[科普中國(guó)]-地下熱水

簡(jiǎn)介

因地下局部熱源或在正常地溫梯度下加熱而形成的地下水。地下熱水的溫度可以從攝氏幾十度到幾百度。在現(xiàn)代火山活動(dòng)地區(qū)由于強(qiáng)大的熱源，在地殼淺部（幾百米至二、三千米）可以形成高溫過熱水和蒸汽。中國(guó)臺(tái)灣大屯火山區(qū)地下熱水溫度達(dá)293℃，美國(guó)塞羅普里埃托溫度高達(dá)388℃。在正常地溫梯度地區(qū)，例如在一些褶皺帶和盆地內(nèi)，在千米深度范圍內(nèi)水溫一般不超過100℃。地下熱水沿著巖層裂隙或斷裂構(gòu)造上涌溢出地表，便形成溫泉、噴泉或間歇噴泉。

地下熱水與冷水的溫度界限，各國(guó)沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，一些國(guó)家根據(jù)年平均氣溫、人體的感覺和水的物理性質(zhì)等確定了各自的界限，大多數(shù)國(guó)家以20℃為界，如中國(guó)、前蘇聯(lián)、英國(guó)和德國(guó)等，美國(guó)為21.4℃，日本為25℃。

地下熱水類型根據(jù)不同的用途，按溫度有不同的分類。從療養(yǎng)學(xué)觀點(diǎn)，前蘇聯(lián)將地下熱水劃分為溫水（20~37℃）、熱水（37～42℃）、高熱水（>42℃），日本分為微溫水（25～34℃）、溫水（34～42℃）、高熱水（>42℃）。有些國(guó)家從利用地下熱水發(fā)電的角度，可分為高焓熱水（>150℃）、中焓熱水（90～150℃）和低焓熱水（100℃）。

按形成的地質(zhì)作用和賦存特征，地下熱水可以分為：

一、與火山和巖漿活動(dòng)有關(guān)的地下熱水它們通常是高溫?zé)崴蛘羝诘孛嫔铣３雎队袩崛?、沸泉和噴氣孔。這類地下熱水酸度較大，常含有較多的硫酸、硅酸、偏硼酸，以及銨、鐵、氟、砷、鋰等元素，氣體成分常有二氧化碳、二氧化硫、鹽酸氣、硫化氫氣等。

二、褶皺山地?cái)嗔褞钛h(huán)型地下熱水多為低礦化堿性中、低溫地下熱水，在斷裂和巖層裂隙帶常以溫泉的形式出露地表。在中國(guó)的一些主要褶皺山地或山間盆地有廣泛分布，如東部的一些山地、秦嶺、呂梁山、天山等。世界一些褶皺帶，如阿爾卑斯山脈、比利牛斯山脈等均有分布。這一類地下熱水多為低礦化的重碳酸型淡水。在中國(guó)東部地區(qū)，尤其是分布在燕山期花崗巖類巖石地區(qū)的地下熱水中，常含有較高含量的硅酸、氟和放射性氡，氣體成分以氮?dú)鉃橹鳌?/p>

三、沉降盆地型地下熱水在中國(guó)許多大型自流盆地內(nèi)，分布著不同礦化度和氣體成分的中、低溫地下熱水。在東部的一些盆地，如華北盆地在1000米深度內(nèi)可獲得50～70℃的地下熱水；而在西部的一些盆地內(nèi)，一般在1000米深度內(nèi)能得到40℃左右的地下熱水。世界一些盆地，如巴黎盆地、匈牙利盆地、俄羅斯西伯利亞的一些盆地內(nèi)都有地下熱水的分布。中國(guó)盆地地下熱水的化學(xué)成分和礦化度有很大的差別。東部一些盆地，如松遼盆地、華北盆地地下熱水的礦化度一般較低，通常都小于10克/升，而江漢盆地、四川盆地和柴達(dá)木盆地等分布著高礦化地下熱水，礦化度最高可達(dá)360克/升，并富集有碘、溴、硼、鍶、鋰、鋇、銣等元素。氣體以甲烷和硫化氫氣為主，這種水常與油田共生。

主要功能地下熱水被廣泛地用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、發(fā)電、采暖、旅游業(yè)等。

地下熱水在工業(yè)方面用于紡織、印染、繅絲、造紙、釀造、制革、蒸餾、干燥、制鹽、木材加工、制冷等工藝流程。從熱鹵水中可提取碘、溴、鉀、硼、鍶等，利用地下熱水還可生產(chǎn)重水。中國(guó)北京、天津等城市的一些紡織廠利用地下熱水，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

地下熱水在農(nóng)業(yè)方面用于育秧、農(nóng)作物良種培育、土壤加溫、孵化、養(yǎng)魚以及培植水生生物等。天津、北京、河北等地，都建起了規(guī)模較大的地下熱水溫室，種植各種蔬菜。在中國(guó)西藏高原，利用海拔4300米的羊八井地下熱水，建立了2000平方米的溫室，種植了西紅柿、黃瓜、青椒等蔬菜。

地下熱水中常常含有某些特殊化學(xué)元素，如硅、氟、鐵、硼、鋰、碘、砷以及鈾、鐳等放射性物質(zhì)，此外還含有較多的氣體成分，如二氧化碳、氮、硫化氫、甲烷和放射性氡等。

由于地下熱水中的這些特殊成分對(duì)人體具有生理上的影響，有醫(yī)療作用，人們自古用于治療疾病。地下熱水和蒸汽還可用于發(fā)電。美國(guó)、意大利、新西蘭、日本、墨西哥、中國(guó)、前蘇聯(lián)等10余個(gè)國(guó)家，到1983年止，利用地下熱水和蒸汽發(fā)電的總裝機(jī)容量已超過3190兆瓦。中國(guó)到1986年止，總裝機(jī)容量已達(dá)15000千瓦（不包括臺(tái)灣省）。西藏羊八井地下熱水電站，裝機(jī)容量已達(dá)13000千瓦。1