PDF《山东半岛地热资源与开发》

山东半岛地热资源与开发 杜国云 ① ( 烟台师范学院地理系, 烟台 264025) 提要 从地热区域分布、地热水物理和地热水化学诸方面论述了山东半岛的地热地质特征;

结合国 内外地热开发利用途经及本地区地热开发利用现状指出了地热开发利用中存在的主要矛盾和问题, 提出 了适合本地区进一步开发利用地热资源的几点建议与设想.

关键词 山东半岛;

地热地质特征;

地热开发 中图分类号 P314 ① 杜国云 , 男,36 岁,副教授 来稿日期 : 1998-05-22 地热能是地球内部能量表现形式之一, 在 全球分布上有两大特点 : 一是表现为自地球表 层的常温层以下 ,随深度增加而逐渐升温 ,据测 算,地球平均地热梯度为

3 ℃ /100 m .二是表现 为横向分布的极不均衡状况 .据计算, 全球地 表面的平均热流量为

6 .

15 *10 -2 W/m

2 , 但在 高热流区的热流值可达

7 .

37 *10-2 ~

7 .

96 * 10-2 W/m2 ,这些高热流区集中在地球表层的构 造活动带上,如大陆裂谷区、年青山地和大洋中 脊;

在地壳构造活动性差的地区的热流值仅为

3 .

77 *10 -

2 ~

5 .

36 *10-2 W/m2 .在高于平均 地热流量的所谓地热异常区 , 地热梯度明显增 高,构成了地表高热流值的重要热动力背景. 非异常区的地表热流也存在区域上的差异, 其 中热流值相对较高的地段往往与新构造活动断 裂、 地下水深循环和广泛的中酸性岩浆岩分布 有关 .热泉常出现在地表高热流区或地热异常 区,地下热水热汽是地热能的重要储集体和人 类开发利用地下热能的主要对象.目前主要的 开发利用途径包括发电、供暖、种植等多种途 径,为人类带来了巨大的经济效益和社会效益, 尤其是

70 年代以来大陆超深钻探的实施 ,美国 已经提出了利用地下干热能的构想与设计方 案,从而展示了人类开发和利用地下热能的广 阔前景. 位于胶莱河以东的山东半岛, 是山东省境 内四大热泉集中分布区之一 .区内热泉资源十 分丰富 ,共出露 、 揭露热泉点

14 处 ,除即墨一处 外( 属青岛市) , 其余均分布于烟台 、威海两地 市.有关半岛地区热泉最早的研究报道见于

1921 年日本《地学杂志》之 山东省温泉 ,建国 后,原地质部山东省地质局

801 队先后于

1957 年和

1980 年对半岛热泉进行过水文地质勘察 、 研究和制图.烟台市对外开放后, 随着区域经 济发展 ,地热资源的开发利用以及如何以此带 动相关产业的发展已显得十分迫切 .

1 热泉特征

1 .

1 区内热泉及其分布 区内热泉都是天然热水出露点经人工挖掘 而成的 .泉名大都以地名命名 , 泉点在空间分 布上极不均衡 ,除威海市的两处热泉外 ,其余

11 处均位于烟台市境内 ,仅文登县就有

5 处热泉 . 热泉较集中于半岛中北部地区, 东西部差别也 很大, 大致以桃村 ―莱山一线为界, 西部仅有

3 处,东部多达

8 处.此外 ,东部自北而南的温泉 汤、 洪水岚汤、七里汤 、大英汤和小汤五处热泉 点形成了突出的北东向线状排列.

1 .

2 热泉水物理特征 水温 、水压与水流量是反映热泉水物理特 征的三个重要指标, 其中水温是最具特征的物 理参数 , 也是目前热泉类型划分的基本依据 . 根据山东省第三地质矿产勘察院提供的数据 , 半岛热泉水温皆分布于

49 ℃~

94 ℃范围 ,按国 家地质总局水文地质工程研究所提供的热泉水 第17 卷第4期1998 年12 月 地域研究与开发 AREAL RESEARCH AND DEVELOPMENT Vol.

17 No.

4 Dec.

1998 温划分标准,应属于热泉到沸泉范围, 其中汤东 温泉和宝泉汤已经达到了沸泉标准[

1 ] .出水量 是热泉的另一重要参量, 它由水压 、 地下水补给 和开采方式等多方面因素综合控制, 决定着地 热资源的自然开发潜力.根据全区热泉点现有 的抽采量和天然出水量概算 ,区内

13 处热泉的 日出水量约

1 .

5 万m3 .

1 .

3 热泉水化学特性 地下热水在自深处缓慢上升过程中, 溶入 了大量的周围岩石中的矿物质 ,据龙泉汤 、 玉泉 汤、 汤东温泉和温石汤的水化学分析结果( 见表 1) ,热水中普遍含有氯族元素( 氟、氯、溴) 、 硫和 碱金属( 钾 、纳、铁、镁 、钙) , 含硫和钙又是热水 化学成分上的突出特点, 水质近中性略偏碱性 . 但各热泉在元素组成、矿化度上也还有显著差 别.另据文登县志载 : 凡汤皆磺气, 饮之辄作 恶,唯此汤可饮 . 这里的 此汤 系指温泉汤 . 此外, 宝泉汤是本区唯一含微量放射性氡气和 镭的热泉 . 表1山东半岛重要热泉水物理和水化学 泉名 水物理 水温/ ℃ 出水量/ m3 ・日-1单井 水化学 主要元素 特殊元素 矿化度/ g/ L 酸碱度 宝泉汤 70~

80 1500~

2 000 F - C l- Br - SO4 2- K + Na + Ca2+ Mg2+ Fe2+ Rn Ra

17 7.

1 温泉汤

53 960 汤东温泉

94 960 SO4 2- Na + Ca2+ Fe2+ Mg2+ 温石汤

52 1000 F - Cl- SO4

2 - K + 7. 66① 7.

02 龙泉汤

56 F - SO4 2- K + Ca2 + ① 为热水总硬度

2 热泉资源开发利用现状

2 .

1 国内外地热开发基本途径 国内外地热开发的主要目标放在高温的地 热田上, 高温热田具有水温高、资源量大, 集中 分布等特点 , 历来是国内外地热研究与开发的 重点.地热资源的开发与利用与其他能源相比 存在无污染和成本低廉等优势 ,一经开发 ,便会 带来明显的经济效益和社会效益 .目前国内外 地热开发项目包括: ( 1) 地热发电 .针对水温在

100 ℃以上的高温水汽的热汽动力开发项目. 根据塘沽地区地热考察团提供的资料, 冰岛首 都的劳加纳斯( Laugarnes) 地热田和市北郊的雷 基尔( Reykir) 地热田的水温都在

100 ℃以上. 我国西藏羊八井地热田水温达

130 ℃, 均属承 压的水汽流体, 可推动汽轮发电, 上述地热田均 建有中大型的地热发电站 ;

( 2) 地热采暖 .地热 采暖主要针对地下热水储集的大量热能, 通过 自然冷却系统对热能加以利用.象冰岛首都的 雷克雅未克地区 、首都西南的苏杜尔纳斯地区 都以地热采暖为主要的供暖方式;

( 3) 旅游.自 流泉, 尤其是间歇泉的阶段性自喷现象极具观 赏价值 , 而热泉往往成群出现 , 形成一定的规 模,比较适合旅游观光.象美国的黄石公园 、 冰 岛的盖塞尔地区 , 是世界著名的地热观光游览 胜地, 每年都吸引了大批游客;

( 4) 温室种植 . 由地热水自然冷却所散发的热能进行室内种 植.象西藏羊八井地热田就实现了由地热能开 发的室内蔬菜种植 , 从而结束了高寒地区无蔬 菜的历史 .矿区每年为拉萨市提供了大量的新 鲜蔬菜,使高原上的群众生活水平大大提高 .

2 .

2 山东半岛地热资源开发利用现状 半岛地区的地热资源在经历了长期的缓慢 开发之后, 形成了以沐浴为主 ,疗养 、医疗为辅 的基本开发格局.尽管在改革开放后, 地方政 府对地热资源的开发利用有所重视 ,在一些热 泉点上建起了疗养院,但从具体运作来看, 沐浴 仍是疗养院的主要经济来源( 见表 2) .总的来 看,城镇地区的热泉 ,尤其是经济发达地区的沿 海热泉资源开发利用水平偏高, 象宝泉汤、龙泉 汤和汤东温泉 ;

山区内地与经济欠发达地区热 泉开发水平低 ,利用率低 ,浪费现象相当严重 .

3 存在的主要问题

3 .

1 热水利用率低 ,资源浪费现象严重 半岛热泉长期以来形成了单打一的开发模 ・

69 ・ 第4期杜国云: 山东半岛地热资源与开发 表2山东半岛热泉点设施情况一览表 泉名 浴池( 个) 疗养院( 处) 医疗设施 其他设施 龙泉汤

22 1 诊室 光 、电 、理疗 小汤

15 1 病房 汤东泉

80 2 有 游泳池

1 个 温石汤

28 1 有 宝泉汤

100 2 有 温泉汤

30 1 有 艾山汤

2 北汤

10 七里汤

33 1 有 大英汤

10 洪水岚汤

2 呼雷汤

35 1 有 于家汤

12 有式,致使地热资源得不到有效合理分配 ,热 水利用率低, 资源浪费现象严重.全区除宝泉 汤采用地下抽采方式外 ,其余热泉均为天然漏 出水.由于配套设施及综合开发不足, 致使热 水无法得到有效的控制利用.第一是在针对沐 浴项目的开发中 ,因受客源不足的影响, 以及受 季节性的支配 , 出现了热水利用率普遍偏低和 明显的季节性波动.据估计, 全区热水利用率 仅占总水量的

56 %左右 ,客源高峰出现在农历 的腊月, 全年有长达

9 个月时间客源稀少.第 二是开发商的资源意识差 ,对沐浴用水不加限 制,服务程序不合理 ,管理水平低 .第三是价格 不合理 .热泉是一种特殊的地下水资源, 既具 有大量的热能 , 又含有许多对人体有益的矿物 质,其价格应在普通热水之上.但目前全区体 现在泉水上的价格仅相当于普通热水的价格, 甚至还要低 , 客观上也造成了沐浴者对热泉资 源不够珍惜的状况.

3 .

2 综合开发不够 综合开发的具体含义应包括两个方面的内 容: 一是对资源做最大限度的综合开发利用. 综合开发往往建立在单项资源开发基础之上, 综合开发水平在一定程度上又反映出单项资源 的开发水平.目前, 热泉的开发项目很多 ,除了 前述的几方面外 , 还有沐浴、医疗、疗养 、度假、 养殖等功能 , 不同的开发项目受水温的控制明 显,可以形成以水温为主要指标的梯级综合开 发模式 .二是在对热泉资源开发利用过程中, 进行全方位的配套综合开发 ,以热泉开发为龙 头,带动相关行业的发展 .综合开发水平的评 价应以最大限度地利用热水资源 ,最大限度地 带动地方经济为基本的标准.目前, 全区热泉 开发利用水平低,对高温的沸水如汤东温泉 ,仍 采取自然冷却的落后办法用于沐浴 ,或采用参 入冷水的办法解决客源高峰期间的供需矛盾 ;

沿海的宝泉汤 、 龙泉汤等热泉 ,由于综合配套设 施落后 ,不能吸引外地游客 ;

内地不发达地区 , 则由于资金投入不足,已谈不上开发了 .

3 .

3 热泉开发的资金投入不足 半岛地区热泉开发资金主要来自地方财政 或集体经济 , 国家和地方两级开发始于威海宝 泉汤.改革开放后 , 汤东温泉由国家财政投资 建起了一座游泳馆和由行业资金建成了黄金职 工疗养院 .由于地方财政资金有限, 加上人们 目前对地热资源开发潜力的认识上不去, 造成 了资金投入不足,开发不得力 ,地热资源没有真 正地发挥其应有的价值.

4 几点建议

4 .

1 以疗养为依托 ,开发旅游度假项目 热泉疗养对皮肤病、关节炎、心血管疾病都 有明显的治愈效果 , 热泉疗养在本地区已经形 成了普遍意识, 相应的开发设施也已初具规模 , 但此种开发也仅限于一部分群体 .为解决客源 不足 、 效益差的矛盾 ,必须进一步开发旅游度假 项目 ,使热泉开发充满活力 .旅游度假项目的 建设应充分考虑本地区旅游业的发展规划, 适 当增加旅游配套设施的建设和其他旅游资源的 开发建设 .半岛内陆热泉旅游资源的开发还应 积极地与海岸带旅游开发相结合 ,就单纯的沐 浴而言,实施泉浴和海水浴相互配合的洗浴方 式将是今后热泉开发的特色项目 ,并且可以实 现内陆与海岸带游客的双向交流 ,获得整体效 益.汤东温泉 , 可以在西山公园建设旅游度假 村,与北面的金沙滩海上度假村联系起来.积 极开发跨越昆仑山的热泉旅游线 ,将南北部的 热泉点通过昆仑山旅游风景区连为一体 .

4 .

2 适当开发地热采暖 地热供暖是一项具有良好的经济效益和社 会效益的地热开发项目.在美国 ,自1983 年以 来就已经着手中低温热泉的开发利用 .实际 ・

70 ・ 地域研究与开发 第17 卷上,地热采暖成本不足汽油锅炉供暖成本的一 半,与油和煤相比无任何污染和噪声.区内

70 ℃ 以上的热泉 ,如宝泉汤、洪水岚汤、呼雷汤、 汤东温........