我國是世界上地?zé)?a href="http://kaichele.cn/t/資源.html" >資源儲量較大的國家之一，尤其是中低溫地?zé)豳Y源，廣泛分布于我國東南沿海、西南地區(qū)、膠東半島、遼東半島和大面積分布的沉積盆地。新中國成立以后我國進行了系統(tǒng)地地?zé)豳Y源勘查與開發(fā)，將我國的地?zé)豳Y源開發(fā)利用推向了一個新階段。根據(jù)1999年國土資源部地質(zhì)環(huán)境司組織全國各省、自治區(qū)、直轄市區(qū)國土資源部門開展的“中國地?zé)豳Y源開發(fā)利用規(guī)劃”提供的資料（表1），全國現(xiàn)有溫泉約2710余眼，地?zé)峋?/a>約2239余眼，地?zé)崽?/a>約275余處，地?zé)崴_采量約3.5億m3/a，主要用于采暖、洗浴、醫(yī)療、旅游、養(yǎng)殖、種植以及發(fā)電等，為區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展做出了重要的貢獻。

  我國地?zé)豳Y源勘探與大規(guī)模開發(fā)利用始于上世紀中葉，關(guān)于其發(fā)展階段，陳墨香等[1]曾做過系統(tǒng)地總結(jié)，大致將我國地?zé)豳Y源勘查與開發(fā)利用的過程劃分為初創(chuàng)、初步發(fā)展、重要進展等幾個階段，各階段的主要工作簡要回顧如下。

  1.1 初創(chuàng)階段

  我國是溫泉廣布和熱水利用歷史悠久的國家，1949年之后，隨著地質(zhì)普查找礦工作的開展，為建立和擴建溫泉療養(yǎng)院，我國開始對溫泉進行調(diào)查，在若干溫泉區(qū)進行了地質(zhì)勘探，根據(jù)所獲得的資料對某些地區(qū)溫泉分布特點和其形成機制作了初步的分析和討論，并首次新編了全國溫泉分布圖。為配合大地構(gòu)造的研究，中國科學(xué)院地質(zhì)研究所和地礦部地質(zhì)力學(xué)研究所于20世紀60年代初期先后開始研制巖石熱物理性質(zhì)測試和鉆井測溫裝置，地質(zhì)力學(xué)所在包括房山花崗巖巖體在內(nèi)的若干地點測得了較準確的傳導(dǎo)地溫梯度數(shù)據(jù)，地質(zhì)所估算得松遼盆地3個熱流值。這個時期，投入地?zé)峁ぷ鞯牧α坑邢?，工作進展緩慢，處于起步階段。

  1.2 初步發(fā)展階段

  由于地?zé)崮?/a>作為一種新能源在國際上逐漸興起以及我國著名地質(zhì)學(xué)家李四光教授的倡導(dǎo)，地?zé)豳Y源于60年代末至70年代初在我國引起廣泛的注意，促進了我國地?zé)嵫芯?/a>工作的開展，區(qū)域地?zé)豳Y源普查、地?zé)豳Y源開發(fā)利用、地?zé)峄A(chǔ)理論方面都取得了顯著的進展。

  上世紀70年代以來，我國在20多個省區(qū)開展地?zé)豳Y源普查和考察，累積了一批資料，其中尤以中國科學(xué)院青藏高原綜合科學(xué)考察隊于1973-1976年對西藏高原地?zé)峄顒拥乇頍犸@示的考察最為系統(tǒng)而全面[2]。在地下熱能的開發(fā)利用方面，在這一階段開始進行地?zé)岚l(fā)電站的建設(shè)。1975年開始布鉆勘探的西藏羊八井地?zé)崽?/a>，是我國大陸經(jīng)勘探證實的第一個高溫地?zé)?/a>田，于1977年建立了一座裝機容量為1MWe的示范性電站。羊八井地?zé)?/a>電站的成功運行，鼓舞了國家和地方的能源決策部門，加速該熱田的開發(fā)過程。在地?zé)崞渌梅矫妫?a href="http://kaichele.cn/t/北京.html" >北京、天津和西安等地區(qū)相繼開展了低溫熱水溫室種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖、療養(yǎng)－洗浴和取暖等地?zé)峋C合利用的試驗研究。在地?zé)峄A(chǔ)理論研究方面，初步分析了華北平原地溫分布的特點和局部地?zé)岙惓５男纬蓹C制，發(fā)表了我國第一批大地熱流數(shù)據(jù)并作出相應(yīng)的解釋[3]；以板塊構(gòu)造觀點，討論了西藏高原現(xiàn)代強烈水熱活動的機制，首次提出喜馬拉雅地?zé)釒?/a>的概念性模式；用流體力學(xué)方法，探討了海底擴張的驅(qū)動機制，大陸巖石圈的熱模式和地饅熱柱上涌等問題。

  進入上世紀80年代，我國地?zé)嵫芯?/a>在前期工作的基礎(chǔ)上，有了重要的進展[4-11]，主要表現(xiàn)為：（1）在地?zé)嵘嫌兄匾饬x的地區(qū)或地質(zhì)構(gòu)造單元有計劃地進行了研究；（2）有重點地開展了地?zé)豳Y源勘探研究，對我國地?zé)豳Y源分布特點，或?qū)ζ錆摿ψ髁朔治龊驮u估；（3）地?zé)嵫芯?/a>地域由陸地向海洋擴展；（4）礦山地?zé)岷?a href="http://kaichele.cn/t/油田.html" >油田地?zé)峁ぷ鬟M一步開展。

  1.4 地?zé)豳Y源市場化階段

  由于地?zé)豳Y源的自身優(yōu)勢和我國社會發(fā)展與經(jīng)濟技術(shù)進步，上世紀90年代以來，掀起地?zé)豳Y源開發(fā)熱潮，地?zé)峋?/a>的深度越來越大(最深已過4000m)，范圍也遠遠超出了“地?zé)岙惓！钡母拍?，具有十分明顯的市場特征[12]。這期間的勘查工作多圍繞井點進行，未進行全面系統(tǒng)的區(qū)域性勘查評價工作。由于地?zé)豳Y源勘查與開采的市場化，造成了不科學(xué)的無序開采局面和資源的極大浪費。雖然天津、北京、西安等主要開發(fā)區(qū)采取的必要的政府干預(yù)手段，效果仍不十分明顯。因此，通過地?zé)豳Y源與開發(fā)利用區(qū)劃勢在必行。

  據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，目前我國已勘探的熱田有103處，提交的可采地?zé)豳Y源量（B+D級）為33283.473×104m3/a，初步評價的熱田214個，D+C級熱水可采資源量約5×108m3/a。

  1999年國土資源大調(diào)查開展以來，中國地質(zhì)調(diào)查局先后組織實施了寧夏銀川平原、北京市城區(qū)陜西關(guān)中盆地,魯北地區(qū)等地地?zé)豳Y源勘查評價工作。
 

  2 存在的問題

  自上世紀九十年代以后，由于對地?zé)豳Y源勘探等研究經(jīng)費減少，地?zé)豳Y源的形成機理研究、地?zé)豳Y源勘探方法、開發(fā)利用規(guī)劃、熱儲工程學(xué)研究等幾乎處于停滯狀態(tài)。地?zé)?a href="http://kaichele.cn/t/資源勘查.html" >資源勘查和開發(fā)中存在以下主要問題：

  2.1 國家對地?zé)?a href="http://kaichele.cn/t/資源勘查.html" >資源勘查投入嚴重不足，全國地?zé)豳Y源勘查評價及研究水平程度低

  目前，全國大部分地區(qū)尚未開展系統(tǒng)全面的地?zé)豳Y源勘查評價工作，特別是我國西部及華北平原地區(qū)的中低溫地?zé)豳Y源，基本未開展正規(guī)的地?zé)峥碧?/a>。全國地?zé)豳Y源總量是個概數(shù)，至今尚未取得公認的統(tǒng)一數(shù)據(jù)。經(jīng)過資源儲量管理部門審批可作為進一步勘查或開發(fā)利用規(guī)劃的地?zé)崽?/a>103處，約占已發(fā)現(xiàn)地?zé)崽?/a>的1/3?？辈樵u價滯后于開發(fā)利用，嚴重影響了地?zé)豳Y源勘查開發(fā)規(guī)劃的制定、資源的利用以及地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展。尤其是自上世紀90年代以來，國家在地?zé)豳Y源勘查方面基本上沒有投入。近年來地?zé)峥辈殚_發(fā)是由各種所有制經(jīng)濟主體參與和推動，基礎(chǔ)地?zé)岬刭|(zhì)勘查工作薄弱，后備資源不足，地?zé)崾袌龉┬杳苋找嫱怀?。因市場機制追求的是直接經(jīng)濟利益，對于服務(wù)于各級政府的地?zé)豳Y源規(guī)劃的評價、論證和區(qū)域性地?zé)崽镔Y源勘查評價等基礎(chǔ)性、區(qū)域性、全國性勘查工作，單憑市場無法解決。地?zé)豳Y源開發(fā)是高風(fēng)險、高投入、高收益的產(chǎn)業(yè)，如果不將區(qū)域資源論證清楚，把地?zé)豳Y源的地質(zhì)基礎(chǔ)做好，就不能正確地引導(dǎo)地?zé)豳Y源開發(fā)利用，政府管理部門不可能做到科學(xué)管理。部分地?zé)崽?/a>已打成地?zé)峋?/a>數(shù)十眼，形成相當?shù)拈_發(fā)規(guī)模，但整個地?zé)崽镔Y源狀況尚未進行評價，開發(fā)管理缺乏科學(xué)依據(jù)，處于盲目開采狀態(tài)。

  另外，在地?zé)峄A(chǔ)理論研究方面，如地?zé)峄毓嗉夹g(shù)、干熱巖開發(fā)利用技術(shù)、地?zé)豳Y源綜合開發(fā)利用技術(shù)以及深部地?zé)峥碧?/a>技術(shù)等都幾乎處于停滯狀態(tài)。

  2.2 地?zé)豳Y源開發(fā)利用水平低，資源浪費現(xiàn)象嚴重

  地?zé)豳Y源開發(fā)利用規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化水平不高，熱能利用率低、資源浪費比較嚴重。相當一部分天然溫泉水沒有充分利用，被白白浪費；井采地?zé)崴?/a>回收率低，利用方式單一，棄水量大、溫度高。由于梯級開發(fā)利用和“一采一灌”的開采回灌制度沒有得到普遍實施，廢棄了大量的高溫、高礦化度地?zé)崴?/a>，不僅造成資源浪費，還由此產(chǎn)生了周圍環(huán)境和地下水的熱污染和化學(xué)污染。在一些采取直供、直排供暖方式的單位，其熱能利用率僅為20%-30%，嚴重浪費了地?zé)豳Y源。

  2.3 地?zé)豳Y源評價方法有了長足的發(fā)展，但需進一步完善

  沉積盆地傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源評價方法有了長足的發(fā)展，這些方法有熱儲法、解析模型法、類比法和數(shù)值模型方法等，這些方法各有長處，但也存在一些不足之處。如熱儲法過去只考慮了靜儲量，對于彈性儲量的考慮偏少，雖然目前有不少學(xué)者已經(jīng)在考慮彈性儲量，但是彈性儲量與允許開采量之間的關(guān)系仍缺乏認識，但在實際中，所開采的地?zé)豳Y源絕大部分應(yīng)屬于彈性儲量的。解析模型方法需要大量的抽水試驗資料，且需要滿足模型的前提假設(shè)條件，使得評價結(jié)果與實際有一定的出入，尤其在大型地?zé)崽镌u價中，出入較大。類比法屬于經(jīng)驗方法，缺乏理論基礎(chǔ)。數(shù)值模型方法屬于評價精度較高的一種方法，但其要求比較清楚地掌握熱儲層結(jié)構(gòu)、物理參數(shù)、熱物理參數(shù)、水位（壓力）和開采動態(tài)的情況，多數(shù)地方實施起來比較困難，也不利于進行實時的資源評價。在允許開采量的評價中，最大合理降深的確定存在著不同的觀點和認識，對評價結(jié)果的準確性有較大影響。經(jīng)濟社會環(huán)境效益評估是一項較新的工作，在一些地方，如溫泉之鄉(xiāng)，有較成功的經(jīng)驗，但在區(qū)域上推廣還需要進一步探索。另外，傳統(tǒng)的地?zé)?a href="http://kaichele.cn/t/資源評價.html" >資源評價方法僅從資源量角度對地?zé)豳Y源進行評價，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，作為一種可再生能源，除了在能源角度具有巨大的開發(fā)利用潛力外，地?zé)豳Y源越來越顯示了其在醫(yī)療、景觀以及旅游等行業(yè)的利用前景，現(xiàn)行的地?zé)豳Y源評價結(jié)果已不能滿足社會各行業(yè)對地?zé)豳Y源開發(fā)的需求，因此，對傳統(tǒng)地?zé)豳Y源評價方法進行梳理和總結(jié)，形成一套切合實際的評價方法，是當務(wù)之急。

  2.4 地?zé)豳Y源開發(fā)缺乏科學(xué)指導(dǎo)，嚴重影響地?zé)豳Y源的可持續(xù)利用

  部分地區(qū)地?zé)峋?/a>過于集中，過量開采現(xiàn)象嚴重，只采不補，造成地?zé)崴?/a>位、水溫持續(xù)下降，嚴重影響地?zé)豳Y源的可持續(xù)利用，局部地區(qū)還出現(xiàn)地面沉降等問題(圖1)。根據(jù)天津塘沽、大港的監(jiān)測資料，地?zé)衢_采造成的地面沉降約為6-10mm/a。因此，必須加強熱礦水開發(fā)的論證和勘查工作，對地?zé)峋M行合理布局，限量開采，有效保護，持續(xù)發(fā)展。

  2.5 對地?zé)豳Y源開發(fā)利用的監(jiān)督管理力度及技術(shù)支撐力度不夠

  地?zé)豳Y源是一種礦產(chǎn)資源，應(yīng)由國土資源地礦行政主管部門統(tǒng)一管理。但在有些地區(qū)，地?zé)豳Y源管理設(shè)在其它部門。有些地區(qū)把地?zé)豳Y源混同于普通水資源進行管理，重復(fù)發(fā)證，造成地?zé)豳Y源管理的混亂。目前，全國僅有北京、天津、西安等市在國土資源部門設(shè)立了專門的地?zé)峁芾硖?，負?zé)對地?zé)豳Y源進行統(tǒng)一監(jiān)管。有相當一部分地區(qū)的地?zé)峁芾砉ぷ髌赜诎l(fā)證和收費，而對地?zé)豳Y源的科學(xué)開采和合理利用方面的監(jiān)管不力。

  2.6 缺乏科學(xué)的松散孔隙型熱儲回灌技術(shù)，制約了地?zé)釛壦?a href="http://kaichele.cn/t/回灌.html" >回灌的實施

  地?zé)釛壦?a href="http://kaichele.cn/t/回灌.html" >回灌或者采用對井開采（一個開采井對應(yīng)一個回灌井）是目前世界上實施地?zé)豳Y源保護和可持續(xù)開發(fā)利用的重要手段。我國在上世紀90年代至今，分別在天津和西安以及北京等市進行了回灌試驗[14]，試驗結(jié)果表明，實施地?zé)釛壦毓鄬S持熱儲壓力、減少污染具有較好效果，天津和西安管理部門甚至已經(jīng)制定了地?zé)衢_采井施工與回灌井必須配套的政策。然而，回灌的持續(xù)時間較短，尤其是松散孔隙熱儲層的回灌，由于產(chǎn)生的物理、化學(xué)和生物化學(xué)堵塞問題難于解決，從而使回灌量減少，最終無法實施。因此，需要盡快開展地?zé)釛壦毓嗉夹g(shù)示范與試驗工作，為我國地?zé)豳Y源科學(xué)有序開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

  2.7 淺層地溫能的開發(fā)利用起步較晚，地源熱泵技術(shù)研究和應(yīng)用推廣有待加強

  存在于地下巖土空間的淺層地?zé)?/a>溫度能，是一種可再生能源，無任何污染，利用水或其他流體作為載體運輸和利用淺層地溫能，不僅可以供熱、取暖，還可用來制冷，應(yīng)鼓勵開發(fā)利用淺層地?zé)崮?/a>。在利用地溫能的過程中，地源熱泵消耗1度電的能量，可以得到相當于4度電左右的熱量或冷量，其采暖運行費用比傳統(tǒng)能源利用方式低60%以上。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，在全世界地?zé)嶂苯永?/a>中，熱泵利用已占地?zé)崂?/a>的56.5%，而我國淺層地溫能的開發(fā)利用起步較晚，20世紀90年代開始推廣和研究地源熱泵系統(tǒng)淺層地溫能的開發(fā)利用技術(shù)[14]。2000年以來淺層地溫能開發(fā)利用的熱泵技術(shù)在全國得到普遍推廣，京津地區(qū)發(fā)展最快。北京每年以15%-20%的速度增長，目前全市采用這種技術(shù)的供暖建筑面積已超過500萬m3，在“十一五”期間，北京市計劃再增加3000萬m3淺層地?zé)峁┡?/a>建筑面積。目前，在已有的熱泵應(yīng)用工程的基礎(chǔ)上，制訂了國家標準《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50366－2005），迫切需要國土資源部門制定相關(guān)規(guī)程、規(guī)范與之配套。

  2.8 由于資金、技術(shù)等原因，干熱巖利用技術(shù)方面的研究尚沒有起步

  干熱巖是埋藏于地面1km以下、溫度大于200℃的、內(nèi)部不存在流體或僅有少量地下流體的巖體。干熱巖技術(shù)就是開發(fā)利用干熱巖來抽取地下熱能的技術(shù)，其原理是從地表往干熱巖中打一眼井，注入溫度較低的水，注入的水沿著裂隙運動并與周邊的巖石發(fā)生熱交換，產(chǎn)生高溫高壓超臨界水或水汽混合物，然后從生產(chǎn)井中提取高溫蒸氣，用于地?zé)岚l(fā)電和綜合利用。干熱巖的研究始于20世紀70年代，迄今為止只近30年。在這短短30年里的研究與開發(fā)過程中，干熱巖的利用技術(shù)也已日趨成熟，顯現(xiàn)出了巨大的利用價值，開發(fā)前景十分看好。然而，目前干熱巖的研究開發(fā)工作主要在一些發(fā)達國家展開，我國由于資金和技術(shù)等原因，僅由國家地震局地殼應(yīng)力研究所和日本中央電力研究所于1993-1995年期間在北京西南房山區(qū)開展過部分干熱巖開發(fā)利用的試驗研究工作。

  另外，缺少統(tǒng)一的地?zé)豳Y源信息系統(tǒng)，管理手段落后，信息反饋不靈，管理自動化和信息化程度較低。急需建立全國性的地?zé)豳Y源信息數(shù)據(jù)庫和管理系統(tǒng)，為科學(xué)規(guī)劃與指導(dǎo)我國地?zé)豳Y源勘查開發(fā)有序發(fā)展提供基礎(chǔ)資料。
 

  3 建議

  改革開放以來，我國經(jīng)濟持續(xù)續(xù)高速增長、外貿(mào)大幅躍進、貿(mào)易順差持續(xù)擴大，與此同時，困擾中國經(jīng)濟長遠發(fā)展的一大暗礁，能源危機，已悄然而然地進一步惡化，如何應(yīng)對能源危機已成為我國社會經(jīng)濟發(fā)展必須面對的一項課題。作為一種可再生能源，地?zé)豳Y源具有廣闊的開發(fā)利用前景。開展相關(guān)地?zé)峄A(chǔ)理論研究以及調(diào)查評價工作對于從根本上解決上述問題，加快我國地?zé)嵝履茉?/a>的勘查開發(fā)和利用的步伐，促進我國可再生能源事業(yè)的發(fā)展，緩解所面臨的能源危機具有重要的意義。為促進我國地?zé)豳Y源的合理開發(fā)利用，建議在今后幾年內(nèi)重點開展以下工作：

  （1）開展區(qū)域地?zé)豳Y源調(diào)查評價與區(qū)劃工作，通過區(qū)域地?zé)豳Y源調(diào)查，查明我國地?zé)豳Y源分布和開發(fā)利用現(xiàn)狀，進行區(qū)域地?zé)豳Y源現(xiàn)狀評價及開發(fā)利用區(qū)劃，提出地?zé)豳Y源可持續(xù)開發(fā)利用和保護區(qū)劃意見。

  （2）開展區(qū)域淺層地溫能開發(fā)利用適宜性調(diào)查評價工作，充分分析研究我國區(qū)域氣候特征、水資源條件、地質(zhì)環(huán)境等基礎(chǔ)條件，以重點經(jīng)濟帶或人口密集區(qū)為重點工作區(qū)，確定不同水資源及地質(zhì)背景下地下水水源熱泵與土壤源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用條件與適用范圍，進行適宜性分析。

  （3）開展地?zé)豳Y源科學(xué)利用關(guān)鍵技術(shù)及基礎(chǔ)理論研究，如地?zé)?a href="http://kaichele.cn/t/資源評價.html" >資源評價方法、沉積盆地型熱儲地?zé)峄毓嗉夹g(shù)、中低溫地?zé)豳Y源梯級綜合利用模式、干熱巖開發(fā)利用科學(xué)鉆探及試驗、淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用環(huán)境響應(yīng)，等。
 

  4 結(jié)語

  我國是世界上地?zé)豳Y源儲量較大的國家之一，作為一種清潔能源，地?zé)豳Y源的開發(fā)利用對于緩解我國能源緊張的局面、保護環(huán)境等都具有重要的意義。隨著國家《可再生能源法》的頒布實施，以及《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)節(jié)能減排綜合性工作方案的通知》等相關(guān)文件的發(fā)布，我國即將掀起地?zé)豳Y源調(diào)查評價和勘查的新熱潮，以上有關(guān)問題的解決將會大大促進我國熱儲工程學(xué)的發(fā)展，為地?zé)豳Y源在我國實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略過程中發(fā)揮巨大作用奠定基礎(chǔ)。