福州地下熱水(溫泉)應用綜述
程宏偉
福建省建筑設計研究院
提要:本文系根據福州地區的有關文獻、資料,對福州地區地下熱水(溫泉)的資源狀況,開發利用、集中供熱等方面的情況進行綜合整理。并闡述了部分存在問題和改進措施,供參考。
關鍵詞:地下熱水(溫泉)、資源、開發利用、集中供熱。
下熱水(溫泉)是福州市的一大特色和優勢。福州溫泉以其水質好、水溫高、埋藏淺、易開發、橫貫于市區中心而聞名于世。地下熱水(溫泉)開發利用已有千年以上的歷史。近來對溫泉資源的開發、規劃及集中供熱已初見成效。本文參照有關的文獻資料,對福州市的地下熱水 (溫泉)應用情況綜述如下,供同行們參考。
一、福州市地下熱水(溫泉)的資源狀況:
州市區的地下熱水,主要來自深部基礎構造裂隙水、熱水受北北向張扭性斷裂控制,由大氣降水補給經深部循環加溫形成,為深循環中低溫水。市區中心的地下熱水可開采量為9800噸/日。
福州市的地下熱水力偏堿性、低礦化度碳酸鈉、鈣型淡水,無色、無味、透明。地下熱水中含有氟(5—14毫克/升),二氧化硅(50—100毫克/升),以及微量的氯離子、鈉離子、硫酸根。熱水中的礦化度小于l克/升,PH值為8.1—8.9,并含有放射性氣體氧含量為10—20埃曼,最高值可達l80埃曼,地下熱水與常溫地下水有明顯的區別,由于熱水含氟量偏高,不宜作為飲用水,但由于福州市的地下熱水含氟、硫酸根、二氧化硅較高,用于生活洗浴用水和水療有特殊的效果,在治療關節炎、皮膚病、高血壓、神經系統、消化系統等病癥有較好的療效。
福州地區的地下熱水一般露在地勢低洼處,如盆地、河床、階地及河漫灘等。據福州地熱處的1983年調查,溫泉及地下熱水分布在福州市區中心、郊區及所轄永泰、閩候、閩清、福清、連江等5個縣(市)共23個溫泉點,四十多個溫泉眼。以孔深500米,溫度大于40℃的范圍計算,面積為9平方公里,以平均取水溫度72℃計算,可開采利用范圍5平方公里。在福州市區中心地下熱水(溫泉)得天獨厚、橫貫市區中心。其分布范圍北起思兒亭、樹兜、湯邊,南至王莊、象園,西至五一路、五四路,東至六一路、西晉安河,南北長5公里東西寬約1公里。
福州市區的地下熱水(溫泉)的泉溫,在解放初期,其樹兜湯邊等地尚可見到水溫達70—80℃的熱水,足使獸畜脫毛。1970年后天然溫泉逐漸消失,取而代之的是人工機械鉆井。據有關資料表明福州溫泉最高溫度為108℃,人工鉆井井口最高溫度為97.5℃,福州市9平方公里溫泉區內一般水溫為40—97℃。
根據地下熱水的溫度劃分:低溫(20—40℃),中溫(40—60℃),中高溫(60—80℃),高溫(>80℃)四級。福州市的地下熱水溫度為中低溫為主,占溫泉總數的70%(低溫占50%、 中溫占20%);中高溫占23%,高溫占7%,具體分布情況如下:
名稱 | 高溫 | 中高溫 | 中溫 | 低溫 | 合計 |
不同水溫的溫泉分布(處) | 2 | 7 | 6 | 15 | 30 |
福州地區地下熱水(溫泉)水溫平均可達到90℃,在部分鉆孔點,其最高水溫可達108℃。
福州市區的溫泉流量為231.5升/秒。
二、福州地下熱水(溫泉)的開發利用:
福州利用地下熱水(溫泉)已有一千多年的歷史。古代人們就把從殼表裂隙深處噴出地面的熱水,用于洗浴與醫療。在福州地下熱水(溫泉)被喻為“金湯”。宋代福州城東已有內、外湯院,專供官使休假休浴之所,俗稱“官場”。明代發現更多的溫泉點,多系百姓自鑿自用。清代從康熙時起,民間已有經營溫泉澡堂。最早正式經營澡堂業務的湯池店“福龍泉”即創始于康熙年問。至光緒年間,最盛時發展到40多家。民國初期,福州新店人有打井引湯(水)的技能,首創人工打并引湯(水)。隨著打井引湯(水)技術的進步,福州城東有溫泉脈的地區紛起鑿井引泉。民國19年(1930年)福州澡堂業有較大發展,進入了全盛時期,城內外的井樓門外、河尾、湯門、東門外、水部、高橋巷、王莊等地有50多家營業澡堂。出現了第一個鑿并引湯(水)的天生泉;設備較好的福龍泉; 場所臨河,有亭樹之勝的六一泉;具有園林環境、屋頂花園、兼具娛樂設備、有個人池、特別池和雅座等共308個座位,冬天有暖氣設備的百合明園。至1949年末,城區有36家澡堂。
建國后,隨著技術的進步,改變了以往地下熱水由人工鑿井、人工抽水為機械開采抽水,主要取水工具有離心泵、空壓機、潛水泵、深井泵等,機并可根據不同深度的采水層,安裝不同的設備、減輕了勞動強度。50年代,福州澡堂減為29家。60年代后,市區澡堂進行改建、擴建與調整,增加淋浴、個人池等衛生設施。70年代后,為滿足群眾的洗浴,許多工廠、機關、學校和郊區村鎮紛紛建立浴室,也對外開放。80年代福州建立了第一個地下熱水廠、即北區溫泉水廠、對五四路華林路一帶的賓館、飯店、;企事業單位、機關宿舍實行了集中供熱、公共澡堂相對減少,洗浴人數顯著增加。據1986年的統計,市區用熱單位115個,其中公共澡堂只19家,而機關、工廠、部隊、學校澡堂達近百家。94年后福州又建成了南區溫泉水廠,使集中供熱生產能力大大提高。目前集中供熱用戶包括賓館、酒家、大廈、寫字樓、公寓、桑拿娛樂業以及機關、企業事業單位住宅等。用戶主要分布在五一路、六一路沿線及其附近。
福州地下熱水(溫泉),隨著國民經濟的科學技術的發展,地下熱水資源的開發利用逐,步向綜合利用的方向發展。50年代以前,主要用于洗浴、醫療、家禽、家畜的宰殺、脫毛與洗滌等。60年代以來,地下熱水(溫泉)已作為一種新能源、開始用于工業、農業、水產養植、醫療、旅游服務、體育訓練等生產、生活和科研各個領域。地下熱水(溫泉)的綜合利用有了較大的發展。
三、福州地下熱水(溫泉)的集中供熱:
福州下熱水的開發利用中,由于是先用后管、使得地下熱水處在被超采的非正常狀況。資源受到了破壞,地下熱水中心水頭普遍降低,出現水溫下降、局部地面沉降的現象。以往部分泉點井位的溫泉水位僅在地面下幾米處,現已降低至10多米甚至幾十米,其水溫不如昔日。地下熱水(溫泉)是大自然的厚澤,因此在開發利用地下熱水資源的同時,應加大對地下熱水資源的保護。1984年,國務院關于福州城市總體規劃的批復中明確提出“對福州的溫泉資源、要按照統一管理、合理利用、注意保護資源、防止亂來濫用”。同時,在80年代開始,福州成立了專門的管理機構;制定了開發利用的規劃;頒布地方法規;建設了溫泉水廠,實行了地下熱水(溫泉)的集中供熱體系。
1978年3月9日福州市自來水公司向上級部門上報《福州溫泉水公司(廠)計劃任務書》,提出了在市區建設日供溫泉水l萬噸的溫泉水廠。工程分兩期進行,第一期為500噸/日的規模,廠址設在五四路湯邊村附近,即現有的北區溫泉水廠;第二期為5000噸/日的規模,廠址設在福新路與福馬路之間,即現有的南區溫泉水廠。1980年9月省計劃委員會批復先在場邊村附近建設,規模為500 0噸/日。1986年12月基本建成設產,并正式定名為“福州溫泉試驗—水廠”。整個溫泉水廠占地14.06畝;新建溫泉水井9口;建造500噸、300噸溫泉保溫調節池各一座及配套的二級泵站一座;供熱主干管道口徑為l O 0—300厘米,總長230 0米;建設總投資269萬元。但北區溫泉水廠在經過若干年的運轉后,主要供熱生產設施泵房、水源井、管網均存在著較嚴重的隱患。由于泵房位處低洼、常遇洪澇、管網漏水,給資源和經濟都造成了較大的損失。為了解決這一狀況,溫泉管理部門對北區溫泉水廠進行了整改、擴建、改建五口水源井、新建四口水源井;改建或擴建兩座溫泉調節池;更新或敷設不同口徑供熱干管11812米,改善了北區溫泉水廠的供熱基礎設施和設備。
南區溫泉水廠于92年4月開始動工興建,95年通過竣工驗收正式投產,實現了南北區域集中供熱、供熱能力大大提高,日供水量至97年至已由原2000噸提高到550O噸 (目前部分資料介紹全市集中供熱使用的溫泉井僅有15口,日出水量6984噸)。供熱范圍也由原5平方公里擴大到15平方公里。其中南端已到國貨路,北端到火車站,東端到晉安河以東電線廠,西端達福州大飯店(原市政府招待所)。[見表一、表二]
時間項目 | 91年 | 97年 | |
供熱基礎設施 | 水源井 | 6口 | 14口 |
管網 | 14147M | 28582M | |
熱水池 | 北區300T、500T各一座 | 北區500T、800T各一座 南區700T、500T、400T各一座 | |
集中供熱規模 產量產值 | 供熱規模 | 2000T/日 | 5500T/日 |
年售水量 | 24.27萬噸 | 135.36萬噸 | |
年創產值 | 21.33萬元 | 509萬元 | |
供熱輻射范圍 | 供熱用戶 | 50家 | 180家 |
供熱范圍 | 5平方公里 | 15平方公里 |
項目 | 北區溫泉水廠 | 南區溫泉水廠 | ||
泵站分布 | 樹兜、湖東路廠部 | 古樂巷(一片)、玉融花園(二片)、郵電總站(三片) | ||
供熱水源井 | 7口 | 7口 | ||
供熱規模 | 2000T/日 | 3500T/日 | ||
供熱調節池 | 500T、800T各一座 | 700T、500T、400T各一座 | ||
供熱二級機組 | 7臺、146千瓦 | 9臺、142千瓦 | ||
供熱用戶 | 108家 | 63家 | ||
供熱范圍 | 9KM2 | 主要是五四路華林路沿線及其附近 | 6KM2 | 主要是五一路六一路沿線及其附近 |
福州地下熱水的輸水管道采用無縫鋼管為主要管材,部分支管采用加厚鍍鋅鋼管,管外采用聚苯乙烯管瓦和玻璃布包扎后再涂三層瀝青層。主輸水管線連接采用焊接方式,且每30米安裝一橡膠伸縮節頭,解決管道因熱漲冷縮引起的補償問題,防止漏水的產生。溫泉水廠內的構作物均采用聚氨脂泡沫塑料作為保溫層。
實行集中供熱后,改變了自古以來溫泉使用不收費,任意支配的狀況,實行有償使用。根據不同的用水性質,由政府有關部門核定了收費標準(住宅生活用水收費標準,機關、企事業單位用水收費標準和賓館、酒店、娛樂、桑拿等營業性用水收費標準(見表三)。
執行時間 | 批準機關及批文號 | 分檔 | 類別 | 收費標準 |
91.9至92.4 | 市物委 | 1 | 0.92元 | |
92.5至93.5 | 市物委 榕價費字 (92)52號 | 2 | 賓館、酒店、招待所、旅社、三資企業等營業性使用 | 2.50元 |
機關、企事業單位、干部活動中心、療養院等非營營業性使用 | 1.30元 | |||
93.6至95.12 | 市物委 榕價費字 (93)40號 | 3 | 賓館、酒店、招待所、旅社、三資企業等營業性使用 | 3.50元 |
高級公寓、別墅、寫字樓單位及住戶使用 | 2.60元 | |||
機關、企事業單位、干部活動中心、療養院、居民等非營業性 | 1.50元 | |||
96.1至98.3 | 市物委 榕價費字 (95)92號 | 3 | 賓館、旅社、招待所、酒店、飲食業、娛樂、保健、桑拿等營業性使用 | 5.50元 |
機關、企事業單位使用 | 3.50元 | |||
住宅生活用溫泉水 | 2.80元 | |||
98.4至現在 | 市物委 榕價費字 (98)38號 | 3 | 賓館、旅社、招待所、酒店、飲食業、娛樂、保健、桑拿等營業性使用 | 6.00元 |
機關、企事業單位使用 | 4.50元 | |||
住宅生活用溫泉水 | 3.50元 |
同時按統一標準核定供水量,具體為:賓館等經營性單位按每床位O.12—0.15噸/日核定,住宅按每戶0.10—0.16噸/日核定。用水單位一律安裝水表計量,用戶要按核定的用量使用,超量使用加倍收取水費。
地下熱水(溫泉)實行集中供熱、有力的遏止了競相開采的混亂局面,實行集中供熱是科學地保護和合理開發利用福州地熱資源的有效途徑,福州的成功經驗已受到了全國地熱界的充分肯定和推廣。并取得了可喜的成效。
四、地下熱水(溫泉)開發利用存在問題探討:
地下熱水(溫泉)的開發利用與集中供熱的過程中,其供熱的基礎設施和規范化管理已取得了較大的進展,已逐步合理化和科學化。但同時尚有許多方面還有待加強管理和改進的地方,以下幾個方面就需進一步完善和探討:
1、由于地下熱水(溫泉)的傳統使用習慣,在福州末實行規范化管理、集中供熱之前,地下熱水均由各用水單位自行鑿井開采,使用地下熱水(溫泉)無需費用,可任意支配。因此在用水單位的熱水給水管網上均無考慮重復循環使用,管路均末設置循環管網。使得在貯水調節池、水箱及管網中停留若干時間的低溫水均采用排空泄水的方式,排入下水道系統中。從而極大的浪費資源和能量。地下熱水(溫泉)含有氟、硫酸根、二氧化硅等等,具有一定的醫療作用。因此應充分和合理的利用地下熱水這一資源,不應造成不必要的浪費。在實行集中供熱管理的前提下,對產生浪費地熱資源等不合理的供熱管網予以完善、增設回流管道,使之符合循環重復利用的要求。對低溫回流的溫泉熱水予以加熱后并入貯水調節池或熱水管網重新予以回用,充分發揮地熱資源的作用,。至于采用何種加熱方式,可根據具體情況予以確定(電加熱、蒸汽方式等),應服幫熱后其水質不發生變化為好。這一問題也值的我們逐步摸索和探討。
2、由于前若干年的過量開采,福州地下熱水資源受到一定程度的損害,地下熱水水溫值有所下降。據目前的資料表明,溫泉中出水溫度大都在60℃—80℃之間,略高于生活熱水的供熱溫度。但由于溫泉熱水尚需經過貯存調節、輸送管網以及建筑物內的水箱;供水管網等若干環節的周轉,將產生的熱損耗,降低了熱水溫度。以往由于未有更好的技術措施和保溫材料,使的這一問題不能得到較好的解決。使得地下熱水周轉熱損耗較大、造成了部分供水點溫度偏低,需要另行采取升溫措施,方能滿足使用要求。因此,為了減少資源的浪費、減少周轉環節的熱耗,應對地下熱水的貯水構作物和管網采取有效的保溫措施。隨著現代科學技術的發展,各種型式的保溫材料和保溫技術措施的先后推出,為解決這一技術問題鋪平了道路,因此對地下熱水(溫泉)設施、管網的保溫應根據目前情況,作多方的探討、尋找較經濟合理又能達到最好的保溫效果的措施和方法。
3、地下熱水(溫泉)的輸水管道、傳統習慣均采用鋼質管材。由于溫泉水具有一定的腐蝕性,以往在鋼管使用若干時間后均出現較嚴重的銹蝕現象,使得熱水在輸送過程變為銹水。有時鋼管甚至腐蝕穿孔影響了用水的水質和管材的使用壽命。因此鋼管材不適合用于輸送溫泉熱水。隨著我國化學工業的發展,近年來新型化學管材的大量涌現,如鋁塑復合熱水管材,聚丙烯PP—B管材,交聯聚乙烯PBX管材及襯塑鋁管、鋼管等。為解決地下熱水輸送、替代鋼管找到了較好途徑。應在工程中大力推廣使用,不斷的摸索探討,保證地下熱水(溫泉)的供水水質,做到衛生、合理、滿足使用要求。
福州的地下熱水(溫泉)是生活、生產、科研等各個領域的重要資源,如何科學的保護和合理開發利用福州的地熱資源有著十分重要意義。因此應作出更長遠的規劃和采取相應的措施,使福州的地熱資源可持續利用,永遠造福于格城人民。
參考文獻:
1、福建省志——城鄉建設志方志出版社1999年1月
2、福州集中供熱發展情況匯報(9l。97年)福州市溫泉供應公司
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