研究地热开发利用过程中的环境效应及环境保护

摘要：地热与其他能源相比，其可以在很大程度上节约经济。随着如今地热不断地普及，人们也开始注意地热对于环境的影响。地热的开发会造成对地面的干扰以及沉降等环境影响，但是这些影响可以在地热开发的过程中不断地研究以减小危害。如今地面回灌技术可以在很大程度上减少地热开发对于环境的危害，因此这项技术在当代的地热研究和开发过程中成为最主要的一项技术。

关键词：地热开发;环境效应;环境保护

Abstract：Compared with other energy sources， geothermal energy can save economy to a great extent.With the continuous popularization of geothermal，people also began to pay attention to the impact of geothermal on the environment.The development of geothermal will cause the disturbance to the ground and the environmental impact such as subsidence.However，these effects can be continuously studied in the process of geothermal development to reduce the harm. Nowadays， surface recharge technology can greatly reduce the harm of geothermal development to the environment，so this technology has become the most important technology in the process of geothermal research and development.

Key words：Geothermal development;Environmental effect;Environmental protection

地熱凭借着它易于开发和费用便宜等优点已经普遍地应用到我国的家庭供暖和医疗救助等方面。如今随着经济社会的不断发展，地热开发利用已经引起了社会的广泛关注，因为地热的优点众多，使得人们对于地热资源的需求也越来越急切。地热资源的开发对环境以及延缓当今能源需求具有重大的意义。地热资源的产生依靠着地质在历史发展过程中形成的，主要就是地下水产生的热量，回流到地面，从而使得地面变暖，所以说在开发地热能源的时候，就一定需要像其他能源一样的珍惜，如果大规模的开发地热资源，就会引起许多环境问题比如地温的变化以及地面的沉降等，因此需要政府及人们给地热资源的开发以高度的重视。

1 地热资源开发过程中所引发的问题

1.1 引起地面沉降

引起地面沉降的原因有许多，从地质的构造因素来看，发生地面沉降大多由于以下的三种原因。第一种就是作用在地表的松散层或者是半松散的地区，在重力的作用下导致地面沉降。第二种就是因为地质的构造作用，使得地面不断地凹陷，从而引起沉降。最后一种是最普遍的，就是因为地壳的原因，地壳的运动通常都会导致地震，从而使得地面迅速沉降。但是最近几年，地面的沉降逐渐从地理因素转变为人为因素，因为人类过度开采石油、天然气等矿物质导致地面不堪其重力，在这其中大量的开采地下水是引起地面沉降最重要的原因，因为地下水的抽取就会导致含水层的骤缩，这样就会在抽取地下水的时候，使得中间的含水层不断地压低，就会造成含水层上下之间的距离不断地减少[1]。在抽取地下水的过程中会使得地下的水位下降，下土层不断地固结，从而造成地面下降。近年来地热资源的不断开发与利用以及过度的采取地下水，都容易造成地质的紧缩，从而引起地面下沉。在2015年，四川省就对省内的地面进行过一次测量，发现如果开采到300m以下的地面水就会造成地面沉降占总沉降的40%以上。

1.2 引起热污染

热污染，顾名思义就是温度比较高的尾水在排放的过程中会对周围的环境不断传输热量，影响环境及其周边生物的生长。从目前的开发情况来言，大部分的地热开发利用程度还比较低，都是以保暖为主，还没有形成多次利用，但是排出来的尾水温度依旧还是比较高。尤其是在地热供暖过后，所排出来的尾水如果没有及时地采取地热回灌技术或者是相应的处理措施，那么此时的地热尾水温度仍然可以超过40℃，这就会导致局部的空气和水的温度不断升高，从而改变了大自然的生态平衡，更有甚至会对自己周边环境的生物造成压制[2]。而且热污染的危害主要就在于下面几个方面：第一，水里的含氧量不断地降低，最后造成缺氧的状态，如果一旦没有处理好，排进湖内就会导致湖水的含碳有机物不断地减少，水里含氧量降低，这样就会造成水生植物的灭绝。第二，随着水体的温度不断升高，就会造成某些生物适应能力改变，从而直接影响到了这些水生生物自身的正常生活，严重的更会导致局部地区的自然规律直接受到影响。第三，水温的升高就会使水蒸气散发，使得地表水量减少，这样对于缺水地区来讲无疑是灭顶之灾。

1.3 地温的变化

地温的温度随着深度的深入不断增高，但是在浅表层的范围之内，地下水对地温起着一定的控制，但是当降雨进入到地面并形成地表径流时，就会造成地表层的温度骤然冷却，从而就会让近地表层的温度从热温降至低温，原本地温都保持在一个比较平衡的状态之下，但是随着地热的普及就会造成地面的温度失衡[3]。

地温的升高就会使得冬季冬眠的昆虫繁殖能力不断升高，导致农业受到虫害的影响。为了应对虫害，田地里的农药用量就会增加。而且随着地温的不断升高，土壤的干燥程度也会加快，这样就会让土壤中所含微生物失去本身能够生存的环境，最后造成粮食的减产。因为土壤主要是靠土中的微生物来保证土壤的肥力。若是土壤干燥会使得有机物不能够被有效分解，影响最终的收成。

1.4 大气的污染

在使用地暖的过程当中，地下热水中的一些气体和悬浮物通过地表压力的降低排出到空气当中，而这些气体主要都是H2S、CO等一些对于人体危害比较大的气体，而且这些气体对于人体的危害非常大，稍有不慎就可能引起人身伤害。

2 地热开发利用中制定相关的法律措施进行保护

如今随着地热不断被开发，各国在这个方面都逐渐的重视起来，并且制定一系列的法律法规来限制企业对于地热的开发。每个企业如果想要开启新的地热工程项目，就必须要提交相关的环境影响报告，报告内容必须要将地热开采过程中所有可能造成的环境破坏和针对此次破坏所用的应对措施。西班牙严禁地表水不处理就随意的排放;一些公司若是没有能够按照美国的法律法规来进行环境保护，就会遭受到惩罚;而在菲律宾，地热开发的每一个阶段都必须要上报地质调查，地质勘测等报告，等到相关部门同意申请之后才可以进行下一步的操作。其他的国家如日本、韩国等也制定了相关的法律措施，来约束企业对于地热的开发。我国也制定了一系列的法律法规来针对地表热水的排放，就比如说在地热资源的管理条约当中，就已经声明了企业在开发利用时，必须要对开发过程中所产生的影响以及开发可能出现的危害进行预测，并且列举出在危害发生时的解决措施，否则计划主管将有权驳回请求。在勘探整个地热流体时，必须要将整个地热流体全部勘探完成，而不是只选择一处勘探，否则就会引发一些自然灾害。所以说我国当务之急就必须要完善和规范好在地热开发过程中对于环境的影响评估。

3 结束语

地熱作为一种新的能源在我国的经济和环境上面都做出了很大的贡献，如今随着科技的不断发展，地热的利用规模已经越来越大，但是由于它在开发过程中会引起一些环境问题，所以说在应用之前就必须预测好它在开发过程中所产生的环境影响，并且制定各种措施将影响降到最低。因此规划和完善地热开发过程中对于环境影响的法律法规已经迫在眉睫。

参考文献

[1]阮宜纶，林荣忱，庄平，等.地热水对环境影响及污染防治（一）[J].中国给水排水，1994，10（4）：9-13.

[2]申建梅，陈宗宇.地热开发利用过程中的环境效应及环境保护[J].地球学报，1998，19（4）：402-408.

[3]陈金国，周衍龙，桂承新.湖北省咸宁市温泉地热田地热资源评价与开发利用[J].资源环境与工程，2007（S1）：24-27.

[4]陈金国，周衍龙，桂承新，湖北省咸宁温泉地热田地热资源评价与开发利用[J].资源环境与工程，2007.

收稿日期：2020-06-19

作者简介：吕灿（1988-），男，汉族，本科学历，工程师，研究方向为水文地质、地热地质、环境地质、工程地质。