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地热资源
时间:2017-11-08 22:51 来源:未知 作者:编辑 点击:

地热资源

                                          图为地热井
        地热资源概述 
地热资源:地球本身象一个大锅炉,深部蕴藏着巨大的热能。在地质因素的控制下,这些热能会以热蒸汽、热水、干热岩等形式向地壳的某一范围聚集,如果达到可开发利用的条件,便成了具有开发意义的地热资源。 
地热资源按温度可分为高温、中温和低温三类。温度大于150℃的地热以蒸汽形式存在,叫高温地热;90℃—150℃的地热以水和蒸汽的混合物等形式存在,叫中温地热;温度大于25℃、小于90℃的地热以温水(25℃—40℃)、温热水(40℃—60℃)、热水(60℃—90℃)等形式存在,叫低温地热。高温地热一般存在于地质活动性强的全球板块的边界,即火山、地震、岩浆侵入多发地区,著名的冰岛地热田、新西兰地热田、日本地热田以及我国的西藏羊八井地热田、云南腾冲地热田、台湾大屯地热田都属于高温地热田。中低温地热田广泛分布在板块的内部,我国华北、京津地区的地热田多属于中低温地热田。 
地热田是指在目前技术条件下可以采集的深度内,富含可经济开发和利用的地热流体的地域。它一般包括热储、盖层、热流体通道和热源四大要素,是具有共同的热源,形成统一热储结构,可用地质、物化探方法圈闭的特定范围。 
地热资源的开发利用 
150℃以上的高温地热和150℃-90℃的中温地热,主要用于发电、烘干等工业领域(如西藏的羊八井地热田);90℃以下的低温地热(如北京的地下热矿水),由于其温度适宜、清洁无污、富含多种对人体有益的矿物质而用途十分广泛。低温地热可以在以下方面进行开发: 
1)地热直接供暖 
燃煤锅炉的大量使用是造成空气受到严重污染的重要原因。目前,北京市政府已明令规定在主要城区取消燃煤锅炉,代之以燃油或燃气,以减小大气污染程度。但燃气和燃油前期投入和运行成本都十分昂贵。而地热资源的开发为这个问题的解决提供了一条可行之路。大力提倡与推广地热供暖,将对环保事业作出重要的贡献。 
2)浴疗保健
北京地区的地热水属于中低温热矿水,富含锂、氟、氡、偏硼酸、偏硅酸等多种矿物质,有一定的医疗、保健、养生作用。经常用热矿水进行洗浴,对高血压、冠心病、心脑血管、风湿病、皮肤病等有一定疗效。热矿水入室,无疑会大大提高居民的生活质。
3)娱乐、旅游
依托温泉浴疗,可以开发游泳馆、嬉水乐园、康乐中心、会议中心、疗养中心、温泉饭店、温泉度假村、高级宾馆等一系列娱乐旅游项目。
4)种植、养殖
可以依托地热井,建造温泉温室,种植名优花卉、特种蔬菜(供给大的饭店、宾馆、酒楼之需)等,也可以用来发展旅游农业。
热水养殖,可以大大缩短多种水生物的孵化期和生长周期。可以依托地热资源发展高产鱼类养殖业等养殖产业。 
5)余热供暖 
用于洗浴、娱乐等方面的地热水在使用后,热水温度依然很高,仍含有大量的热能,如果能有效的加以利用,就会带来巨大的经济效益和社会效益。最近,北京市地质勘察技术院与清华同房合作实验成功了环保型地温热泵供暖系 统,它可以从热水,甚至冷水中提取热能供暖,使地热能的综合利用率提高到了80%左右,其运行成本低于燃气和燃油。这套系统的实验成功为地热水的余热供暖开辟了广阔的天地。 
正因为地热水有如此广泛的用途,它近年来才受到了众多开发商的青睐,成为一个新的经济增长点。 
为了充分利用资源,创造更多的价值,对地热资源开发应做到一水多用、综合利用。例如,如果条件合适,可以先用热水直接供暖,供暖后的水用于洗浴保健,洗浴保健后的水经处理后用来进行种植、养殖或者余热供暖。 
地下热水补给途径长,补给慢。因此对每一口地热井,都应设专人管理,节约用水,合理开发利用。另外,地下热矿水的氟、硫含量一般偏高,用后要妥善处理,以免对地下水源造成污染
研究发现地热半数来自地球诞生时的热量
在诞生几十亿年之后,地球仍然是一颗内心炽热、表面温暖的星球。一个国际研究小组最近报告说,他们通过对中微子的观测发现,地球自身热量大约有一半来自放射性物质衰变,另一半则是从地球刚形成时保存至今的原始热量。  
       此前曾有研究由间接证据推算出类似的数值。这项新研究是首次根据实际观测得出结论,有助于研究地球的形成和演变过程。相关论文发表在新一期英国《自然·地球科学》杂志网络版上。  
       以日本东北大学为主的这个研究小组,利用位于日本中部岐阜县一座矿山地下千米处的装置“KamLAND”,观测来自地球内部的中微子。中微子是一种不带电、质量极小、穿透力极强的基本粒子,可由多种途径产生,包括地球热量的重要来源 放射性铀和钍的衰变过程。  
由于中微子可以穿透几乎任何障碍,即使放射性物质位于地下深处,也能依据观测到的中微子数量,推算出放射性物质的数量和分布情况。  
       从2002年3月到2009年11月,研究小组共观测到841个中微子。排除掉来自核电站、核废料、宇宙射线等的中微子之后,可能有106个中微子来自地球内部天然放射性物质的衰变。  
       据此推算,地球内部天然铀-238和钍-232衰变产生热量的功率大约为21万亿瓦。结合以前对钾-40等物质衰变的研究,研究小组得出结论 在地球表面释放的热量中,大约有54%来自放射性物质衰变,剩余部分是从地球诞生时保存至今的原始热量。  
       科学界通常认为,太阳系是近46亿年前从一片气体尘埃云中诞生的,其中一部分尘埃在引力作用下收缩成为地球。地球在最初形成时是炽热熔融的状态,此后因为原始热量流失而逐渐冷却。同时,地球内部铀、钍、钾等放射性同位素的衰变,持续产生出新的热量。  
       这项研究加深了人们对地球热量产生和流失情况的认识,可望为地质研究提供帮助。地球内部热量是地质运动的原动力,火山、地震、山脉的形成与变迁,都是地球热量释放的体现。


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