文档介绍：津南国家农业科技园区地热综合利用研究1
张毅,郭东明,杨清,陈学谦中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京(100083) E-mail: songshu770209@
摘 要:地热是一种热、矿、水复合型资源。在生态农业生产中,综合利用地热资源,发挥
其热、矿、水特点,从而建立地热资源利用系统。津南国家农业科技园区内,供热系统采用地热资源梯级开发循环利用专利技术,对名贵花卉反季节栽培、养植温室种植大棚及园区内
的公建供暖,取得了一定的经济、社会及环境效益。并且,在园区内,利用地热资源中的矿、
水资源,建立了规模化水产养殖温室大棚,采用“一种利用地热复合功能的农业生产技术”专利技术养殖高经济鱼类,取得了良好的经济效益。关键字:地热;梯级开发;生态农业;温室大棚;养殖
1. 引言
近年来,地热农业生产技术得到广泛重视。地热作为一种热、矿、水复合型资源,不仅是一种绿色清洁资源,更重要的是,它还可为农业生产提供所需的矿物质资源和水资源[1,2]。不同生物对温度、矿物质需求各不相同,且生物之间的养分供给也存在着很强的互补性。因此,研究生物生长对不同温度需求与地热温度梯级利用关系模式和不同生物之间有效的矿物质循环模式,实现地热资源高效综合利用,具有重要意义[3-6]。
地热生态农业生产技术研究的主要内容是地热中的能量和矿物养分在农业中的有效利用,包括地热种植与养殖技术。地热生态农业种植技术中的温室大棚技术使生物的异地生长及反季节栽培和种植成为可能。利用温室为生物营造适宜的生存环境,使生长于温暖湿润环境里的南方蔬菜、花卉能够在寒冷、干燥的北方种植。利用地热的热能可以为温室供暖,利用地热水可以进行温带水生物养殖,地热水中的矿物质还可以为生物提供所需养分。地热的复合功能特性,非常有利于人工营造适宜生物栖息的环境。
然而,由于地热资源的复合功能特性与农业园区生物的多样性,决定了地热农业系统的复杂性。在目前的技术水平下,由于地热利用结构单一、利用技术及设备落后,还无法实现资源高效、综合利用。以地热供热为主要目的的地热利用系统,不仅开发消耗资源量很大, 而且简单用热之后,并没有进行很好的深度开发,而是将大量的地热水排放掉,使地热资源的复合特征没有充分地发挥,造成资源的极大浪费。在利用设备配套上,还不能把地热资源的能量充分利用和提取出来,从而导致资源的利用率较低。而且,由于排放温度高,造成资源的浪费和新的环境热污染问题。另外,对于地热水中矿物质的利用还没有形成可以借鉴的合理模式。
2. 津南国家农业科技园区概况
津南国家农业科技园区是天津市唯一的国家级农业科技园区,占地 2450 余公顷,由工厂化高效农业科技示范区、标准化名优水产品养殖示范区、优质小站稻立体种植养殖生态区、农产品加工与产学研综合服务区、克隆组培育名贵花卉苗木科技示范区以及天嘉湖生态风景区组成,形成了以种植、养殖、农产品加工服务为主体的生态型高科技农业园区。
1本课题得到天津市科学技术委员会科技攻关项目的资助。
3. 工程概况
研究内容
本工程研究立足于将地热的复合功能特性与生物生长栖息环境相结合,建立生物生长不同温度需求与地热温度梯级变化的耦合关系,形成地热的矿物质资源在生物栖息系统中的循环链。从而充分发挥地热资源的热、矿、水复合功能,提高地热资源利用率,降低能源成本