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摘要：進行淺層地溫能開發，會對周圍的環境地質產生一定影響。本文先對淺層地溫能開發的意義進行闡述，然后在水質影響和水位影響等相關基礎上，對淺層地溫能開發對桓臺縣環境地質的實際影響進行了詳細闡述，以供相關研究人員參考。

關鍵詞：淺層地溫能；能源開發；桓臺縣；環境地質

桓臺縣處于我國山東省地區，是北方集中供暖的地區。在集中供暖的過程中，會使用到大量的煤炭作為主要的燃料，在此過程中會消耗大量的能源，并且會對環境造成污染。為減輕冬季采暖期大氣污染，我國北方許多城市近年大力推行了一些清潔能源的使用，而淺層地溫能就是其中的一種。通過對淺層地溫能的開發，能夠為供暖提供新的清潔能源。但是由于其是在地表下進行開發，所以會對當地的環境地質產生一定的影響。

1淺層地溫能開發的意義

所謂淺層地溫能，是指在地面以下200m左右，溫度在25℃以下的巖土體與地下水中具有開發再利用價值的熱能，也就是使用地溫場中的位能。將這種能源使用在建筑空調領域中的技術，即為地溫技術。地溫能是屬于地熱資源的一種能源，淺層地溫能開發始于20世紀70年代歐美國家，到2015年，全球四十多個國家都在利用地源熱泵開發淺層地溫能。我國的淺層地溫能開發起步于20世紀末期，其中地源熱泵年利用能量居世界第一，大部分處于華北和東北南部地區。使用淺層地溫能對城市供熱采暖提供清潔能源，這讓淺層地溫有著很大的開發潛力。在對地溫進行利用的時候，其關鍵在于資源的轉換技術。地溫熱交換技術能夠廣泛的使用在城鎮生活小區以及辦公樓寫字樓等地區，為這些地區進行采暖與熱供應。因此，淺層地溫能的開發有著以下幾方面的意義：其一是可以對能源生產消費結構進行優化，加強城市能源供應的保障能力。最近幾年，我國通過對淺層地溫的使用，節省了大量的燃煤，同時也減少了煤炭在使用過程中必須要進行的遠距離調運。這樣不僅降低了運輸成本，同時也加強了城市清潔能源的自我供給能力；其二是提高城市能源綜合利用率。通過用地溫能來供熱采暖，能夠對城市能源進行分質量利用，這樣也降低了天然氣等相關的高品質能源的利用率。因為地溫能是一種可再生的資源，對其進行開發和利用有著很高的經濟效益；其三是對大氣環境進行改善，降低供暖時對環境形成的污染程度。通過對地溫能的運用，能夠讓供暖不會產生燃煤和燃氣二造成的大氣污染問題。和燃煤供暖的方式相比，利用淺層地溫能供熱能夠減少二氧化碳的排放量。尤其是像桓臺縣這種北方城市，其每年冬天需要的暖氣量很高。通過對地溫能的開發，能夠有效地節省資源，減少排放，有著巨大的經濟效益、社會效益以及環境效益。

2淺層地溫能開發對桓臺縣環境地質的實際影響

上文對淺層地溫能開發的意義和優勢進行了分析，但是在一樣的地質和水文地質條件下，若是開發利用技術的不同，則就會讓淺層地溫能在開發過程中對當地的地質環境造成不一樣的影響。環境地質是一個較為廣泛的概念，是對人類生存、發展環境形成影響的地質[1]。

2.1對水質形成的影響

在地溫能的開發過程中，對當地環境地質的影響有水質方面，其具體的影響有以下幾方面：其一是氧化還原。深層次地下水處在還原環境中，而地溫能開發會對地下水進行采灌，若是在此過程中回灌系統的密封性較差，則地下水就會和大氣接觸，這樣就導致了水中溶解氧的增加，進而對還原成分進行了氧化作用，這樣就會對地下水的水質造成一定的影響；其二是混合作用。當水源熱泵在運行時，不同水質之間進行的混合作用會對地下水質形成很大的影響。在同一個工程場地中，不同含水組之間存在著很大的水質差異，這樣就會對地下水質形成一定的影響。

2.2地下水位的影響

地下水地源熱泵系統在運行過程中，如果采和灌相對平穩，那么地下水動力場地就不會有明顯的變化。如果采灌不平衡或者是出現異層采灌，就會對部分地下水動力場形成一定的影響，而消耗的地下水量就代表了實際的影響強度。地下水地源熱泵的運行會在地下水下降漏斗基礎上，將開采井作為中心，然后以此形成一個小范圍的地下水位下降漏斗。而地下水開采強度和地層條件會決定下降漏斗的大小范圍。在通常情況下，在開采灌運過程中抽水井會構成一個局部水位降落漏斗。但是因為有回灌水的進入，這樣就會將開采形成的降落漏斗漸漸地填平，以此來對部分水的損失進行彌補，并且也能夠使含水層地下水位上升。抽水井在不同時間會引起水降升，和回灌井水位相互重疊，讓含水層水位下降幅度有所減少。在井采和灌的條件之下，地下水位下降漏斗影響范圍會比較小，所以，地下水地源熱泵在工作過程中，含水層回灌能力對水位造成關鍵的影響，從而也會產生相應的環境問題。在理論和實踐性的抽與灌的經驗上看，這種抽灌綜合的對井或者多采多灌的方式有著很好的效果，因為抽水降低了抽水井四周含水層的動水壓力。而回灌提升了注水井井口壓力，進而加強回灌井四周含水層動水壓力，讓抽灌井之間的水力坡度有所加大，同時也讓回灌過程更加順利[2]。

2.3對溫度場形成的影響

為了能讓室內的溫度保持在一個較為舒適的狀態下，人類把建筑內高溫或者是地溫環境熱量轉移到了地下。若是規模比較小，局部短期的熱點并不會導致熱冷島的問題出現。但是規模較大，時間比較長，則就很有可能出現地下熱冷島效應。在通常情況下，若是熱泵在夏季輸入到地下的熱量與冬季在地下開發的熱量相持平，長遠上看，空間熱流地下熱量的收支依舊平衡，只是會因為季節的變化而出現冷熱島現象。但是在實際情況中，部分地區的建筑物夏季的冷負荷與冬季的熱負荷需求不平衡，這樣就會形成長時間的冷熱島效應，并且也會對地質環境形成一定的影響，同時也有可能形成地下冷熱污染，最終導致生態平衡出現問題。要想保持地源熱泵系統的運行，抽水井四周的地下水溫就需要保持一定的穩定性。井間距的合理性能夠決定熱堆積與冷堆積。但是地下水回灌會提升和降低回灌井四周的地下水溫度，這樣溫度上的變化都在時間的推移之下擴散到抽水井四周，進而導致熱泵運行過程中出現阻礙。所以，在對淺層地溫能進行開發的時候，對地下水源熱泵的設計，要在水文地質實驗合理的基礎上，設計出井間距，把回灌井對抽灌井溫形成的溫度影響降到最低，以免有熱短路的問題出現。地下水溫升會導致水中缺氧，進而加快含氮有機化合物礦化，同時也會對有機殘體進行分解。在水溫的升高過程中，會對部分生物的適應環境形成影響，進而對生物的正常生活和發育形成一定的干擾，這樣就會對開采地區的自然結構和規律造成很大的影響。水溫的升高會加快水分子熱運動，進而加快液體的蒸發，并且導致局部含水體失水過多，這對一些缺水的地區而言，是十分嚴重的問題[3-4]。

3結束語

淺層地溫能的開發有著巨大的經濟效益和環境效益，但是在開采的過程中，會對當地的環境地質造成影響。因此，桓臺縣在開發地溫能的時候，要對其中存在的問題進行了解，這樣才能使用正確規范的開采技術，為當地的供暖提供更多的清潔能源。

參考文獻

[1]張哲.地質環境受淺層地溫能開發利用的影響分析[J].工程技術(文摘版),2016(11):263-263.

[2]鄧新平.淺層地溫能開發對環境地質可能產生的影響淺析[J].工程技術(文摘版),2016(7):263-263.

[3]欒英波,鄭桂森,衛萬順.淺層地溫能資源開發利用發展綜述[J].地質與勘探,2013,49(2):21-24.

[4]林雨佳.加強山東礦山地質環境治理探究[J].華北國土資源,2017(6):12-13

作者：國慶；張雯；亓希強 單位：山東省物化探勘查院