石家莊現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設的地熱利用前景

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摘要：石家莊已進入農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化基本實現(xiàn)階段，該地區(qū)也賦存著較為豐富的中低溫地熱資源，研究區(qū)也面臨突出的環(huán)境問題，開發(fā)利用新能源的需求較迫切。尤其在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設的步伐引領(lǐng)下，石家莊現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設中地熱資源開發(fā)利用的潛力較大，開展必要的地熱資源勘查工作并提出切實可行的開發(fā)模式，將產(chǎn)生良好的社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益。

關(guān)鍵詞：石家莊；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設；地熱利用；前景分析

引言

目前，全世界范圍能地熱能開發(fā)利用十分廣泛，新農(nóng)村環(huán)保工作中也得到了重視[1-2]。國外有關(guān)中低溫地熱資源直接利用的研究起步較早，研究程度較高。美國、匈牙利等均有關(guān)于中低溫地熱資源用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的論文及科研報告[3，4]，尤其在歐洲對地熱資源在農(nóng)業(yè)中應用的前景及存在的問題研究較多[5-6]，近幾年有關(guān)地熱尾水、地熱資源利用過程中對生態(tài)環(huán)境影響方面的研究較多[7，8]。我國地熱資源直接利用起步較晚，但發(fā)展迅速，到2010年我國地熱資源直接利用已居世界第一[9]，有關(guān)華北地熱的分布、成因等有較深入的研究[10]，有關(guān)地熱在典型農(nóng)業(yè)區(qū)的應用也進行過深入的研究[11-13]，近些年國內(nèi)有關(guān)淺層地熱能[14，15]、中低溫地熱在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設施中的較多，在北京、天津及環(huán)渤海等區(qū)域有較深入的研究[16-20]，但利用過程可能產(chǎn)生的地質(zhì)環(huán)境問題研究較少，有待深入地研究。

1研究區(qū)概況

1.1研究區(qū)自然地理

石家莊地處河北省中南部，環(huán)渤海灣經(jīng)濟區(qū)，距首都北京283km。石家莊是河北省省會城市，是我國重要的交通樞紐之一，區(qū)內(nèi)有京廣、石太、石德鐵路，有京深、石太、石黃高速公路，還有多條國道穿市而過，空中航線有石家莊機場，形成了四通八達的交通航空體系，交通條件十分方便。

1.2氣象、水文

本區(qū)屬溫帶半濕潤、半干旱大陸性季風氣候，四季分明。多年平均氣溫13℃左右，1月份最低，月平均氣溫0.6℃左右；7月份最高，月平均氣溫26℃左右。全年極端最低氣溫-26.5℃，極端最高氣溫42.7℃。全年無霜期180~210d。最大凍土深度53cm。多年平均降水量450~750mm。石家莊市主要河流是滹沱河，屬海河流域子牙河水系。滹沱河源于山西省繁峙縣，全長540km，流域面積23000km2。在20世紀80年代以前，年平均徑流量為23億m3/a，20世80年代以后基本處于干枯狀態(tài)。區(qū)內(nèi)主要有黃壁莊水庫、石津灌渠、民心河等水利工程。黃壁莊水庫建在滹沱河的上游，庫容分別為12.1億m3。黃壁莊水庫是石家莊城市供水的重要水源。

1.3地熱地質(zhì)概況

根據(jù)區(qū)域資料及工作區(qū)內(nèi)的地層層序推斷，工作區(qū)內(nèi)可能的熱儲層主要為新近系明化鎮(zhèn)組、館陶組、古近系、白堊系、奧陶系、寒武系和中新元古界。開發(fā)館陶組熱儲最有潛力的地區(qū)是欒城縣縣城東部溫家莊－故意一帶，藁城市南部梅花－貫莊一帶和北部與無極縣交界一帶；基巖熱儲的出水量主要受巖溶和斷裂發(fā)育程度影響，將有多條斷裂交匯的局部凸起地段作為基巖熱儲地熱研究的重點部位。

2農(nóng)業(yè)地熱開發(fā)利用前景及存在問題

2.1研究區(qū)農(nóng)業(yè)地熱開發(fā)利用前景

2015年，石家莊市被農(nóng)業(yè)部認定為第三批國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)，2017年農(nóng)業(yè)部發(fā)展計劃司公示的《關(guān)于國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)建設水平監(jiān)測評價結(jié)果》，石家莊已列入農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化基本實現(xiàn)階段。研究區(qū)進行過較為詳細的地熱資源調(diào)查、勘查與評價工作，積累了豐富的地熱地質(zhì)資料；但地熱勘查區(qū)主要集中在辛集、溫塘等地熱田，大部分山區(qū)及平原區(qū)研究程度不高，尤其農(nóng)村地區(qū)地熱資源勘查研究程度較低。目前在發(fā)展低碳經(jīng)濟形勢下，2015年中央1號文件提出建設現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)格局必須進行改革。因此，探索地熱利用在農(nóng)業(yè)中的應用前景及存在問題，將推動石家莊現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設的進程。同時地熱資源開發(fā)利用過程中也存在地質(zhì)環(huán)境問題，對地熱資源在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設中的發(fā)展前景較好針對利用過程可能出現(xiàn)的問題進行分析，從而規(guī)劃現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中地熱資源的合理開發(fā)利用，將助力于石家莊現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設。

2.2研究區(qū)農(nóng)業(yè)地熱開發(fā)利用過程中存在的問題及對策

與此同時，研究區(qū)農(nóng)業(yè)地熱開發(fā)利用過程亟待解決以下問題。不同區(qū)域地熱開發(fā)利用的程度不同，例如典型農(nóng)業(yè)區(qū)、山區(qū)及平原地熱異常區(qū)地熱開發(fā)利用差異明顯，應該對已有資料及成果進行深入整理分析，掌握石家莊地區(qū)目前淺層地熱能、中低溫地熱資源開發(fā)利用的現(xiàn)狀，選取典型的地熱資源綜合開發(fā)利用示范區(qū)進行研究，掌握石家莊現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設中地熱資源開發(fā)利用情況。參考已有及資料調(diào)研成果，對研究程度及開發(fā)利用程度較低的區(qū)域，對農(nóng)業(yè)區(qū)地熱資源開發(fā)潛力進行評估，借鑒現(xiàn)階段開發(fā)利用過程中出現(xiàn)的地質(zhì)環(huán)境問題，提出應對措施。對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設中，提出地熱資源開發(fā)利用的布局，初步按照平原地熱區(qū)、山區(qū)地熱區(qū)進行劃分，平原地熱區(qū)開展基巖熱儲勘查工作，依據(jù)中低溫地熱資源、淺層地熱資源賦存條件的差異，針對不同區(qū)域提出合理的規(guī)劃。

3結(jié)論與建議

石家莊即是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)，也是中低溫地熱資源較為豐富地區(qū)域，然而不同地域地熱資源勘查評價程度差異較大，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設的步伐引領(lǐng)下，伴隨全社會發(fā)展低碳經(jīng)濟、實現(xiàn)節(jié)能減排的形勢，石家莊現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設中地熱資源開發(fā)利用的潛力較大，合理的開發(fā)利用會產(chǎn)生良好的社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益。地熱資源開發(fā)利用過程中注重綜合梯級利用，對不同區(qū)域采取與之適應的地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在平原區(qū)發(fā)展溫室蔬菜、花卉種植等，打造現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范工程區(qū)；山區(qū)地熱區(qū)側(cè)重于洗浴、種植、養(yǎng)殖和供暖，建設現(xiàn)代農(nóng)業(yè)觀光旅游區(qū)。

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作者:賈志強 姜久紅 劉昭 馮創(chuàng)業(yè) 單位:湖北工業(yè)大學土木工程與建筑學院 河北省地礦局水文工程地質(zhì)勘查院 河北地質(zhì)大學