舒珺 童澤昊

摘 要：地?zé)崮苁俏覈岢龅氖糯笮陆ㄖ?jié)能技術(shù)中的其中一種綠色低碳、可再生能源，通過地?zé)豳Y源給社會帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，淺層地?zé)豳Y源的綜合開發(fā)利用具有十分廣闊的前景。本文敘述了在武漢市開發(fā)利用淺層地?zé)崮艿目尚行约胺椒?，地?zé)崮艿拈_發(fā)和武漢市經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及環(huán)境的關(guān)系。

關(guān)鍵詞：淺層地?zé)崮?武漢 開發(fā)利用 可行性 方法

中圖分類號：P641 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）01（c）-0038-02

1 武漢市地?zé)豳Y源概況

武漢市地下水資源優(yōu)質(zhì)、豐富，長江漢江一級階地的松散巖類孔隙承壓水極為適宜地下水式地源熱泵的運行。武漢市以崗狀平原為主，地形起伏不大，熱物性參數(shù)穩(wěn)定，地埋管式地源熱泵在武漢也具有較好的應(yīng)用前景。因此，地源熱泵系統(tǒng)在武漢市具有十分廣闊的應(yīng)用前景和巨大的市場競爭力。

1.1 地層巖性

武漢市除黃陂、新洲區(qū)以北及東部分布有元古界大別群與紅安群變質(zhì)巖系外，其他地域分布為古生界至新生界地層。古生界地層地表出露不廣，多隱伏于新生界地層之下，除個別地層缺失外，發(fā)育了一套較完整的陸海相沉積。此外，本區(qū)北部和南部還零星分布有大別期、揚子期、燕山期的侵入巖和產(chǎn)于白堊-近古系東湖群地層中的噴出巖。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造

武漢市大地構(gòu)造上處于淮陽山字型弧頂西側(cè)與新華夏系第二沉降帶的復(fù)合部位，江漢盆地東部的武漢臺褶束，介于江漢斷陷和梁子湖凹陷之間一個相對隆起的構(gòu)造單元。武漢市表層大面積為第四系覆蓋、構(gòu)造殘缺不全，但仍清晰可見這是一個北西向的擠壓帶，由志留系至二疊系（局部三疊系）的褶皺組成，褶皺形態(tài)以線性為特征，武漢一帶多呈向南倒轉(zhuǎn)的同斜褶皺。

1.3 尋找地?zé)豳Y源的可行性

武漢市區(qū)具備“源”“導(dǎo)”“儲”“蓋”地?zé)豳Y源形成的地質(zhì)條件，存在地?zé)豳Y源可行性。

（1）結(jié)合湖北省地?zé)豳Y源出露分布，淮陽山字型構(gòu)造體系中的脊柱、弧頂、前弧西翼以及反射弧弧頂分布的溫泉比較多，約占全省溫泉點57%，一般為中低溫地?zé)?。武漢市大地構(gòu)造上處于淮陽山字型弧頂西側(cè)，可能存在中低溫地?zé)帷?/p>

（2）武漢市地區(qū)位于上地幔隆起部位，據(jù)湖北省莫氏面等深線圖，武漢市地區(qū)莫霍面埋深約28km，是湖北省全省上地幔埋藏最淺、地殼最薄的地區(qū)。一般來說，莫霍面埋藏越淺，低溫梯度相對越大，低溫相對越高，具備了深部熱源條件。

（3）武漢市“斷凸”（斷塊凸出）是在上地幔隆起的基礎(chǔ)上，被周邊斷裂分割而成，經(jīng)歷多次構(gòu)造運動，它們都深切基底，甚至到達(dá)上地幔，給地下水深循環(huán)和獲得地?zé)崮軇?chuàng)造了條件，而“斷凸”內(nèi)部主要受淮陽山字型前弧西翼北西-北西西向斷裂和新華夏系北北東向斷裂的控制，將“斷凸”分割成不規(guī)則的方塊狀，使斷裂互相溝通，形成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)通道，導(dǎo)熱構(gòu)造發(fā)育，對地下熱源的循環(huán)更為有利。

（4）有較好的保溫層。武漢市志留系厚度達(dá)800m以上，巖性為砂頁巖和泥巖，是較好的隔熱保溫層。

（5）有較好的熱儲層。志留系下伏震旦系、寒武系及奧陶系碳酸巖石，裂隙巖溶發(fā)育，是較理想的熱儲層。

2 淺層地?zé)崮艿拈_發(fā)利用

地?zé)崮苁堑厍騼?nèi)部貯存的熱能，它包括地球深層由地球本身放射性元素衰變產(chǎn)生的熱能-深層地?zé)崮芗暗厍驕\層由接受太陽能而產(chǎn)生的熱能-淺層地?zé)崮?。淺層地?zé)崮苡商柲苻D(zhuǎn)換而來蘊藏在地球表面淺層的土壤中，溫度比較穩(wěn)定，冬季溫度略高于當(dāng)?shù)仄骄鶜鉁?℃～5℃，夏季比室溫低。其開發(fā)成本和技術(shù)相對也低，且不受地理環(huán)境的影響，特別適合于建筑物的供暖與制冷，因而受到了暖通空調(diào)及節(jié)能行業(yè)越來越多的關(guān)注。

淺層地?zé)崮艿睦?，主要是通過熱泵技術(shù)的熱交換方式，冬季將賦存于地層中的低位熱源轉(zhuǎn)化為可以利用的高位熱源，為建筑物供熱；夏季根據(jù)同一原理為建筑物制冷。由于地下溫度穩(wěn)定且很接近房屋居住所需的溫度，因此，相對于燃煤、燃油的供暖供冷系統(tǒng)，以大地為提取熱量或排放熱量的熱源熱泵能耗大幅度降低，同時還減少了燃燒產(chǎn)物的排放及制冷劑如氟利昂的用量，對保護(hù)環(huán)境十分有利。

3 淺層地?zé)崮艿膽?yīng)用前景

淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用發(fā)展迅速。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，我國的能源形勢日趨嚴(yán)峻，特別是2004年以來，國際能源供求關(guān)系失衡，石油價格飛漲，加劇了我國能源的緊張局面。加之我國能源生產(chǎn)的增長速度，遠(yuǎn)低于國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的增長速度，能源的增長遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。地?zé)崮芫哂星鍧?、環(huán)保、資源豐富、就地取用方便等優(yōu)點，與其他可再生能源比較下其分布較為均勻，不需要中間轉(zhuǎn)換即可直接使用，不會因為天氣原因的影響等優(yōu)勢。淺層地?zé)崮苁堑責(zé)崮墚?dāng)中的一種形式，與其他資源相比下，優(yōu)勢越加顯著，無需打較深的地?zé)峋纯墒褂?，價格低廉，進(jìn)而受到人們注重。

4 淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用對地質(zhì)環(huán)境的影響

淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用主要有兩種方式，即地下水地源熱泵系統(tǒng)和地埋管地源熱泵系統(tǒng)。隨著使用淺層地?zé)崮茼椖康脑龆唷⒁?guī)模的擴(kuò)大，不同利用方式在其發(fā)展過程中出現(xiàn)了一些問題，如地下水源熱泵系統(tǒng)地下水回灌難，造成水位下降，地面沉降、系統(tǒng)整體不節(jié)能、水質(zhì)污染、地溫場的變化等問題。目前，由于缺乏必要的地質(zhì)環(huán)境影響監(jiān)測系統(tǒng)，淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用對地質(zhì)環(huán)境的影響沒有定論。

淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用可能造成水質(zhì)污染是因為不同水質(zhì)的含水層混抽灌引起的。對于直接進(jìn)入機組的地下水，工質(zhì)、潤滑油的泄露也是水質(zhì)污染潛在的危險。因此，需要對地下水位、水質(zhì)、水溫進(jìn)行長期監(jiān)測，以便及時發(fā)現(xiàn)問題。

5 結(jié)語

淺層地?zé)崮芾玫卦礋岜眉夹g(shù)替代了石能源作為一種新資源應(yīng)用于建筑物的取暖與制冷中。武漢市具有獨特的水文地質(zhì)特征，滿足地?zé)崮艿馁x存條件。武漢市采用地?zé)崮苓_(dá)到了節(jié)能減排及可持續(xù)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)要求，對建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會具有十分重要的意義。

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