摘要：明月山是江西的一個(gè)旅游風(fēng)景區(qū)，有著豐富的地?zé)豳Y源。文章就江西明月山地?zé)崴镜責(zé)崽锏目晒醿?chǔ)總量、回灌擴(kuò)儲(chǔ)機(jī)理與試驗(yàn)結(jié)果數(shù)理統(tǒng)計(jì)等方面進(jìn)行了前瞻性分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：江西明月山；地?zé)崴?；熱?chǔ)；回灌擴(kuò)儲(chǔ)機(jī)理；地?zé)豳Y源 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：P314 文章編號(hào)：1009-2374（2015）30-0008-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.30.004

1 地?zé)豳Y源儲(chǔ)存量分析

根據(jù)本區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)條件和規(guī)范推薦方法，計(jì)算熱儲(chǔ)中儲(chǔ)存的熱量，估計(jì)熱田地?zé)豳Y源的潛力，按式（1）至式（6）估算，估算結(jié)果詳見表1：

2 可采地?zé)崴款A(yù)測(cè)

2.1 熱儲(chǔ)可轉(zhuǎn)換的地?zé)崴糠治?/p>

依據(jù)地?zé)崃黧w可開采量所采出的熱量，按式（7）和式（8）計(jì)算本地?zé)崽镒蚤_發(fā)至今已開采的熱能如表2：

雖然溫湯地?zé)釤醿?chǔ)類型為構(gòu)造型熱儲(chǔ)，地下水通過斷層或斷層破碎帶進(jìn)行循環(huán)對(duì)流，在徑流過程中不斷吸收圍巖的熱量，同時(shí)還有部分地下熱水補(bǔ)充，成為地?zé)崽锏闹饕獰嵩?。溫湯地?zé)岬膩碓粗饕ㄟ^傳導(dǎo)和對(duì)流來自深部的大地?zé)崃鳌８鶕?jù)以上類比計(jì)算結(jié)果對(duì)比，地?zé)崽餆醿?chǔ)存量極為豐富，自1972年到目前為止，所采出的熱能僅為本地?zé)崽?8℃熱儲(chǔ)范圍內(nèi)儲(chǔ)存總熱量的2.26/100000。

上述分析表明，溫湯地?zé)崽锏責(zé)豳Y源的潛力仍具較大空間，這僅僅是基于理論分析與實(shí)際開采量的簡(jiǎn)單對(duì)比。實(shí)際上，地?zé)崮芰磕芊褶D(zhuǎn)化為地?zé)崴艿街T多因素的控制，包括水循環(huán)通道、熱源平面與深度分布特征、儲(chǔ)熱地層的熱傳導(dǎo)性能、地下礦物質(zhì)溶解特性等，這些因素不僅制約了可轉(zhuǎn)化熱能總量，同時(shí)也制約了單一時(shí)段內(nèi)的可轉(zhuǎn)換熱量（日均可轉(zhuǎn)換量），而有關(guān)于這方面的實(shí)例研究，目前在國(guó)內(nèi)仍無成功的實(shí)例。若本地?zé)崽锖?jiǎn)單按可轉(zhuǎn)換總熱能為58℃熱儲(chǔ)范圍內(nèi)總熱能的0.5‰測(cè)算，目前尚有可采熱能為1.14×1011MJ，按可采地?zé)崴疁乇３衷谀壳暗?8℃估算，根據(jù)式（7）和式（8）反推，其轉(zhuǎn)化為可采地?zé)崴Y源的總量為2000000m3/d，按百年開采周期均計(jì)，轉(zhuǎn)化后的單日可采地?zé)崴繛?0000m3/d。簡(jiǎn)單測(cè)算表明，如果存在一定的熱能交換條件與水循環(huán)通道，采用人工回灌的方式，本地?zé)崽锏牡責(zé)崴刹闪烤哂邢鄳?yīng)的保障。

2.2 回灌機(jī)理分析

關(guān)于回灌機(jī)理尚有許多未知，為確保地?zé)嵯到y(tǒng)的質(zhì)、量平衡，適當(dāng)減少回灌量，調(diào)整采灌比，加大開采降深，開采量有在目前10000m3/d的基礎(chǔ)上提高的可能。其可能性可從以下各方面予以論證：

2.2.1 增大降深可適當(dāng)提高開采量。根據(jù)1971年大量的開采回灌試驗(yàn)得出的結(jié)論是，Q=f（s）基本上是一條直線，生產(chǎn)井的涌水量決定于最大降深值和單位涌水量的積。以此作為依據(jù)，按2008年回灌開采試驗(yàn)的單位涌水量測(cè)算。通過計(jì)算，當(dāng)開采降深在試驗(yàn)降深的基礎(chǔ)上增加1m時(shí)，回灌量在2008年13366m3/d時(shí)，地?zé)崽锏拈_采量預(yù)計(jì)可達(dá)14615m3/d。且據(jù)觀察資料顯示，近兩年來溫湯地?zé)崽锼惠^2012年以前上升約1.70m，如果當(dāng)開采加大降深不超過1.7m時(shí)，溫湯溫泉不會(huì)斷流。在原基礎(chǔ)上適當(dāng)加大降深的情況下，溫湯地?zé)崽镩_采量有適當(dāng)提高的前景。

2.2.2 調(diào)整采灌比可適當(dāng)提高開采量。2011年進(jìn)行了回灌量20181m3/d、出水量為13053m3/d的回灌抽水試驗(yàn)。水溫由抽水前的64℃降至58℃，其化學(xué)成分雖仍在可變范圍之內(nèi)，但F、SiO2、H2SO3都有下降。說明當(dāng)?shù)責(zé)崽锘毓嗔繛?0181m3/d、采灌比為0.64時(shí)，地?zé)崴€未發(fā)生質(zhì)變，但已經(jīng)發(fā)生了一些可以直感的變化，筆者認(rèn)為已近臨界。因此，減少回灌量、調(diào)整采灌比再進(jìn)行試驗(yàn)，可開采量可能還有提升的空間，但再試驗(yàn)時(shí)不宜超越“臨界”。根據(jù)歷次試驗(yàn)對(duì)比，初步預(yù)測(cè)當(dāng)采灌比為0.80、回灌量不超越“臨界”15000m3/d時(shí)，可開采量可達(dá)12000m3/d。根據(jù)溫湯地?zé)崽锏男纬蓹C(jī)理，按照熱交換定律，對(duì)回灌量與水溫關(guān)系分析，為保證地?zé)崽镩_采水溫保持在58℃，需進(jìn)一步進(jìn)行勘查工作，了解地?zé)崽锷喜坷渌畬铀考疤卣鳎冶仨殞?duì)生產(chǎn)開采過程中回灌水量進(jìn)行計(jì)量。上部冷水含水層的連通補(bǔ)給量和地表冷水回灌量的總和不能超過15000m3/d。在此回灌量的基礎(chǔ)上，當(dāng)采灌比提高為0.80時(shí)，可開采量可達(dá)12000m3/d，但該預(yù)測(cè)必須進(jìn)一步通過循序漸進(jìn)的回灌試驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證，方可實(shí)施。

2.3 回灌試驗(yàn)數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)生產(chǎn)性回灌技術(shù)進(jìn)行深入研究，使之成為一個(gè)可循環(huán)利用的開發(fā)與保護(hù)并舉的良性循環(huán)。保護(hù)地?zé)崽铮ǖ責(zé)嵯到y(tǒng)）在人為開采條件下的能量平衡，建立科學(xué)的、良性的開發(fā)工程體系。回灌機(jī)制雖然比較明晰，但長(zhǎng)期回灌開發(fā)情況下的變化和預(yù)測(cè)仍存在許多未知。按照熱交換定律，假定熱儲(chǔ)中儲(chǔ)存的熱量及熱儲(chǔ)中儲(chǔ)存的水量保持恒定。通過不同回灌冷水量與地?zé)崴臒峤粨Q估算結(jié)果，進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，可以求出如下回歸方程的關(guān)系：

T=-12.83ln（Q灌）+185.28（R?=0.9988）（10804≤Q灌≤20181）

因2011年后的人工回灌量未進(jìn)行計(jì)量，5#回灌井的冷水滲入量也是未知數(shù)據(jù)，但開采統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，在現(xiàn)有7000m3/d的開采情況下，58℃的開采水溫具有完全的可保障性。其開采量是否能增大到2011年當(dāng)期試驗(yàn)結(jié)果的13000m3/d，尚需待后期的開采監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)以分析，但總體上看，進(jìn)一步增大開采量后，溫度的可保證度仍然會(huì)較高。如上回歸方程的關(guān)系，為保證地?zé)崽镩_采水溫保持62℃，冷水回灌量不能超過15000m3/d。若控制在58℃時(shí)，則冷水回灌量不宜超過20000m3/d。事實(shí)上，2011年當(dāng)期的回灌試驗(yàn)因5#回灌井上部冷水含水層與該鉆孔主要熱水含水段的連通，其具體的回灌量到底是多少尚不明確，總體應(yīng)在20000m3/d以上。

3 結(jié)語(yǔ)

綜合上述分析預(yù)測(cè)結(jié)果，初步認(rèn)為本地?zé)崽锞哂型ㄟ^回灌擴(kuò)儲(chǔ)至15000m3/d的可能性，理想條件下，其水溫的一般可保持在58℃～64℃左右，但水化學(xué)成分的變幅情況目前仍難以做出較為明確的分析。最終其可持續(xù)開發(fā)的地?zé)崴颗c水質(zhì)變化如何，尚需通過進(jìn)一步的回灌試驗(yàn)與試驗(yàn)性開采進(jìn)行驗(yàn)證。另外，目前的采灌試驗(yàn)數(shù)理統(tǒng)計(jì)相關(guān)性較好，且上述有關(guān)調(diào)整降升或采灌比的分析僅為依據(jù)現(xiàn)有回灌系統(tǒng)與回灌試驗(yàn)結(jié)果而來，下一步或可通過調(diào)整回灌孔布置、回灌點(diǎn)深度等方式，探尋進(jìn)一步擴(kuò)儲(chǔ)的可能，并作進(jìn)一步探討與研究。

作者簡(jiǎn)介：陳丹（1983-），女，江西上饒人，江西省勘察設(shè)計(jì)研究院工程師。

（責(zé)任編輯：周 瓊）