鲁西北平原区地热资源开发对地下水环境的影响

5 4 4. 7
2 2 8 8 9. 3 6
项目Baidu NhomakorabeaK+
2+ M g 2 S O 4
2+ C a
+ N a
7 0 0. 9 8 1 6 4 4. 5 5 9 4 3. 5 7 1 3 5. 6 5 2 6 6. 8 8 1 3 1. 2 3 1 4 2 6. 2 13 1 8 8. 5 31 7 6 2. 3 2 4 5 9. 6 1 5 6 6. 2 5 1 0 6. 6 4 6 9. 7 5 6 1. 7 5 8. 0 1 0 8. 7 7 1 5 2. 5 6 4 3. 7 9
含量低 , 不含大肠菌群 , 可能对地下水造成负面影响 等常规离子 。 地热 供 暖 后 , 尾水的水化学性质几乎 没有发生 ; 洗 浴 与 娱 乐 利 用 后, 尾水中的悬浮物增
3] 。 污染 [
。
加, 并含有洗涤剂等污染物 , 可能对地下水环境造成
1 地热尾水排放分析
收稿日期 : 修订日期 : 编辑 : 曹丽丽 2 0 1 4 1 0 1 1; 2 0 1 4 1 1 2 7;
第3 1 卷第 7 期
山东国土资源
2 0 1 5年7月
鲁西北平原区地热资源开发对地下水环境的影响
王浩 , 赵季初
( ) 山东省鲁北地质工程勘察院 , 山东 德州 2 5 3 0 1 5
摘要 : 地热资源是集热 、 水、 矿为一体的新型能源 , 具 有 污 染 小、 易 开 发、 投 资 小 和 环 保 的 特 点。在 鲁 西 北 平 原 区 地 热井多集中分布在城区内 , 且同一地区 地 热 井 的 取 水 区 段 基 本 一 致 , 开 发 利 用 方 式 单 一, 没有较为完善的回灌措 施, 且尾水处理工艺简陋甚至直接排放 , 造成了地热资源开采区及排放流经区域 水 土 污 染 , 该文在对区内地热资源 开发利用现状调查的基础上 , 对开发利用过程中可能 引 起 的 浅 层 及 深 层 地 下 水 污 染 情 况 进 行 了 分 析 , 并提出了一 些防治措施与建议 。 中图分类号 : P 3 1 4 关键词 : 地热尾水 ; 地下水环境 ; 鲁西北平原 ] : 引文格式 : 王浩 , 赵季初 . 鲁西北平原区地热资源开发对 地 下 水 环 境 的 影 响 [ 山东 国 土 资 源, J . 2 0 1 5, 3 1( 7) 3 6 3 9. [ ] , ( ) : w e s t e r nP l a i n i nS h a n d o n r o v i n c e J . S h a n d o n a n da n dR e s o u r c e s 2 0 1 5, 3 1 7 3 6 3 9. gP gL , WAN GH a o Z HAO J i c h u . E f f e c to fG e o t h e r m a lR e s o u r c e sE x l o i t a t i o nt oG r o u n d w a t e rE n v i r o n m e n ti nN o r t h p 文献标识码 : B
[ ] 1
地热资源开发对地下水环境产生了一定的影
好, 汞、 镉、 铬、 砷、 铅等重金属污染物含量极微 , 不含 挥发性酚与氰化 物 , 氨 氮、 硝酸盐与亚硝酸盐 C O D、
2 + 2+ 2+ 2+ , , 的主要为 C l, S O F, N a K+ , C a M F e g , 4 ,
地热 水 水 质 分 析 资 料 表 明 , 区内地热水质量较
目前 地 热 资 源 的 开 发 主 要 集 中 在 各 城 区 , 地热
量急剧 增 长 , 目 前, 区内共建有地热井1 地 8 0 余 眼,
响, 主要表现在 2 个方面 : 一是地热尾水排放后对沟 渠两侧浅层地下水 的 污 染 , 二是地热井钻探与使用 过程中可能对热储的上伏含水层造成串层污染 。 前 者与浅层地下水水位 、 沟渠的防渗性能等有关 ; 后者 隐蔽性高 , 主要与钻探工艺 、 成井质量有关
5 9 6. 8 7 8 0 4. 5 8 2 0 7. 7 1 8 8. 7 5 9 2. 7 5 8 2. 5 1 4 8 9. 4 9 0. 1 6 8 7. 5 4 8 4. 3 5 5. 0 2
2] 。 农业灌溉而对地表水体附近地下水造成污染 [
地热 尾 水 排 放 对 地 下 水 环 境 的 影 响 , 主要表现
井, 其中五号 桩 的 桩 1 井口水温达9 2 地 热 井, 8℃ ,
尾水直接排入城市 下 水 道 中 , 与城市生活废水一道 1. 3 地热尾水排放影响因素分析 经城市污水处理厂处理后排入城市排污河道 。
1 3. 1 1
2 0 1 0
( 军1 1 军孔1) 2 4. 8 6 2 0 1 1 增加值 1 1. 7 5
/ 表 2 孤岛镇军热1 试验地地下水水质对比 ( m L) g
倍数 1. 9 0 2. 3 5 1. 9 7 2. 2 4 0. 8 9 1. 2 3 2. 0 2 1. 4 1 1. 7 1 9 2. 6 8 9 0. 8 8 7 7. 6 2 2 0 1 0 ( 军1 2 军孔2) 2 0 1 1 增加值 0. 7 9 倍数 1. 0 7 1. 6 9 1. 3 8 1. 4 7 1. 4 7 1. 2 8 1. 4 7 1. 4 1 2. 5 0 2 0 1 0 8. 5 1
响范围分别为 7. 9m, 2 5. 0m, 1 4. 8m。
( 孤1 3 孤孔3) 2 0 1 1 7. 4 增加值 2 1 2. 5 6. 2 9. 5 4. 2
/ 表 1 孤岛镇孤热1 试验地地下水水质对比 ( m L) g
( 孤1 2 孤孔2) 增加值 3 0 0. 0 1 4. 5 2 7. 0 2. 9 倍数 1. 2 9 1. 4 8 1. 2 2 1. 4 6 0. 9 7 1. 1 7 1. 3 6 1. 1 2 0 1 0 6 2 5. 0 8 5. 9 9 8. 0 8 4. 4 1 1. 6
入城市下水道中 , 城市下水道一般为混凝土管道 , 尾 水的排放不会对城区地下水质量造成影响 。 地热尾 水经与城市生活污水混和后 , 矿化度大大降低 , 在排 2. 2 地热尾水排放对排放流经区地下水的影响 入城市的排污河道后 , 对地下水也基本没有影响 。
远近影响较明显 。
最可能对地下水环境造成影响的地区为东北的孤岛 / 地区 , 该地区地 热 水 矿 化 度 高 达 2 且由于靠 3g L, 海较近 , 地热尾水直接排入入海沟渠 , 为研究地热尾 水对浅层地下水质 量 影 响 范 围 和 影 响 程 度 , 在河口 区孤岛镇选 取 2 处 地 下 水 监 测 点 , 一 处 是 孤 热1 井 东南约 1 另 一 处 为 军 热1 井 南 约 5 0 m 排 水 渠 西 侧;
孔的 1. 再到 3 号孔 1. 4 5, 1. 4 6, 1. 3 6倍; 3 4, 1. 1 2, 1. 2 2
( 孤孔1) 增加 , 再 远 处 不 明 显, 推断其影响范围小于
监测孔深 1. 2 0 0m 排水沟渠西侧 。 每处 3 个孔点 , 5
项目 K+ 2 0 1 0 6 8 7. 5 1 5 5. 3 1 1 9. 9 1 7 3. 9 5 9 1. 9 3. 1 倍数 1. 9 4 1. 5 6 1. 9 5 2. 1 8 0. 8 0 1. 7 9 1. 8 5. 7 2 0 1 0 6 2 5. 0 1 2 4. 3 1 2 3. 7 1 3 8. 1 4 7 6. 6 9. 9 2 0 1 1 1 2. 8
0 引言
纪7 在 石 油 勘 探 中, 最 0 年代胜利油 田 的 石 油 钻 探 , 先在东营地 区 打 出 了 十 几 口 水 温 大 于 5 0℃ 的 地 热 居全省之冠 ; 同时在 聊 城 市 军 王 屯 及 宁 津 县 的 西 吉 扬也打出了 水 温 大 于 5 0℃ 的 地 热 井 。 山 东 省 地 质 矿产勘查开发局在鲁西北进行了广泛的地热资源普 查和地热井钻探工作 , 地热井迅速增加 , 地热水开采
4 / , 热水开采量29 占全省总开采量的 8 9. 3×1 0 m3 a 主要用于供暖 , 其次是洗浴与疗养 。 8 0% 以上 ,
1. 1 地热尾水排放对地下水环境的影响
鲁西 北 平 原 区 地 热 资 源 的 开 发 最 早 缘 于 2 0世
在地热尾水对排放 沟 渠 附 近 地 下 水 质 量 产 生 影 响 , 其次是地热尾水汇 入 地 表 水 后 , 由于河流的渗流及 1. 2 地热尾水排放尾水排放现状
( 孤1 1 孤孔1) 2 0 1 1 1 8. 2 增加值 6 4 7. 5 1 1 3. 7 1 4 4. 3 8 7. 0 1 5. 1
区 内 地 热 水 的 矿 化 度 由 西 南 向 东 北 逐 渐 升 高,
+ , 孤热 1 井试验 地 , 地下水中 N a C l和矿化度 浓度增加倍数由 1 号孔的 1. 9 4, 2. 1 8, 1. 7 7 倍到 2 号
倍数 0. 6 4 1. 3 4 0. 9 3 1. 1 2 1. 0 4 1. 4 2 1. 2 2 0. 9
孤热1 井 8 5. 0 0 2 0 0 6
2+ M g 2 S O 4
2+ C a
+ N a
1 3 3 5. 0 2 4 2. 3 2 3 3. 6 3 1 8. 2 4 7 3. 5
9 2 5. 0 1 3 8. 8 1 5 0. 7 1 3 4. 0 5 5 7. 6
离水渠边距分别为 1m, ~3m, 2m, 5m。 ) , 水质测试资料表明 ( 表 1、 表2 离沟渠越近 , 供 暖后期比前期地下 水 中 各 离 子 含 量 增 加 值 越 大 , 随 着离排水沟距离的 增 加 , 地热尾水对地下水质影响
2 关系 。 其中 K+ , S O HC O3 含量受距离远近影 响 4 , ] 4 。 影响程度强弱与离沟渠距离呈反相关 逐渐减小 [ + , 较小 ; 而N a C l和反映离子总量的矿化度受距离
8 3 7. 5 7 9. 7 8 8. 5 8 8. 0
6 6 2 5. 0 0 1 7 6 6. 5 1 1 3 8 4 8. 1 9 1 9 1. 8 6 7 7. 8 8 1 7 0. 8 0
C l
1 2 3 0. 4 2 6 8 2. 8 1 4 5 2. 4 1 1 8. 4
1 1 5 8. 0 1 6 8 8. 8
( 军1 3 军孔3) 2 0 1 1 增加值 2. 3 2 1. 4 1
倍数 1. 2 7 1. 0 2 0. 9 5 1. 0 2 1. 1 8 1. 1 8 1. 1 1. 3
军热1 井 1 0 1. 8 2 2 0 1 0
5 8 9. 7 6 9 9 8. 2 6 4 0 8. 5 0 1 2 8. 1 7 1 3 0. 7 4 7 4. 8 5 3 5. 4 9 3 9. 8 6
2+ 2+ , 倍 。K+ , C a M g 影 响 范 围 一 般 为 2~5 m; 2 HC O3 含 量 随 距 离 变 化 不 明 显 ; S O 4 含量最近孔 + 和矿化度对地下水水平影 2m。 热弃水中 C l, N a 响范围大于 5m, 由其趋势( 图 1、 图 2) 推算最大影
5 3 0. 8 8 1. 0 4. 1
1 0 8 5. 7 1 2 2 0. 8 4 9 8. 4 7 0 7. 1
1 3 5. 1 3. 6 8. 7
矿化度
HC O3
2 9 7 1. 0 5 3 1 1. 8 2 3 4 0. 8
2 6 6 8. 6 3 6 1 7. 7
9 4 9. 1
2 5 0 0. 1 3 0 4 4. 8
, : 作者简介 : 王浩 ( 男, 甘肃武山人 , 工程师 , 主要从事工程地质水文地质工作 , 1 9 8 0—) E m a i l w h a o 0 1 6@1 6 3. c o m
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第3 1 卷第 7 期
山东国土资源
2 0 1 5年7月
2 地热尾水排放评价
2. 1 地热尾水排放对城区地下水的影响 目前 , 区内地热井多位于城区 , 地热尾水直接排