北京市地热资源开发利用状况

Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ
ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｗｅｌｌ ｂｅｆｏｒｅ ｔｈｅ
ｙｅａｒ
ｏｆ ２００５
４．９８℃／１００ Ｉｌｌ，当盖层厚度超过２ ５００ Ｉｌｌ时，地温梯度仅有 １．７６—２．２４℃／１００ ｎｌ。而在山区边缘，由于受到山区地下冷
年份
Ｙｅａｒ
井豁眼迸尺∥。
ｎ：弑ｒ
２５
２４ Ｆｏｏｔａｇｅ
Ｔｏｔａｌ…ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ 垡！Ｓ塑§ｇ￡
３．６２ ３．３８ ６．３６
４．７４
瓣瘸
平警深
Ｍｅｌａｎ砷
ｇ￡匹ｎ
水的侧向补给，地温梯度可降至１．１１ ｏｃ／１００ ４地热开发利用
ｍ。
１９７１～１９７５
１９７６—１９８０ １９８１—１９８５ １９８６～１９９０ １９９ｌ一】９９５ １９９６～２０００ ２００１—２００５
２３ ９４３．９６ ２２ ３４１．２１ ４２０４０．６２ ３１ ３２８．７８ ３１ １５９．４５ １５１ ３８４．３４ ３５９ １９１．９４ ６６１ ３９０．３０
ｋｍ２，构成相对独立又有一定联系的ｌＯ个地热
田‘…，它们多是以区域性构造断裂为边界（图１）。最主要的 几个地热田包括：东南城区、小汤山、良乡、天竺等。另外．北 京地区还有一些地热开采井分布于地热田以外，但是其热水
作者简介孙颖（１９７３一），男，北京人，在读博士，高级工程师，从事水 资源与信息技术研究。＊通讯作者，博士，硕士生导师，教授 级高工。
陷中分布广泛，但在多数情况下渗透性很差，是热储的重要
盖层‘“。 ３．３热储温度北京地区的热储类型是盆地沉积型，地热
１００眼地热勘探井，所有的地热井均为探采结合井。第二阶
段：１９８６～１９９５年，受经济体制改革影响，政府在地热地质勘 查方面的投入大幅减少，另一方面企事业单位进行地热勘查 又相当稀少，导致这一阶段地热勘查工作进展缓慢，平均每 年施工的地热井仅有５—６眼（其中１９９１年仅有一眼地热井
０００ ８００ ８００
温度与热田内同开采层深度的地热井相比要低得多。 北京地区的主要热储为蓟县系雾迷山组硅质白云岩，开 采地热水温度３８—８９ ｃｃ。现有地热井约４００眼，地热水开采 量为７×１０６—９×１０６ ｍ３／年。由于地热水的开采量大于热储 系统的补给量，地下热水位以１—２ ｍ／年的趋势下降。因此， 应进一步控制地热开采和加强地热水回灌工作，并加强热储 的模型分析及监测工作，建立主要热储的数值模型。
ｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ
Ｇｅｏｔｈｅｒｎｌａｌ：Ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ；Ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
１北京市地热资源概述 北京是中国政治经济文化交流中心，是中国的六大古城 之一，已有８００余年的建都历史。北京市的面积为１６ ｋｍ２，其中西、北部为山区，面积１０ 区，面积６
诸多成果，包括：探明并圈定了１０个地热田；施工了４００多 眼地热开采井、回灌井及勘探井；查明在北京０９旬３观
ｍ内、地温大于５０℃的地区面积约２ ７６０
ｋｍ２。
万 方数据
３７卷１６期
孙颖等北京市地热资源开发利用状况
７５６５
北京地区的地热勘查工作可分为３个阶段：第一阶段： １９８５年以前。主要由政府出资开展地热勘查工作。共有不到
Ｍａｌｔｉｙｅａｒ Ｊｉｎｇ Ｃｉｔｙ
ｇｅｏｔｌｍｒｍｌ
ｗａｔｅｒ
ｅＸｌｆｌｏｉｔａｔｉｏｎ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｉｎ Ｂ西・
截至２００５年底，全市现有各类地热井３１５眼，其中开采 井１６１眼，回灌井１３眼，观测井１２眼。目前正在运行的地热 井有１２４眼，开采量０。７９×１０６～０．９２×１０６ ｍ３／年，并且主要 集中在小汤山地热田和南东城区地热田（表２）。 ４．２地热水位变化虽然开采量已得到严格的控制，但热 储水位（水压）仍呈下降趋势。根据对１９９９—２００５年所有地 热监测井观测数据分析，以良乡地区热水位下降最大，年平 均下降２．３６ ｍ，小汤山地区下降最小，年平均下降０．８３
３地热地质条件 ３．１地质背景北京地区的地质构造格局表现为一系列平 行断裂为边界定，相间排列的凹陷及隆起，整体构造展布方 向为ＳＷ—ＮＥ向。这些断裂与构造走向一致，构成了重要的 地下水通道，也是主要的热通道一Ｊ。另外，还发育有一系列 ＮＷ—ｓＥ向断裂。区域地层由新到老主要有：第四系（Ｑ）：松 散沉积物。第三系（Ｒ）：页岩、泥岩和玄武岩。白垩系（Ｋ）： 泥岩、火山碎硝岩。侏罗系（Ｊ）：安山岩、凝灰岩及泥岩。二 叠一三叠系（Ｃ—Ｐ）：砂岩、页岩。奥陶一寒武系（Ｏ－∈）：白云 廿兰
温度与热储的埋藏深度关系密切。由于在隆起部位热储盖
层通常由第四系及下侏罗系组成，厚度较薄，热储温度一般 小于５５℃；而在凹陷部位，盖层通常包括第三系、自垩系及
侏罗系，总厚度可超过３
０００
ｍ，热储温度一般较高。另一方
施工）。第三阶段：１９９６年至今，政府几乎停止对地热勘查的
投入，但企事业单位出资开展的地热勘查活动大幅增加，地 热井施工数量逐年递增，至１９９９年以后，每年新增地热井数 已达到２０—３５眼（表１）。
ａｒｅ
ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ １０ ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｆｉｅｌｄｓ。ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｒａｉｎｓ
ｍａｎｙ
ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｔｈａｔ
ｔｗｏ ｍｏｓｔ ｆａｍｏｕｓ ｓｉｔｅｓ，ｕｒｂａｎ ａｒｅａ ａｎｄ Ｘｉａｏｔａｎｇｓｈａｎ ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｆｉｅｌｄｓ．Ｔｈｅ ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｗａｔｅｒ ＣＯｉｌ— ｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ ｆｏｒ ｈｕｍａｎ，ａｎｄ ｉｓ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｈｅａｔｉｎｇ，ｂａｔｈｉｎｇ，ｐｌａｎｔｉｎｇ ｉｎ ｇｒｅｅｎ ｈｏｕｓｅ．ｆｉｓｈｉｎｇ，ｈｏｔ ｓｐｒｉｎｇ
ｃｏｎｖａｌｅｓｃｅｎｃｅ．１ｅｉｓｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｉｏｎ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
ｉｓ
ｅｎｔｅｒｔａｉｎｍｅｎｔ
ａｎｄ ｓｏ ｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｂｒｉｎｇｓ ｈｕｇｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ，ｓｏｃｉａｌ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｎｄ ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ
Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ Ｓｔａｔｕｓ ｏｆ Ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎ ＳＵＮ ｒｉｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ
ｅｔ
Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｃｉｔｙ ａｌ（Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｇｅｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９５） Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｃｉｔｙ ｉｓ ｒｉｃｈ ｉｎ ｔｏｗ．ｔｅｍｐｅｒａｌｕｒｅ ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．ａｎｄ ｔｈｅ ａｒｅａ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｗｉｔｈ ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｈａｓ ｂｅｅｎ ２ ７６０ ｋｍ２，
３５ ２９ ２２ ７５ １５２ ３６２
４．７１ ２２．８９
５４．３０
１０８．５０ ３６３．１０ ８２７．０５
总计Ｔｏｔａｌ
１００
注：资源来源于北京市国土资源局，２００６。
Ｎｏｔｅ：Ｔｈｅ ｄａｔａ
ｉｓ
ｆｒｏｍ
Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｌａｎｄ
Ｒ∞ｍＩ肼Ｂｕｒｅａｕ
ｉｎ
２００６．
（图２），也减缓了地热水水位下降速度。
ｋｍ２，南、东部为平原
ｋｍ２，是华北平原的最北端。北京具有丰富的
中低温地热资源，温度范围为３８—８９℃，主要热储层为蓟县 系雾迷山组硅质白云岩。地热水矿化度多为５００～７００
ｍｇ／Ｌ
的重碳酸・硫酸一钠型水，氟、偏硅酸含量较高，多数为氟、 偏硅酸医疗热矿水，并还含有一定量的其他微量元素，有一 定医疗、保健、养生作用。 北京地热资源勘查始于２０世纪５０年代中期。７０年代 初期，在著名地质学家李四光先生的创导下，开始了平原区 深部地热资源的勘查。自２０世纪９０年代末，地热直接利用
ｗａｔｅｒ
ｂｅｎｅｆｉｔｓ．Ｔｈｅ
ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ。ｔｈｅ
ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ
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Ｂｅｉｊｉｎｇ
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ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｈｉｓｔｏｒｙ ｏｆ
ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ
ｅｘｐｌｏｒａ—
ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｉｌ ｏｆ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｕｓｉｎｇ ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ ｓｏｍｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｗｈｉｃｈ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｄｅ－ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．
董量
ｘ．：
≈墨
蹇蔷
毒薹
年份Ｙｅａｒ 圈２北京市多年地热水的开采■‘１１
Ｆｉｇ．２
岩、灰岩。青白口系（Ｑ。）：页岩、砂岩和泥灰岩。蓟县系
（Ｊ，）：铁岭组（Ｌ），白云岩；洪水庄组（ＪＩｈ），页岩；雾迷山组
（Ｊ。），白云岩。长城系（Ｃｈ）：砂岩、泥岩、页岩、白云岩等。
太古界密云群（Ａｒ）：变质岩。第三系、白垩系及侏罗系构成 盖层，多分布于凹陷部位，且厚度较大，而很少存在于隆起 中，这对地热的形成具有重要意义。奥陶系、寒武系、蓟县系 白云岩、灰岩中溶隙发育，渗透性好，是良好的地下冷水及热
７６０ Ｆｉｇ．１
图ｉｔ北京地区地热田分布
Ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｆｉｅｌｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｍａｐ ｉｎ
Ｂｅｉｊｉ驾
２地热勘查 北京地区的地热资源勘查工作始于２０世纪５０年代初。 ５０年代末的全市供水水文地质勘查中，在城区西南３０ ｋｍ远 的良乡的一眼７０ ｍ深的热水井被发现，出水温度为３０ ℃¨’。６０年代，完成了全市平原区地热地质初步勘查。１９７１ 年，位于城区东北部的第一眼地热开采井竣工。之后，大规 模地热地质勘查工作陆续展开。在过去的３７年内．取得了
发展迅速，地热井数量以２０一３０彤年的速度增长。近年
来，为了减少空气污染，政府大力推广包括地热在内的清清 能源应用，进一步推进了地热开发利用。至２００７年底，北京 已有地热井４００眼以上，最大深度达到４
０００
ｍ以上。地热
开发主要用于地热采暖、温泉入户、医疗保健、休闲娱乐、农 业温室种植和养殖等方面，并已取得相当大的社会、经济和 环境效益，随着开发利用程度的提高，地热资源已日益为公 众所青睐。现在很多的建筑项目中，都会考虑地热采暖及温 泉洗浴等。 在北京地区深度３ ５００ ｍ内、热储温度大于５０℃的地区 面积约２
安徽农业科学．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｎｈｕｉ Ａｇｒｉ．Ｓｃｉ．２００９。３７（１６）：７５６４—７５６６
责任编辑罗芸责任校对夏蓉
北京市地热资源开发利用状况 孙颖１，２，刘久荣Ｈ，韩征３，王树芳１，何政伟２
（１．北京市水文地质工程地质大队，北京１００１９５；２．成都理工大学，四川成都６１００５９；３．首都师范大学，北京１０００３７） 摘要北京地区有丰富的低温地热能源，有开发潜力热储面积已达到２ ７６０ ｋｍ２。共分为ｌＯ个地热田，其中最著名的是城区地热田和小 汤山地热田。北京地区地热水中富舍多种对人体有益成分，被直接用于采暖、洗浴、温室种植、齐鱼、温泉疗养及休闲娱乐等，产生了巨 大的环境、社会及经济效益。介绍了北京地区区域地质条件，分析了热储及地热水特征等，对北京地区的地热开发利用历史进行总结， 并计论了在地热直接应用过程中遇到的各种问题．以及影响地热资源可持续开发利用的相关因素。 关键词地热；热储：地热资源利用 文章编号０５１７—６６ｌｌ（２００９）１６—０７５６４—０３ 中图分类号Ｐ３１４ 文献标识码Ａ
表Ｉ
Ｔａｂｌｅ
１
面，热储温度主要受地质构造控制，某些裂隙、断层延伸深度 大，使地下热水上涌，造成区域地热异常。北京地区的热储 温度一般为４０～７０℃，目前的最高取水温度达到８９℃。 北京平原区地热田的地温梯度随盖层厚度增加而递减。 当盖层厚度小于ｌ
０００
２００５年以前地热井施工统计
ｏｆ
ｍ时，平均地温梯度可达到２．４５—
９５７．７６ ９３０．９０ ’Ｉ ２０１．１６ ｌ ０８０．３ｌ １ ４１６．３４
２ ２ Ｉ
４．１地热水开发利用情况历史上北京最早的温泉是用来 洗浴和疗养∞Ｊ。地热的开采始于１９７１年的第一眼地热井竣 工之后。后来，地热井的数量及地热水开采量逐年增加。自 １９８０年以后，地热水开采量急剧增大，至１９８５年已超过１０× １０６ ｍ３／年，过量的开采造成热储压力（水位）快速下降，危及 到地热资源的可持续开采。１９８５年政府主管部门制定了严 格的地热开采控制措施，从而有效地控制了过量开采的趋势