地热水资源开发引起的环境问题分析

朱岩

（贵州正业工程技术投资有限公司 贵州贵阳 550000）

1 引言

随着科学技术的不断进步，可再生能源的开发利用技术也越来越成熟。作为一种绿色可再生能源，地热水资源被广泛应用到供暖、发电、医疗等领域，极大的促进了国民经济的发展。但与此同时，不合理的地热水资源开发利用，给当地的环境带来了一些不利的影响，严重制约着地热产业的可持续发展。因此，有关部门必须做到对地热水资源合理开发利用，分析研究可能存在的环境问题，并采取有效的措施解决以上问题，确保地热水资源的可持续开发利用。

2 地热水资源开发引起的环境问题分析

在进行能源开发和利用的过程中，不可避免的会对周围的自然环境造成不同程度的破坏。地热水资源虽然具有低污染、可再生的优点，但是如果对地热水资源过度开采，也会对周围的环境带来巨大的破坏。相比较发达国家，我国在进行地热水资源开发过程中，还存在监督管理制度不完善，科技力量稍显薄弱的问题，对环境产生了一定的负面影响，具体表现在以下几个方面：

2.1 地震灾害

大多地热水资源都分布在现代火山、岩浆以及地壳活动区域。在进行地热水资源开发利用过程中，都是在一些地震活动较活跃的区域。而地热水资源在该地区，扮演着缓冲地基岩石板块应力的重要角色，可以有效的对地表产生的压力进行承载和分散。如果在对地热水资源开采过程中，过度开采或者不合理的开发，都有可能对该地区的地质稳定性带来一定程度的破坏，导致地震等自然灾害发生的几率提高。

2.2 地面沉降

导致地面沉降的地质因素主要体现在三个方面：

（1）地表一些较为松散的地层，在自重的作用下，松散地层逐步坚硬，从而导致地表的厚度变小，最终引发地面沉降的地质灾害；

（2）受地质构造不稳定影响，例如岩溶地质等，出现的地面凹陷、沉降问题；

（3）受到地震活动的影响，导致地面出现沉降问题。

而人为造成地面沉降的自然灾害，主要是因为对地下水资源的超量开采。在地热水资源含量丰富的区域，尤其是一些地质相抵较为松散的沿海区域。由于地热水资源的大量开采，造成地下水水位不断下降，地层孔隙之间的水压力降低，有效应力不断提高，这样导致地层中的含水层在应力的作用下逐渐压缩，颗粒之间孔隙减少，接触面积不断增大，从而导致孔隙出现释水现象，破坏了地层的受力稳定性和平衡性，最终出现地面沉降的环境问题。例如我国天津市曾蕴含大量的地热水资源，由于过度对地热水资源的开发，导致地面出现了不同程度的沉降问题，部分区域的下沉高度甚至超过了1m。

2.3 水环境的影响

地热水资源不仅本身的温度较高，而且本身的硫化物和氯化物等物质含量较高。在对地热水资源开发过程中，如果未做好相关的处理措施，导致地热水资源流入到地下水、地表水当中，会对当地的水环境带来巨大的污染。地热水资源对水环境的影响在我国南北方差异性较大。

在南方，由于相对降雨量较大，地表河流较多。在对地热水资源开发利用过程中，如果少量的地热水未经处理进入到了地下水或者河流、农田当中，会很快被大量的地表水稀释，所造成的水污染破坏较轻；在北方，空气湿度相对较低，再加上降雨量和地表水资源都较匮乏，一旦出现地热水资源污染问题，很难在短时间内对污染物进行分解稀释，给环境影响相对较大。

此外，在一些沿海区域，如果对地热水资源过度开发，导致地下水水位严重下降，很容易引发海水倒灌等自然灾害，给当地的地下水资源带来巨大的污染和破坏。

2.4 大气污染问题

由于地热水资源中蕴含了一定的硫化物和氯化物，在其使用过程中，很容易产生一些污染大气的有毒气体，例如二氧化硫、硫化氢等。如果对有毒气体未采取有效的处理措施，导致其释放到大气当中，会对当地的大气环境带来较大的危害，给人们的身体健康带来严重的威胁。尤其是硫化氢，低浓度的情况下会麻痹人们的嗅觉神经，高浓度的情况下甚至会导致人们窒息、死亡。

2.5 热污染问题

现阶段，在对地热水资源开发利用过程中，受限于技术力量不足，地热资源的利用率较低，很多未利用的地热水资源排放到环境当中，导致出现了严重的热污染问题。

例如某地区在利用地热水资源进行供暖过程中，产生的地热尾水，温度仍高达40℃。这些尾水被排放到河流当中，不仅导致当地的气温出现了不同程度的升高，而且破坏了当地动植物的水资源环境平衡，给动植物的生存造成了巨大的威胁。

由于地热水资源利用不当，导致的热污染问题主要体现在以下几个方面：

（1）不合理的对地热水资源进行排放，导致地表水的温度升高，加快了水中所蕴含的含氧有机化合物的分解速度，再加上地热水中蕴含的大量矿物质，水系统出现富营养化，给水生植物创造了良好的生存环境，水生植物出现疯狂生长繁殖，河流湖面覆盖大量的水生植物，水中含氧量急剧下降，鱼虾河蟹因缺氧大量死亡，严重破坏了当地的水域生态平衡。

（2）地热水资源的不合理排放，导致地下水和地表水的温度不断升高，破坏了水生生物的生存环境，一定程度上影响它们的正常生活和发育，严重甚至导致部分水生生物无法繁殖，改变了当地的自然生长规律，破坏了生态平衡。

（3）热污染问题会导致地表水的水分子运动加快，地表水更容易蒸发，不仅导致了地面水资源快速蒸发流失，严重影响当地的水资源储备，尤其是一些干旱地区，热污染问题带来的不利影响十分严重。

2.6 对农田的影响

由于地热水资源中蕴含着大量的矿物质，当其渗透到土壤当中，会导致土壤中的盐类物质大量增加，改变了土壤原来的酸碱度，从而对农作物和植物的生长带来不利的应用。一旦土壤出现盐碱化，会导致农作物出现减产，甚至绝产的情况，导致肥沃的农田变成荒地，给当地的经济发展带来巨大的破坏。此外，地热水资源中的硫化物、氟化物都严重影响着农作物等植物的生长，一旦流入到农田当中，会严重危害农作物的生长发育。例如河北省某县，在对地热水资源开发利用过程中，未采取有效的措施处理地热废水，导致含有大量有毒矿物质的地热水流入到农田当中，造成当地的大面积农田变成荒地，严重制约着当地经济的可持续发展。

3 地热水资源开发应采取的对策和措施

3.1 政策制度保障

相关政府和部门应当重视地热水资源的合理开发利用。在政策、资金投入等方面，加强对地热水资源的开发利用支持。通过健全相关的开采制度，规范地热水企业在进行地热水资源开采过程中，定时、定量和有限度的进行开采，避免过度开采行为的出现。同时，在一些地热水资源集中开采区域，还应借助GIS、RS等先进的地质勘探技术，对地热水的开采动态进行实时监测，及时发现地质问题，及时采取有效的措施预防一些地质环境问题的发生。

3.2 加大地热水资源开发的科学研究

一方面通过先进的勘察技术，对浅层地热水资源、深层地热水资源进行全面仔细的勘察，清楚的掌握地热水资源的分布情况和储量。另外一方面，鼓励相关科研工作者，加大对地热尾水净化回灌、氦气提纯和硼提取等技术研究力度，并给予一定的政府资金支持。通过科学的技术手段，充分开发地热水资源，并对其进行全面的优化、处理，降低地热资源开发利用过程中对是周围环境产生的影响。

3.3 提高地热水资源的利用率

梯级利用技术可以有效的提升地热水资源的供热能力，极大的提高了地热水资源的综合利用率。在实际操作阶段，将开采出来的高温度地热水资源输送到一级换热器当中，对其进行第一次换热处理，温度则从刚开采出来的98℃，降低到81℃左右。然后将其抽取到二级换热器中，水温下降到38℃左右，满足广大居民的采暖需求。当满足了人们的需求之后，已经下降到10℃左右的地热水则回灌到地下，降低地热水资源对环境的污染。

3.4 加大多方位的利用

在对地热水资源开发利用过程中，还应当通过地热能源，促进农业、林业、牧业等行业的发展。例如某公司充分利用地热水资源，设立了地热温室，进行蔬菜的种植，解决了冬季鲜蔬的种植问题，降低了电力资源的消耗，获得了巨大的经济效益。

3.5 合理处理尾水

现阶段，世界上大部分国家在对尾水进行处理时，都采用回灌的方式。在有效地实现了对地热水资源的快速补给的同时，还通过保持热储流体压力的恒定，消除了热水尾水对周围环境的影响，保障了地热水资源的可持续开发利用。

4 结束语

综上所述，随着人们生活水平的提高，能源的需求也越来越大。作为可再生的低污染能源，地热水资源的合理开发，对推动国民经济增长具有重要的现实意义。相关地热企业，应当不断加大地热相关的科研投入，利用先进的科学技术手段，合理的对地热水资源进行开发和利用，提高地热水资源的利用率，降低对周围环境的破坏，实现经济效益和社会效益的双丰收。