地热水资源用水管理模式及保护对策建议

贾 玲，牛最荣，薛 媛，邵显显

(甘肃农业大学水利水电工程学院，甘肃 兰州 730070)

在面对水资源以及其他能源日益紧张的情况下，地热水资源作为一种清洁环保、节能、可再生的新型能源，其开发利用是国内外近年来比较关注的焦点问题[1]。与传统能源相比，地热水资源具有供能比较持续稳定、高效循环利用、可再生、运营成本低等特点，具有发电、供暖、洗浴、养殖、医疗保健等多种用途，在一定程度上，有望成为未来能源发展的一个重要方向。尽管国内外学者对地热水资源分布特征、成因模式、勘测评价、开发利用以及地热能产业发展等方面开展了大量研究[2- 10]，取得了一定的成果，然而针对于地热水资源管理方面的研究仍相对欠缺，特别是对于地热水管理与保护尚处于起步阶段，开发利用方式单一，多数地区的地热水资源主要用于温泉行业[11- 12]，几乎没有关于专门性的地热水管理及保护方面的研究；地热水资源具有水资源和矿产资源的双重属性，使得地热水资源的管理更加复杂。对地热水管理的相关内容进行分析具有十分重要的意义。本文针对于地热水资源管理存在的问题，从用水管理角度出发，探讨地热水资源用水管理模式框架，为科学合理开发地热水资源提供参考依据。

1 地热水资源管理中存在的问题

(1)现状不清

我国从20世纪60年代就已经开始了地热水资源的勘查工作[13- 14]，但对地热水资源的认识较晚，地热水资源的分布、赋存条件、储量、水温、水质等情况不太详细具体，同时，对于地热水资源相关概念的界定模糊不清、地热水资源管理体制不顺。

(2)缺乏完善的政策法规体系

目前我国根据《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国矿产资源法》、各个省份取水许可和水资源费征收管理办法等水资源相关政策进行地热水资源开发利用与管理，尽管取得了一定成效，但仍缺乏完善、规范的的法规体系。我国在地热水资源属性确定、开采流程和资源费、税收等方面尚未有明确意见，具体实施中的差异性定义使其归口管理部门存在不确定性，管理职责不清晰，各地和各级部门做法不统一。“水”、“热”不分的属性问题亟需解决，地热水开发利用的法规制度建设亟需完善[15]。

(3)缺乏科学的监督管理机制

监管制度的完善与否决定了地热水资源能否可持续开发利用。目前缺乏必要的监督管理体系，行业准入门槛低、开采程序不清晰，滥采、不回灌等现象存在，影响地热产业的可持续良性发展。行政主管部门需要对地热水全产业链进行全过程监督与管理，制定针对性政策、出台指导性意见，避免企业无序竞争、破坏式开发，强化地热水资源开采区生态环境保护，实现地热水产业的健康、规范发展。

2 地热水资源用水管理模式框架

我国地热水资源虽分布广泛、类型丰富，但分布地区的成因、温度、水质、水压等不同，因此，在一定程度上，增加了管理地热水资源的难度。目前地热水资源开发利用还较为粗放，主要用于医疗、温泉、养殖、供暖4大领域[16- 18]。为充分利用、保护珍贵的地热水资源，结合地热水资源的特点，初步探讨各大领域相应的用水管理模式，根据其应用领域不同，提出了“一个框架、三个层次、四个模式”的地热水资源用水管理模式框架，如图1所示，为实现高效科学的地热水资源用水管理奠定了基础，同时引导地热水开发向着科学性、合理性方向发展。

图1 地热水资源用水管理模式框架图

2.1 一个框架

地热水资源用水管理模式框架图主要是由基于温泉洗浴、游泳为主的娱乐用水管理模式，基于医疗、疗养的康养用水管理模式，基于种植与养殖用水为主的种养殖用水管理模式和基于供热为主的采暖用水管理模式四种模式构成。涵盖了地热水资源开发利用的主要领域。从地热水利用领域的角度出发，探讨相应的用水管理模式，进而初步提出地热水资源用水管理模式框架，为今后开展地热水资源管理工作奠定基础。

2.2 三个层次

当前研究地热水资源管理和保护方面的内容已经成为相关学者关注的焦点，合理管理、科学保护地热水资源是贯彻落实地热水资源管理制度的重要工作内容，同时也是实现水资源可持续利用的重要保障。因此，地热水的属性作为地热水资源用水管理模式的第一层次，在一定程度上，针对地热水资源的独特性，综合考虑地热水资源的应用领域，有利于合理、科学开发利用地热水资源。第二层次是用水特性，通过分析地热水资源水质、水温等用水特性，有利于地热水资源达到充分合理的使用，也利于解决地热水资源的回灌问题。第三层次从着重关注地热水资源利用与管理工作，尝试理清各个模式注重的重点，为地热水资源管理与保护工作顺利开展探索新的思路。

2.3 四个模式

(1)基于温泉洗浴、游泳为主的娱乐用水管理模式

基于温泉洗浴、游泳为主的娱乐用水管理模式主要是针对目前地热水资源的主要利用方式建立的，依托地热水资源自身温度和所含的矿物质成分，形成温泉洗浴、游泳为主的娱乐产业。这种地热水资源的利用方式主要体现了地热水资源的双重属性，因此，在具体的开发利用过程中，水质、水温、水量问题都需要高度注重，一般情况下，温泉洗浴、游泳为主的娱乐用水大多数是40～60℃的地热水资源。为了保障地热水资源实现健康、持续发展，根据地热水资源用水量及用水优先次序，制定详细的地热水资源用水计划，实现地热水资源梯级利用，在强化基于温泉洗浴、游泳为主的娱乐用水管理模式下，应严格控制开采量及开采布局、采取分质用水、加强尾水回灌等方面的管理工作，见表1。

(2)基于医疗、疗养的康养用水管理模式

相比以温泉洗浴、游泳为主的娱乐用水管理模式，基于医疗、疗养的康养用水管理模式体现了地热水资源的矿产属性。从矿产资源属性上说，地热水资源含有大量的铁、锰、钠、碘、钒、钛、钾、硫、硼等多种对人类身体有利的化学元素，将地热水资源应用到医疗、疗养产业中，可以充分发挥其矿产资源特性。在开发利用地热水资源的过程中，除了注重水质、水温之外，更需注意地热水资源中矿物质的含量。为了有效防止和控制地热水资源中矿物元素的流失与热矿泥资源的减少，提出基于医疗、疗养的康养用水管理模式，该种模式是在动态监测的情况下，根据开采区域水温、水位、矿物元素等变化，采取梯级开发，在保护矿物元素和热矿泥的同时，应加强控制地热水资源价格、开采量等方面管理，见表1。

(3)基于种植与养殖用水为主的种养殖用水管理模式

我国部分地区冬季气候寒冷，发展温室蔬菜种植产业成本较高，且控制温度难度大，因此，利用低温地热水资源是目前发展温室种植业的良好途径之一。这种利用方式主要针对25～40℃的地热水资源，体现其热的特性，由于是服务于种植与养殖产业，虽对水温与水质要求不高，但如果要得到较大发展，也应做到重点、有效的管理，例如开展种植养殖前进行水质监测、安装计量设施、建设示范工程、进行梯级利用等方面的相关工作，见表1。

(4)基于供热为主的采暖用水管理模式

地热供暖是目前最为清洁的供暖方式之一，主要体现的是地热水资源的热能属性。具体开发利用时，特别注重水温和水质，一般情况下，水温高于60℃、矿化度低的地热水资源适合用于供暖。针对地热水资源发展的现实需求，提出基于供热为主的采暖用水管理模式，该模式与其他三种模式不同的是，除了加强地热水资源梯级利用、水质监测、开采量限制等管理方面工作外，还特别注意尾水处理问题，供暖后地热水资源温度较高，在浪费资源的同时，也造成了环境热污染现象。因此，需加强地热水资源尾水处理技术，在回收尾水能量的基础上，降低尾水温度，使尾水排放达到环保要求，见表1。

表1 地热水资源用水管理模式表

3 地热水资源管理与开发利用保护对策及建议

尽管我国对地下水资源的开采取用做了相关管理规定，但是，这些规定对地热水的特殊属性考虑不够。地热水区别于地下水资源，具有地下水资源所没有的特殊属性，地热水既具有资源属性也具有能源属性。地热水在赋存条件和水化学特征上也不同于地表水和地下水。而多数地区取水许可和水资源费征收管理办法中关于地热水的开采取用规定没有完全细致的考虑到地热水的特殊属性，故针对存在问题，对地热资源管理和保护提出以下保护对策建议。

3.1 开展对地热水的资源评价工作、实行限量开采的保护性政策

地热水资源取用水量是难以核准的，尤其是分布在地下水超采区或限采区的地热水资源。在生态保护优先的前提下，确定地热水资源开采取水量是取水审批的关键问题。因此，组织开展对地热水的评价工作，以及对已开发的地热水做长期的动态监测工作显得尤为重要。地热水资源作为一种珍贵的资源，并不是取之不尽、用之不竭的，为保证其实现可持续发展，应对地热水开采实行保护性限量开采的管理政策，按年度核定各单位的开采指标。

3.2 注意地热田的保护、加强地热水地质的研究

在地热水资源开发利用管理中，要防止泉水及地下热水污染、水质恶化，同时也应研究注意地热流体中含有的高浓度有害成分挥发造成对大气的污染。严格做到资源开发与环境保护相结合。从储水层构造分析开始，结合各种勘察技术，取得可信度高的地质依据，并最终确定井位，降低钻探风险，提高地热水资源的评价精度，为管理提供可靠依据。

3.3 减少人类活动影响

人类的活动直接影响着地热水水文地质环境，长期以来人类活动对于我国水文地质以及生态环境的保护影响是巨大的。虽然目前我国已经探明了绝大部分地热资源储存的地区和区域，但是仍有一些人迹罕至交通不便的山区地区未能探明地热资源储存。人类活动如开挖采煤、钻掘隧洞等都不同程度的影响了地热水的径流量和补排出露等。随着目前我国对地热水资源开发利用程度的不断加大，若不严格的控制地热开采井的数量，以及地热水开采量，那么过量的开采就会使形成的疏干漏斗相互叠加而导致地下水位的大幅下降。所以应根据合理的影响半径确定采矿项目的采矿范围，对宝贵的地热水资源进行保护。综合分析考虑了当前人类自然经济社会活动对于自然地热水文等资源的直接影响，隧道工程建设、开掘开挖采煤、地热井三个主要方面的直接影响诸多因素中，隧道工程建设和人工开挖采煤就是其中最为显著和有影响的。

3.4 加强地热水资源综合利用、归口统一管理

地热水资源是一种自然能源，它们对环境的危害较小、影响力微。为了改善环境，目前我国已经在不少主要大城市涌现出以常规能源为主采用地热能源来进行替换的情况。根据地热水资源分布情况，建立适合区域的规范地热水资源综合管理部门机构和体系，同时建立地热水资源工程设计施工、装置及制造等服务业和一批先进的示范性基地，为区域地热水资源的综合和可持续发展利用打下了良好的条件。

地热水资源是水资源的一项重要组成部分。因此，建议探讨将地热水资源的管理统一归口到水行政主管部门，坚持“统一规划、统一管理、统一开采、统一供应、有偿使用”的原则，负责全省地热水资源的规划、审批、开发、管理和监督工作。

4 结论

地热水资源管理作为地热水研究的重要内容，对于地热水资源勘测和开发利用、促进地热水资源优化配置和生态环境可持续发展具有指导性意义。目前，关于地热水资源用水管理方面的内容相对较少，尤其是针对用水管理模式的研究几乎为零。本文基于地热水资源开发利用现状，较详细地从温泉洗浴、游泳等方面初步探讨了基于温泉洗浴、游泳为主的娱乐用水管理模式，基于医疗、疗养的康养用水管理模式，基于种植与养殖用水为主的种养殖用水管理模式及基于供热为主的采暖用水管理模式四种地热水资源用水管理模式，提出了“一个框架、三个层次、四个模式”的地热水资源用水管理模式框架。针对地热水资源管理存在的相关问题，结合地热水资源用水管理模式，尝试理顺地热水资源管理工作重点和难点，提出地热水资源管理与开发利用保护对策及建议，为今后更好地开展地热水资源管理保护工作提供参考依据和技术支撑。由于地热水资源用途广泛，用水管理模式也复杂多样， 本文只考虑了温泉洗浴、游泳、医疗、疗养、种植、养殖等主要用途，初步探讨了地热水资源用水管理模式，随着地热水资源开发利用方式不断扩大，应根据每种方式不同的属性进行侧重管理。因此，在今后的研究中，需继续研究分析地热水资源用水管理模式，以便实现地热水资源高效利用及综合管理，同时也促进地热水资源的健康协调发展。