲流場(chǎng)的影響,確定最佳的回灌地段、層位、采灌比、采灌井的合理布局及保持地?zé)崽锍掷m(xù)開發(fā)利用的采灌強(qiáng)度。

（5）建立地?zé)豳Y源地理管理信息系統(tǒng)與地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)的數(shù)學(xué)模型,主要利用地?zé)峥辈?、采灌試?yàn)及多年動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)資料,采用數(shù)值法、解析法、統(tǒng)計(jì)分析法與熱儲(chǔ)法，計(jì)算驗(yàn)證地?zé)崃黧w可開采量、地?zé)醿?chǔ)量并做出評(píng)價(jià),提出相應(yīng)時(shí)段的地?zé)豳Y源/儲(chǔ)量報(bào)告,其成果應(yīng)滿足地?zé)豳Y源持續(xù)開發(fā)與科學(xué)管理的需要。

工作內(nèi)容和技術(shù)要求可依據(jù)GB/T 11615-2010《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》執(zhí)行。

3 地?zé)崴Y源量的計(jì)算

一般情況下，建設(shè)項(xiàng)目對(duì)地?zé)崴Y源量的需求涉及兩個(gè)方面：一是指地?zé)崴目苫厥盏責(zé)豳Y源量(熱量)；二是指地?zé)崴目刹少Y源量(水量)。

3.1 地?zé)豳Y源量(熱量)計(jì)算

地?zé)豳Y源量(熱量)計(jì)算在地?zé)崽锞C合分析研究基礎(chǔ)上，根據(jù)形成地?zé)崽锏臒嵩础⒌責(zé)岬刭|(zhì)條件和地?zé)崃黧w牲，建立計(jì)算模型，采用國(guó)際上通用的儲(chǔ)量體積法進(jìn)行計(jì)算，分析計(jì)算參數(shù)的選取和確定方法應(yīng)符合GB/T 11615-2010《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》和DZ40-85《地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)方法》。儲(chǔ)量體積法不但適用于非火山型地?zé)豳Y源量的計(jì)算，而且適用于與近期火山活動(dòng)有關(guān)的地?zé)豳Y源量計(jì)算。不僅適用孔隙裂隙型熱儲(chǔ)。凡條件具備的地方，都可以采用這種方法。

地?zé)豳Y源量其他計(jì)算方法還有自然放熱量推算法、水熱均衡法以及類比法和水文地質(zhì)學(xué)計(jì)算法等，具體方法和技術(shù)要求按照GB/ T 11615-2010《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》中的規(guī)定，參照DZ40-85《地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)方法》執(zhí)行。

3.2 地?zé)崴目砷_采量(水量)

地?zé)崴鄬?duì)于一般地下水資源量來說，埋藏較深，在進(jìn)行地?zé)崴目砷_采量計(jì)算時(shí)，要根據(jù)地?zé)崴梢蚝唾x存條件確定是孔隙水、裂隙水還是巖溶水，然后，按照相應(yīng)的地下可開采量的計(jì)算方法計(jì)算地?zé)崴砷_采量，本文就不再介紹了。

[1]金麗燕，魯云龍，王益軍.關(guān)于地?zé)崴坑?jì)算的探討 [J].地下水，2010（06）.

[2]兀少波，邵睿濤.混層開采地?zé)峋糠峙浞椒ㄌ接?[J].地下水，2013（06）.

P314[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-11-360-1