石家庄现代农业建设中地热利用的前景分析

目前, 全世界范围能地热能开发利用十分广泛, 新农村环保工作中也得到了重视。国外有关中低温地热资源直接利用的研究起步较早, 研究程度较高。美国、匈牙利等均有关于中低温地热资源用于农业生产的论文及科研报告, 尤其在欧洲对地热资源在农业中应用的前景及存在的问题研究较多, 近几年有关地热尾水、地热资源利用过程中对生态环境影响方面的研究较多。我国地热资源直接利用起步较晚, 但发展迅速, 到2010年我国地热资源直接利用已居世界第一, 有关华北地热的分布、成因等有较深入的研究, 有关地热在典型农业区的应用也进行过深入的研究, 近些年国内有关浅层地热能、中低温地热在现代农业设施中的较多, 在北京、天津及环渤海等区域有较深入的研究, 但利用过程可能产生的地质环境问题研究较少, 有待深入地研究。

1 研究区概况

1.1 研究区自然地理

石家庄地处河北省中南部, 环渤海湾经济区, 距首都北京283km。石家庄是河北省省会城市, 是我国重要的交通枢纽之一, 区内有京广、石太、石德铁路, 有京深、石太、石黄高速公路, 还有多条国道穿市而过, 空中航线有石家庄机场, 形成了四通八达的交通航空体系, 交通条件十分方便。

1.2 气象、水文

本区属温带半湿润、半干旱大陆性季风气候, 四季分明。多年平均气温13℃左右, 1月份最低, 月平均气温0.6℃左右;7月份最高, 月平均气温26℃左右。全年极端最低气温-26.5℃, 极端最高气温42.7℃。全年无霜期180~210d。最大冻土深度53cm。多年平均降水量450~750mm。石家庄市主要河流是滹沱河, 属海河流域子牙河水系。滹沱河源于山西省繁峙县, 全长540km, 流域面积23000km2。在20世纪80年代以前, 年平均径流量为23亿m3/a, 20世80年代以后基本处于干枯状态。区内主要有黄壁庄水库、石津灌渠、民心河等水利工程。黄壁庄水库建在滹沱河的上游, 库容分别为12.1亿m3。黄壁庄水库是石家庄城市供水的重要水源。

1.3 地热地质概况

根据区域资料及工作区内的地层层序推断, 工作区内可能的热储层主要为新近系明化镇组、馆陶组、古近系、白垩系、奥陶系、寒武系和中新元古界。开发馆陶组热储最有潜力的地区是栾城县县城东部温家庄-故意一带, 藁城市南部梅花-贯庄一带和北部与无极县交界一带;基岩热储的出水量主要受岩溶和断裂发育程度影响, 将有多条断裂交汇的局部凸起地段作为基岩热储地热研究的重点部位。

2 农业地热开发利用前景及存在问题

2.1 研究区农业地热开发利用前景

研究区进行过较为详细的地热资源调查、勘查与评价工作, 积累了丰富的地热地质资料;但地热勘查区主要集中在辛集、温塘等地热田, 大部分山区及平原区研究程度不高, 尤其农村地区地热资源勘查研究程度较低。探索地热利用在农业中的应用前景及存在问题, 将推动石家庄现代农业建设的进程。同时地热资源开发利用过程中也存在地质环境问题, 对地热资源在现代农业建设中的发展前景较好针对利用过程可能出现的问题进行分析, 从而规划现代农业中地热资源的合理开发利用, 将助力于石家庄现代农业建设。

2.2 研究区农业地热开发利用过程中存在的问题及对策

与此同时, 研究区农业地热开发利用过程亟待解决以下问题。

不同区域地热开发利用的程度不同, 例如典型农业区、山区及平原地热异常区地热开发利用差异明显, 应该对已有资料及成果进行深入整理分析, 掌握石家庄地区目前浅层地热能、中低温地热资源开发利用的现状, 选取典型的地热资源综合开发利用示范区进行研究, 掌握石家庄现代农业建设中地热资源开发利用情况。

参考已有及资料调研成果, 对研究程度及开发利用程度较低的区域, 对农业区地热资源开发潜力进行评估, 借鉴现阶段开发利用过程中出现的地质环境问题, 提出应对措施。

对现代农业建设中, 提出地热资源开发利用的布局, 初步按照平原地热区、山区地热区进行划分, 平原地热区开展基岩热储勘查工作, 依据中低温地热资源、浅层地热资源赋存条件的差异, 针对不同区域提出合理的规划。

3 结论与建议

石家庄即是现代农业示范区, 也是中低温地热资源较为丰富地区域, 然而不同地域地热资源勘查评价程度差异较大, 在现代农业建设的步伐引领下, 伴随全社会发展低碳经济、实现节能减排的形势, 石家庄现代农业建设中地热资源开发利用的潜力较大, 合理的开发利用会产生良好的社会、经济和环境效益。

地热资源开发利用过程中注重综合梯级利用, 对不同区域采取与之适应的地热产业发展, 在平原区发展温室蔬菜、花卉种植等, 打造现代农业示范工程区;山区地热区侧重于洗浴、种植、养殖和供暖, 建设现代农业观光旅游区。