西安地熱水資源保護與管理的思考

李 印，李雪靜

(1.西安外國語大學商學院，陜西 西安710061;2.陜西涇惠渠管理局，陜西 三原713800)

地熱資源是一種珍貴的綜合性礦產資源，其功能多，用途廣，且經濟、社會、環境效益顯著。一方面，地熱資源是一種清潔的能源資源，可直接用于發電、采暖等，另一方面，地熱水還可以用作提取溴、碘、硼砂、鉀鹽、銨鹽等的工業原料，不僅如此，地熱水還是寶貴的醫療熱礦水和飲用礦泉水資源以及生活供水水源。

充分挖掘、發揮地熱水資源的綜合效益不僅能有效緩解能源供需矛盾，而且有益于環境保護，確保經濟的科學、可持續發展。但是，對這種新型的資源而言，開發和利用的過程中也存在著很多的風險與問題，解決或者預防這些風險與問題的關鍵在于必須使我們的開發利用行為科學、合理、環保。

基于此，擬對西安地區地熱水資源的開發利用狀況進行調研、評估，圍繞地熱水利用中存在的問題以及解決的對策發表一些個人看法、建議，以供管理者借鑒。

1 西安地區地熱水資源的開發利用現狀及存在的問題

1.1 西安地區地熱水資源的開發利用現狀

據統計，西安地區開發利用地熱水始于上世紀70年代，90年代中期逐漸步入開發地熱水的高峰期。目前僅西安城區就有熱水井200多口［1］，而且熱水井的數量還在激增。這些熱水井中，既有企事業單位投資開發用于生產生活的，也有個人投資用于商業用途的。同時此，這些熱水井的分布相對集中，西安市的南部郊區和東部郊區明顯多于城市的西部和北部地區。不僅如此，這些熱水井中抽取熱水的層段也比較集中，主要集中在1 600～2 000 m，2 300～3 200 m這個深度。

另據地熱水的利用調查，現階段西安地區地熱水主要用于洗浴、采暖、娛樂休閑、漁業養殖、農業種植和精密儀器加工。其中，洗浴和采暖用量占據地熱水總量的70%，娛樂休閑占地熱水總量的15%，漁業和農業占總量的10%，工業用量不到5%。

1.2 西安地區地熱水資源開發利用中存在的問題

1.2.1 過度抽取地熱水

據監測，西安地區近年來很多地方都出現了明顯的地裂縫和地面沉降，相關的研究結果表明，過度抽取地熱水是導致這些環境地質問題的主要原因。

由于長期的過度開采地熱水加之沒有有效的回灌，西安地區的地熱水水位埋深逐年下降，第三系半固結巖層的熱儲層內熱水處于半飽和狀態，深部巖層壓力的下降使其對上部或上覆巖層的頂托作用減弱進而導致了地面沉降和地裂縫。［2］與此同時，西安地區的地熱水井密集分布，開采層段集中致使局部地區的地熱井相互貫通，這種狀況進而加劇了西安地區的地面沉降。［3］自上世紀80年代以來，西安城區已在第四軍醫大學、西光廠、南郊八里村、測繪學院等地域形成地下熱水降落漏斗區。［4］

不僅如此，西安地區地熱水的過度開采還引起區內的地震活動性增強。根據陜西省地震臺網統計記錄，西安及其鄰近地區自1990年之后，每年可記錄的地震活動次數比以前明顯增加。進一步的研究發現，西安地區的這一變化恰恰和區內大幅度開采地熱水資源有直接關系。［5］

1.2.2 隨意排放地熱水尾水

據統計，目前，西安地區95%的地熱水尾水未經過任何處理而直接排入城市的污水管網或者河道。直接排放地熱水尾水對自然環境與河流生態帶來了很大的負面影響，表現之一，西安地區的地熱尾水中含有H2S、CO2、NH3以及放射性元素Ra，Ru，U，Th等，直接排放地熱水尾水無疑會給自然環境帶來很多負面影響;其二，西安地區地熱水中的偏硼酸(HBO2)、溶解性固體和鹽的含量都比較高，其礦化度、總硬度也遠超過了飲用水、灌溉水的水質標準，利用地熱尾水澆灌造成了土壤板結和鹽堿化;其三，西安地區的地熱水尾水排放時溫度大都在40℃～50℃，高溫排放致使排放區域細菌及各種微生物大量繁殖，進而影響到西安周邊地表水的水質，甚至還會進而影響到飲用水源的安全。

1.2.3 地熱水浪費嚴重

據統計，目前西安地區的地熱水主要用于洗浴取暖、漁業和休閑娛樂，三項累計使用地熱水量占地熱水開采總量的95%。但是，這三項產業行業利用地熱水的主要方式多屬于“單項利用”或“直接利用”，甚至其中85%的地熱水屬于一次性使用。如漁業養殖，其具體的使用方式是直接利用或勾兌地表水降溫后使用，待冷卻后又隨即被直接排放?？傊?，西安地區的地熱水利用方式仍屬于粗放式利用模式，這種模式既制約了地熱水資源的綜合效益發揮，也存在著嚴重的浪費。

2 造成西安地區地熱水資源利用問題的根源

2.1 行政監管不力

目前，西安地區對地熱水資源的管理處于一種多部門條塊式管理格局，水利部門、衛生部門、國土資源局等部門都在各自的權限內履行監管職責，彼此間分工的不明確導致他們行政管理中更關注部門利益，以至于“遇利益時爭著管，有問題時相互推諉”。

對地熱水資源的行政監管不力還表現在如下幾方面，第一，對地熱水開發主體的資格審核、監管不嚴格。目前，西安地區的地熱水井既有國有的企事業單位投資開發的，也有民營企業投資建設的，甚至在西安的個別地方還有個人或者家庭投資開發地熱水井的。地熱水開采中“準入機制”的缺失導致了開發主體的無序化。主體的無序化一方面加劇了行政監管的難度，尤其是對私有熱水井人的監管，另一方面也加劇了地熱水被過度抽取而引發的環境地質問題;第二，缺少對地熱水的動態監控。對地熱水資源儲量無窮盡的錯誤認識，加之監控設施設備的投入不足，現有的對地熱水的動態時時監測只在極個別的地方實施，而絕大多數地區沒有監控，任由熱水井所有人肆意抽取。

2.2 現有的開發利用手段工藝滯后

由于對地熱水資源利用研發的不足，現在的開采技術及設備總體落后，開發中熱能損耗嚴重，而且很多熱水井有泄漏問題。此外，對地熱水的利用多屬“單項利用”或“直接利用”，甚至還有“一次性使用”問題，缺少循環利用，不能夠充分發揮地熱水資源的經濟、社會及環境效益。

3 解決西安地區地熱水資源利用問題的對策建議

3.1 建立強有力的行政監管機制

3.1.1 設立專門的地熱水監管機構

鑒于西安地區目前地熱水利用問題的嚴重性，應在原有的管理格局基礎上，成立以水利部門為主導，吸收環境保護、衛生防疫、礦產資源等部門的專職機構。

由西安市政府授權該機構具體承擔地熱水資源的開發利用中的行政監管職責，包括開發熱水井的主體資格審核;地熱水開采的計劃審批;熱水井工程的監管;地下水的回灌工程以及對地熱水開采過程中的各項執法權。

3.1.2 建立嚴格的登記與審核制度

要根本解決西安地區的地熱水利用問題，必須對現有的熱水井進行登記，并實施新的產權確認，同時，建立嚴格的地熱水開采“準入制度”，規定只有滿足法定條件的人才可以開發地熱水。

在實施登記與審核中，應遵循下屬幾個原則，第一，禁止個人或者家庭開發熱水井;第二，環保原則，地熱水井的分布密度和熱水開采層段分布必須合理，以自然環境的承載力為限。即使對有資格、符合條件的企事業單位，如果所在地的地熱井分布密度超出規定，也不能許可其開發地熱水。

3.1.3 加強地熱水開采中的動態監控

西安地區地熱水開采的檢測包括兩方面內容，其一是區域檢測。由于先前西安地區地熱水無序開采，已經在區內部分地域產生了地下漏斗區，此外，其他開采地熱水量較大區域的地表沉降、地裂縫加劇，在這些區域實施系統的監測，以隨時掌握地熱資源的開發與地面沉降及地裂縫的關系，隨時指導和控制地熱水開采量，避免出現相應的地質災害問題。其二是單熱水井的監測。通過分區域選定熱水井然后實施單井的動態監測。詳細了解單井熱水開采過程中的熱水水位、開采量等與地面沉降和地裂縫活動的定量關系，為制定合理的開采制度提供科學的依據。

3.1.4 建立市場化的地熱水開采和有償使用制度

經過調研我們認為，西安地區地熱水價格的極低也是造成地熱水利用問題的一個關鍵因素，對此，我們建議，在現在地熱水價格的基礎上，借助市場化手段，融入環境保護、地下水回灌等因素，重新確定地熱水的價格。

在地熱水價格的市場考量中，應確立按開采量收費制度，其中包括地熱水的為水處理費用，地熱水儲水層的回灌費用等。

對已經形成的熱水井，由所有單位按自然年度向水利行政機關提出詳細的用水計劃，水利行政機關根據熱水井所處區域及總體熱水開發規劃進行審批，并從開采單位繳納的費用中抽取一定比例建立地熱水開發保護基金。該基金的法定用途一是地熱水資源的保護性研究，如地熱水的回灌試驗研究。另一用途是地熱水的管理工作。

3.2 積極立法確保依法監管

除了加強行政監管外，我們認為，針對西安地區的地熱水資源開發利用具體情況，由西安市人民代表大會制定《西安市地熱水資源保護規章》非常必要。

第一，確立西安地區在地熱水資源開發中的科學、合理、環保原則;第二，針對違法開采、偷采等行為建立嚴格的經濟法律責任甚至刑事責任制度。對情節較輕的違法開采、偷采行為實施經濟處罰，對情節嚴重的除追究經濟法律責任外，還應該追其刑事責任。

除了《西安市地熱水資源保護規章》外，制定《西安市地熱水資源開發與保護規劃》也非常必要。在該規劃中，應明確地熱水資源的開發利用方向，引導地熱水主要向旅游、醫療、保健業等高效率、高附加值的領域發展服務。同時，由行政主管機關分批次逐步對現有的熱水井進行宏觀監控，安裝地熱水水量、水溫、水位監測儀，確保地熱水的合理利用和有效利用。

3.3 加強地熱水資源的保護與綜合利用研究

3.3.1 實施統一的西安地區地熱水資源勘查與評價

地熱水資源是一種流體資源，埋藏較深，通過少數的勘探孔，很難對其埋藏分布特點及資源總量做出準確的測算。因此，在西安地區實施統一的地熱資源總量勘查和開采評價非常必要，建議在現有勘探基礎上借用環境同位素水文地球化學技術等先進技術對地熱流體的組分測試，對地熱流體的起源、運營及成因等進行詳盡理論探討，對力爭對區域內地熱井的水頭、水溫、水量、水質開展系統、準確的監測，綜合分析其水頭、水溫、水量、水質隨開采時間的變化規律，加深對各熱儲層段的認識，正確評價地熱資源，提出地熱資源可持續開采年限及提高開采能力的對策，為可能出現的地質災害提供科學的數據資料。

同時，統一的勘探和評價中加強兩大領域的科研力度。一是西安熱儲流體補給及可更新問題的專項研究，并以此作為制定西安地區地熱水資源的市場運營機制的一項指標;另一方面是地熱水尾水的污染治理問題，現階段的地熱水使用中存在把含鹽、含氟很高義及含有其他重金屬元素的地熱水尾水直接排放到地表而造成環境污染的問題。

3.3.2 加強地熱水資源綜合利用研發

針對目前西安地區存在的地熱水資源綜合利用率較低的情況，建議采取分步走的制度措施。一是積極組織專家學者加大地熱水資源的綜合利用研究，借鑒國內外綜合利用地熱資源經驗，把洗浴后的水用于回灌、養殖、提高地熱水的綜合利用水平;另一措施是建立行業引導與限制制度。即鼓勵高回收、高收益、高附加值的旅游項目地熱水開發利用，扶持有開發潛力、可持續開采區域的開發項目。同時嚴格控制開采過密區域、重點文物保護區域、地裂縫分布區域、城內人口稠密區域的地熱水開采。

［1］西安商報.20080716.

［2］Rybach L，Muffler L J P.地熱系統—原理和典型地熱系統分析［M］.北京大學地質系地熱研究室譯.北京地質出版社.1986.

［3］李喜安，劉玉潔，蔚遠江.西安地區地下熱水資源開發利用現狀及展望.水資源保護.2003.(3).

［4］吳富春，宋立勝，王鋒，等.西安市地熱水開采的現狀分析［J］.水文地質工程地質.2002.(1).

［5］王衛東，彭建兵，張永志.西安市地熱水開采的環境問題及對策研究.GEOTHERMAL ENERGY.2007(5).