西平县浅层地热资源分析

西平县浅层地热资源分析赵彦新（1982.10-），男，大学本科，河南项城人，助理工程师，任职于河南省水文地质工程地质勘察院［摘要］：通过对西平县地质构造特征、水文地质条件、地下水化学特征及地温场的研究，初步了解了该地的地热资源情况，为该地地热能的继续研究和开发提供了科学依据。［关键词］地热资源地温场开发研究[abstract]:xipingtectoniccharacteristicsofthehydrogeologicalconditions,groundwaterchemicalcharacteristicsandthegeothermalfieldofstudy,apreliminaryunderstandingofthegeothermalresources,andprovideascientificbasisforthecontinuedresearchanddevelopmentofthelandtoheat.[keywords]geothermalresources,geothermalfieldofresearchanddevelopment中图分类号：tk10引言地热资源作为一种新型、清洁的可再生能源，是替代传统燃料解决能源紧缺及环境污染的重要新能源之一。地热资源的开发利用日益受到关注并且在我国资源潜力巨大。有关专家认为，几十年后地热资源会发展成为继煤炭、石油、天然气之后重要的替代能源之一。1、地质环境1.1、地形地貌西平县地势西南高，东南、东北低，主要以平原为主，岗地零星分布。西南侵蚀低山丘陵最高处海拔高程548.0m。东南最低处海拔高程49.1m，中部平原海拔高程在50-70m之间。县境内水系发育，河流分别属于淮河流域上游的洪河水系和汝河水系；洪河横贯东西，因堆积沿岸地势较高。1.2、地层岩性区内地层较简单，前第四纪地层主要分布于西南部侵蚀低山丘陵，出露面积为14.9km2，仅占全区面积的1.36%，其余大部分地区出露地层为第四系，主要为第四系中、上更新统、全新统，面积1082.72km2，占总面积的98.64%。下更新统地层地表未出露，仅钻孔揭露。1.2.1前第四纪地层区内地表出露前第四纪地层时代较老，为太古界（ar）和中元古界（pt2），以中元古界地层为主。上第三系地表未出露，仅见于少数钻孔中，而且均未揭穿，厚度不明。现由老至新为：太古界（ar）中元古界（pt2）新生界上第三系（n）。1.2.2第四纪地层第四纪地层在测区发育较齐全，出露面积为1082.72km2，是本次工作的主要研究对象。自下而上为：下更新统（q1）在本区地表未出露，钻孔揭露，除西南部侵蚀低山丘陵外，均有分布。中更新统（q2）出露于岗地。平原埋藏于上更新统或全新统之下，岩性以亚粘土为主，少量粘土和亚砂土。上更新统（q3）出露于冲湖积缓倾斜平原，侵蚀低山丘陵和岗地缺失，其它地区埋藏在全新统之下。全新统（q4）区内全新统出露面积为738.5km2，占总面积的67.3%，分布于测区北部师灵—李庄杨—丁崔一线以北和东南部王阁—张老庄—前寨一线东南，面积为303.3km2。1.3、岩土体结构本区岩、土体结构大体可划分为2个类型区。坚硬、半坚硬岩石类型区，分布于低山丘陵区，岩性前第四纪基岩；松散岩类型区，分布于岗区和平原区，岩性主要为第四系粘性土夹砂、砂砾石层，厚度大于100m。2、水文地质条件2.1地下水类型划分与富水性2.1.1、松散岩类孔隙水将浅层含水层组的富水性分为四级，即：富水区（单井涌水量1000-3000m3/d）、中等富水区（单井涌水量500-1000m3/d）、弱富水区（单井涌水量100-500m3/d）、贫水区（单井涌水量小于100m3/d）。（见图1）将中深层含水层组的富水性分为三级，即：强富水区（单井涌水量大于3000m3/d）、富水区（单井涌水量1000-3000m3/d）和弱富水区（单井涌水量小于1000m3/d），见图2。2.1.2、变质岩类裂隙水分布于王林—堰塘湾—张南庄一线以南和李庄—刘青管庄一带，面积为17.2km2，占总面积的1.6%，裂隙发育，枯水季节地下水迳流模数0.44l/km2s。2.1.3、碳酸盐岩类裂隙岩溶水分布于酒店乡西北的九女山、官寨、杨不乃庄一带，面积为2.5km2，占总面积的0.23%，裂隙、岩溶发育，枯水季节地下水迳流模数0.5-1.0l/km2s。2.2地下水补、经、排条件2.2.1、浅层地下水的补、经、排条件浅层地下水补给来源主要有大气降水入渗补给、农田灌溉回渗补给和地下水迳流补给。测区大面积为平原，天然水力坡度与地面坡度相近，地下水迳流也较缓慢。排泄主要有蒸发、人工开采、河流排泄、迳流排泄。2.2.2、中深层地下水的补给、迳流和排泄中深层地下水的补给主要是侧向迳流补给。在县城及其周围，由于集中式开采形成降落漏斗。由漏斗边缘向漏斗中心，水头梯度逐渐增大，迳流也随之逐渐增强。排泄方式有人工开采和迳流排泄。由于迳流迟缓，迳流排泄量较小。人工开采主要分布县城区及其周围和师灵岗区，其它各乡（镇）为零星开采。2.2.3、变质岩类裂隙水和碳酸盐岩类裂隙岩溶水的补给、迳流与排泄变质岩类裂隙水和碳酸盐岩类裂隙岩溶水接受大气降水入渗补给，沿裂隙及溶孔（洞）向下游迳流，并以迳流方式排泄。2.3地下水化学特征2.3.1、浅层地下水水化学特征测区浅层地下水划分为四个水化学类型，即hco3-ca型、hco3-camg型、hco3cl-ca型、hco3cl-cana型。浅层地下水水化学类型的主要成因及分布规律与地貌、岩性和人为因素有关。区内浅层地下水的离子组分，阴离子含量高于阳离子。阴离子的含量多与地貌（或微地貌）和人为因素有关，阳离子的含量则与地层岩性关系密切。hco3-ca型水是地下水最普遍和最基本的类型。2.3.2、中深层地下水水化学特征中深层地下水水化学较浅层地下水简单，全区分hco3-ca型、hco3-cana型和hco3-naca型三种类型。中深层地下水化学类型与含水层岩性特征、埋藏条件和开采情况有关，阴离子含量高于阳离子、阴离子中以重碳酸根为主，阳离子则以钙、钠为主。3、浅层地温场特征浅层地能利用深度内（一般200m以内）地温的综合反映，以该深度混合水的温度来表征。3.1、恒温带的确定地球内热与太阳幅射热互相影响达到平衡的地带为恒温带。恒温带的深度和温度受纬度、高度、岩性、地表水体的分布、植被及小气候条件等的影响。恒温带以上，地下水温度与埋深关系不明显，主要随季节和地表环境温度变化；而在恒温带以下，地下水温度随埋深增加而增加。西平县恒温带深度定为27m，恒温带温度16℃。3.2、地温增温率恒温带以下随着深度的增加而地温逐渐增高的地带，称为增温带。其值的大小用地温梯度（g）表示，即深度每向下增加100m所增高的温度值。根据地质结构资料，确定西平县县地温梯度为2.5℃/100m。