开封市超深层地热水人工回灌补源研究问题的提出

  资源与环境是人类生存和可持续发展的基础条件，保护资源和环境是促进社会繁荣进步的一项重要战略任务。进入 20 世纪以来，随着人口增长及科学技术的快速发展，对各种资源和能源的开发与利用程度也越来越高，相应的带来一系列问题。地热资源作为一种清洁环保的新能源，自古以来就被人类开发利用，但近十几年以来，由于钻井技术的提高，超深层的地下热水资源开始被大量的开发利用，盲目开采、无节制的使用热水资源等现象凸显出来。大量的开采地下热水资源会导致热水资源枯竭、地面沉降等环境地质问题。为解决这些问题，多国都开展了保护地下热水的研究工作。人工回灌作为一种可以有效补充地下水源，恢复或提升地下水位，促进资源可持续利用的手段，在地热水资源保护中发挥着重要作用。

 

  开封市是河南省地热资源开发利用程度较高的地区，地热水为城市经济发展和居民生活水平的提高做出很大贡献。其所处的开封凹陷区内蕴藏的地下热水资源，水质好，水温高，含有多种对人体有益的微量元素，可作为天然饮用矿泉水、医疗和洗浴用水，并且该区地热资源埋藏相对较浅，易于开采，资源利用价值高。目前市区地下热水的主要开采层属于新近系明化镇组、馆陶组中段和古近系东营组下段热储层，开采深度最大达到 1800m，埋深大于 600m 的开采深井共有 88 眼，约一半深井开采层位为埋深1000~1200m 含水层，主要供给工业、酒店洗浴、居民生活等，少数用于冬季取暖。开采井基本上集中于黄汴河以西、大梁路以南、魏都路以北、西护城堤以东和西城开发区等区域。伴随着城市经济发展和人们需求的提高，地热水的开采强度逐年加大，过密过量开采造成水位持续下降、单位出水量减少和水井吊泵等问题。部分开采井的水位埋深已由最初的 14m 下降到现在的 60.25m，尤其在开采井集中的中心城区，地下水位呈单边持续下降趋势，出现不断扩大的水位降落漏斗区。

 

  多年来开封市在开发利用地热资源的同时，针对地热水无序开发带来的问题，曾开展了多项地下热水保护研究工作，制订相应的管理办法和法规文件，主要将保护措施着眼于资源的开采控制和有效利用上，但由于可操作性的限制以及与城市建设发展不相适应而没有取得较好的成效。城市建设的加快和居民生活水平的提高，对地热资源的需求量只会越来越大，强行限制地热水开采是不现实的。在这种情况下，要想解决地热水开发与保护的矛盾，就要开源节流。一方面提高地热水资源的利用效率，一方面进行人工2补充地热水资源，增加可持续使用的资源量，使有限、宝贵、洁净的地下热水资源可以实现良性循环，为社会经济的发展和人民生活水平的提高发挥最大的效益。可见实施人工回灌以科学方法保护超深层地热水资源，是当前开封市地热利用中亟待解决的问题。

 

  在实施回灌工程之前，必须要对区域的地质构造及水文地质条件进行研究，掌握地热水储藏的基本特征，了解回灌效果，探讨回灌在该区的可行性及合理的回灌模式等，为建设回灌工程提供依据。