東麗湖地表水熱儲回灌工程外景。

回灌車間內景。

秋日，東麗湖旅遊度假區，瓦藍天空下，在東湖與麗湖之間的連接河道旁，東麗湖地表水熱儲回灌工程日前正式啟動集中回灌，標誌著全國最大規模生產性地表水回灌補給深部地熱儲層工程投產。

記者跟隨我市地熱管理部門和勘查設計團隊在現場看到，占地面積約1600平方米的回灌車間裏設定了兩套水過濾處理裝置，開鑿了3眼2000多米深的回灌井，安裝在井口的監測儀錶顯示，實时水位深度大約在地下97米、水溫25攝氏度、每小時回灌速度達到150立方米。

“該工程利用夏季汛期多餘瀝水經處理後灌入地下熱儲層中。一方面，緩解都市排澇需求，實現地表水就地蓄留、就地資源化的‘海綿都市’效果；另一方面，新增地下熱儲壓力，提升地熱資源儲量，起到‘夏儲冬用’作用，實現地熱資源永續開發利用。”負責該工程建設的天津地熱勘查開發設計院院長林建旺告訴記者。

按照設計規劃，東麗湖地表水熱儲回灌工程投產後，每年可為我市地熱資源開發利用的主要基岩熱儲層“薊縣系霧迷山組熱儲層”新增回灌補給量約120萬立方米。根據我市地熱資源管理實施辦法，利用地表水進行回灌的，可按照新增回灌量的50%申請新增年度開採名額。由此計算，每年可新增60萬立方米的開採量，以霧迷山組熱儲層90攝氏度為例，相當於新增地熱供暖面積約60萬平方米，產生的熱量相當於每年節約標準煤1.1萬噸，可降低向大氣中排放二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物及懸浮質粉塵等各類污染物約2.8萬噸。

地熱回灌是國際公認的維持地熱熱儲壓力、保證地熱田可持續開採的重要科技手段。通常情况下，地熱回灌是在供暖期內將利用後降溫的地熱尾水回灌到熱儲層，屬於“原水回灌”。“作為我國地熱資源開發利用最早的地區之一，天津早在上世紀90年代就率先開始在地熱供暖項目上採用對井回灌開發利用模式，多年來已經相繼建成了200多處地熱對井回灌開發系統，地熱回灌率由2000年時不足10%提高到了如今的80%。”市規劃資源局礦管處處長滕愛伶說，在此基礎上，為了進一步提高地熱資源可開採量，近年來，我市又在全國率先開展了地表水回灌研究。

地表水回灌國內外鮮有先例，為了從實驗室走向大規模生產，科研團隊經過了長達10餘年的研究攻關。

科研團隊系統梳理了東麗湖一帶水文地質條件、構造特徵、地熱流體徑流條件以及當地的水文、氣象資料，經過反復試驗和不斷改進，2013年在東麗湖地區建立了地表水回灌實驗站，去年建成生產性地表水回灌工程並在汛期順利完成試回灌。

天津地熱資源豐富，為什麼工程選址東麗湖？

“東麗湖地區處於我市山嶺子地熱田地熱滲流系統上游，根據前期研究，在這裡開鑿回灌井，對地熱儲層壓力、溫度、水質等類比分析和評估，都能取得非常好的效果。”林建旺解釋。

“東麗湖地區地熱出水溫度、流量、打井條件都十分優越。現時，東麗湖地區供熱總面積約400萬平方米，其中，地熱供熱面積約占一半。”東麗湖街道辦事處主任寧書崗告訴記者，“我們希望進一步開發利用地熱資源，對現有能源結構進行調整，消减燃氣供熱規模。為此，今年我們新申請了6對地熱井，計畫明年採暖期投入使用，預計將新增地熱供熱面積100萬平方米。東麗湖地區將利用5年時間，把能源結構調整為以地熱供熱為主，電力、燃氣供熱為輔。”

據瞭解，為鼓勵地表水回灌科技的推廣應用，市規劃資源局已經組織天津地熱勘查開發設計院等組織編制了地表水回灌技術規程。“根據動態監測，東麗湖地表水熱儲回灌工程啟動集中回灌後，地表水回灌區域的熱儲壓力出現明顯回升，周邊開採井溫度、水質保持穩定，利用豐水期地表水對地熱熱儲層進行回灌具有明顯成效。該項目的成功實施，為全國同類型地熱資源保護工作開闢了新路徑，對北方地區基岩地熱實現可持續利用，助力‘雙碳’目標實現，具有重要意義。”滕愛伶說。