地热立法
① 关于地质工作发展战略的几点思考
罗永国
(国土资源部信息中心,北京,100035)
2002年,温家宝总理指出,我国地质工作正面临4个方面的重大转变,通过这一系列转变,使地质工作更加紧密地与经济建设和社会发展相结合,更好地为经济和社会发展服务。按照这一思路,本文就当前我国地质工作应当注意的几个问题谈点认识。
一、转变观念、拓宽服务领域,提高地质工作的战略地位
地质科学严格地讲是一门综合性的科学,它比当前任何一门据认为是成熟的科学所涉及的研究对象多得多,理论概括的广度和深度也大得多。为了研究和解决一个重大地质问题,往往需要采用多学科、多兵种的技术手段。当前,地质科学研究工作中用来解决重大问题的理论和技术,总体上严重滞后。人类目前的智力成就,以及任何一门成熟科学的先进理论和高新技术,暂时都无法解决地球起源、生命起源和地球深部物质组成及演化的问题。这些问题的最终解决尚需时日。只有不断提高人类的智力成就和探测地球内部的综合技术能力,以及对其他星球的了解程度,这些问题才有望得到真正解决。
另一方面,无论从理论意义上还是从实践意义上讲,在对人类生存、社会发展和国家财富所产生的影响上,地质科学比当今任何一门科学都要博大、深刻和长远。而且,与其他科学相比,地质科学应当是一门“大众化”的科学,在与人类社会关系的密切程度上远胜于其他科学。
可是长期以来,这一点却从未得到人类社会的认可。这是不可思议的奇特现象。造成这种情形的原因固然很多,但最根本的一条是人们对地质科学和地质工作对他们生存具有的重大影响了解不够深入。
为了从根本上改变这种现状,当然需要国家采取措施,但同样重要的是需要地质界自身做出努力,使其科学成果和工作业绩更加贴近人类社会,贴近实际生活。只有在人类真实感受到这些成果和业绩使其获益匪浅的时候,地质科学和地质工作才会在人类社会中生根、开花和结果。
现在,可持续发展的理念已经深入人心,得到各国政府和各界的支持。但是,对于人类社会发展来说,还必须研究并解决可相容发展的问题。所谓可相容发展是指在经常性变化和突发性事件的影响下容许生物界生存及演化的可能性,以及在这种情况下人类与动植物之间相互协调发展的可能性。
人类在用自己的智力及才能创造巨大财富供自己享用的同时,也在破坏自己得以安居乐业的家园,并严重危害着整个生物界的存在。
当前,危及包括人类在内的生物界生存及演化的因素多种多样,大体可分为自然作用因素和人为活动因素两大部分。这里不去讨论自然作用因素对生物界带来的危害,而只是概略地研究一下人为活动因素对人类自身带来的惩罚。
在人为活动因素中,急剧改变环境的两大重要因素是对矿产资源的极度和无序开采,以及发动使用高科技高强度杀伤性武器的战争。两者不仅直接危及人类和动植物的生存,更为致命的是使空气、土壤和水被严重污染。这种污染绝不是短暂的,不是轻易能够根除的,而会长期隐存着,成为长期危及人类和动植物后代的隐形杀手。这样一来,使得人类与动植物之间的关系处在一种危险的状态之中。环境污染正在直接和间接地在人类赖以生存的动植物中引发各种新型疾病,而人类适应这种突发事件的速度和能力却不是无限的。
地质界如何应对这种变化?迄今,地质界对这类问题不是没有作出反应就是反应迟缓,未能冲破习以为常的思维旧框架。对人类面临的新威胁,地质界应当有所作为,力求走出过于专业化的狭窄圈子,面向社会现实,主动涉及更广泛的领域,这是使地质科学和地质工作得到整个社会认可和受到更大重视因而使其富有无限生命力的根本出路。
二、矿产资源勘查与开发的基本原则
在今后相当长的时期内,矿产资源的保证程度将会继续成为许多国家面临的最紧迫最复杂的问题。在这种情况下,国家只有制定并切实执行正确的矿产资源政策,才能解决矿产资源供不应求甚至严重短缺的局面。运用现有的地质理论、工作方法和技术手段力求在找矿方面取得重大突破,在今后仍然是解决矿产需求问题的重要对策之一。然而,在找矿难度越来越大以及人类对矿产资源需求迅速增长的今天,如果仍旧只是把找矿上的重大突破作为我们制定今后矿产资源长远发展战略的惟一立足点,那就显得很不相宜了。在制定国家矿产资源政策时,需要考虑以下原则。
1.矿产资源不可再生原则
矿产资源是一种非再生性资源,这已得到公认。一种矿产作为有用物质,是在一定的地质时期和地质条件下形成的,并且是在一定的经济和技术条件下确定并加以利用的。当这种物质含量低于某数值时就不是矿产,就不是一种有特定用途的物质了。比如,石油、天然气、铁矿石等矿产,是在具备一定经济和技术条件下才成为可以利用的矿种。这些矿种不像动植物是可以再生的。因此,矿产资源绝不是取之不尽用之不竭的,而是有取尽用光的时候。但是,人们对此并没有足够的认识,这表现在管理上和政策上采用了与可再生资源相同的做法,在开发利用上采用了粗放式甚至掠夺式的开采方式。
2.矿产资源勘查与开发的周期长和风险大的原则
矿产资源的积累是一个相当长的过程。就是一个具体矿床的发现,也必须经过各种不同比例尺的区域地质调查工作,经过普查评价工作和最后的勘探工作才能得出有无矿床存在以及矿床大小的结论,但往往需要多年、十几年甚至数十年。
地质找矿工作的风险大。经过上述长周期的地质工作之后,如果能够作出有矿床存在的结论,则所做的工作、投入的人力、花费的时间和财力就是有效的。如果得出否定的结论则是无效的,而出现否定结论比得到肯定的结果在概率上更大。这种周期长和风险大的情形,在其他产业部门是较少见到的。
3.区域地质调查是矿产资源勘查与开发基础的原则
各国的长期实践清楚地证明,开展系统的区域地质调查工作,特别是开展中比例尺和大比例尺的地质测量工作,是进行矿产普查及评价的前提条件,是指导找矿工作的基础。缺乏这种工作,矿产勘查的风险就会大大增加。
4.发展高尖精技术,使矿产资源使用量降至最低限度的原则
从主要矿产资源拥有量和保证程度的角度出发,大体上可将世界各国分为矿产资源“富国”和“贫国”二类。长期以来,资源“贫国”通过发展“高、尖、精”技术来减少矿产资源的使用量,以减缓由于矿产资源短缺所带来的沉重负担和压力。
在这方面,日本的做法值得重视。20世纪80年代以来,世界工业结构发生了巨大变化:从以重工业和化学工业为中心的设备型工业转变为以电子技术为核心,节省能源和资源的高新技术工业。全球第二次石油危机后,日本因矿产资源短缺,以钢铁为首的原材料工业减产。在这种情况下,日本出现了从“重、厚、长、大”的工业时代向“轻、薄、短、小”的工业时代的转化,以便力求减少矿产资源使用量。在进行这种结构调整的过程中,日本政府重视从宏观上调节地质工作布局,使之与高新技术工业协调发展,合理超前,为保障日本“稀有金属”(包括所有的铁合金金属、部分有色及贵金属、部分稀散元素和全部稀土金属)的稳定供给提供有利条件。
应当指出的是,采用高尖精技术大大减少了矿产资源使用量,所产生的经济效益等于找到了若干个新的矿床。如果按照传统的开发利用矿产资源方法及速度继续发展下去,即使资源“富国”也会变为“贫国”。因此,从长远考虑,任何国家都不能滥采和滥用资源,应当走尽可能减少矿产资源使用量的路子。在这种情况下,地质部门肩负着重要任务。对于向高新技术转变来说,所需要的矿产资源类型及数量也会发生重大变化。如何适应这种变化,满足新的资源需求,是地质部门必须认真考虑和对待的问题。
5.加强矿产资源综合利用,最大限度提高矿产资源利用率和减小因矿产开发利用所造成的环境污染原则
工艺技术的进步在解决矿产资源问题上正在发挥越来越大的作用。在今后制定矿产资源政策时,必须从战略高度和长远角度认识这种做法的重要意义。
矿床多具综合性成分,因此,综合开发利用具有极大潜力。随着对矿产资源需求的不断增长,要求开发利用一些被认为无利用价值的矿产,如选矿及冶炼废料和中间产品、矿井中的矿化水等等;为了满足工农业和人类社会的需求,除采矿外,还应开发包括地下水在内的其他地下资源;为了解决日趋紧张的能源问题,在开发矿产的同时还要充分利用相关的地热能。实践证明,从综合开发的角度出发,只要采用综合性措施,就能在开采主要矿产的过程中,顺便开采伴生的其他矿产;从综合利用的角度出发,只要采用一些工艺方法,同样可在工业利用主要矿产的同时,从综合性矿石中开发伴生的有用组分。因此,综合开发利用矿床是无须增加多少成本即可大大增加矿产资源数量的一种极为有效的手段。
提高矿石组分提取率是扩大矿产资源的另一个重要途径。据统计,绝大多数矿产在制成最终产品之前,在开采加工过程中有用组分平均损失35%~55%,有时高达60%~70%,其中2/3以上是在加工阶段损失的。由于工艺上的原因,黑色冶金工业损失金属矿物约20%,有色冶金工业约40%,稀有金属冶金工业约50%,从矿石中附带提取的分散元素通常不超过10%~15%。为了提高矿石有用组分提取率,包括俄罗斯在内的一些国家正在积极配合冶炼过程开展工艺矿物学等方面的研究工作。
因此,对矿产进行综合开发利用以及提高矿石有用组分提取率,是实现贫矿变富矿、小矿变大矿、一矿变多矿以及无矿变有矿的最重要途径,是扩大矿产资源最有效的手段之一。
矿产的综合开发利用和矿石有用组分提取率的提高,可以达到另外一个同样重要的目的,就是最大限度地减少矿产开发利用引发的环境污染。如果不采取这两种措施,矿石中的许多组分就会进入水体和土壤中,使环境受到污染,严重威胁到人类和动植物的生存;而由污染造成的经济损失将无法估量,用于治理污染的费用将是巨大的。因此,对矿产进行综合开发利用以及大力提高矿石有用组分的提取率,不仅起到了扩大矿产资源量的效果,而且起到了保护和改善环境的作用。
6.坚持“两种资源、两个市场”的原则
由于矿产资源不均一性和经济全球化,矿产资源全球配置的形势不可阻挡。实行“两种资源、两个市场”战略是我国矿产资源战略的必然选择。
(1)必须坚持库存战略储备与地下战略储备相结合的原则。为了应对国际风云突变事件特别是战争的紧急情况,国家必须拥有必要矿种必要数量的库存战略储备。为了应对持续时间长的紧急事件,还必须将国内某些矿种具有一定探明储量的矿床暂不开采留作出现紧急情况时再行开发利用的地下战略储备。
(2)必须坚持国内找矿和国外买矿相结合,但以找矿为主的原则。这样做既是为了国家经济发展也是为了应对发生战争的紧急事件。中国是一个面积很大、具备各种有利于矿产富集条件的大国,同时,许多地区的地质研究程度和找矿力度还很不够。在这种情况下,只要积极开展工作,找到各种国家经济建设急需的矿产应当不会有太大困难。从国家安全着想,绝不能放松而是应当大力加强国内的找矿工作。
同时应当承认,中国又是一个人口近13亿的发展中大国,如果只是依靠国内矿产资源来满足国家经济建设的需求,显然不切实际。因此,在主要依靠国内矿产资源的同时,必须积极购买急需的国外矿产资源。当然,采取以从国外买矿为主的方针也是不可取的。这是因为,一方面国家财力难以承受,另一方面,这样做会使世界矿产品价格大幅上扬,导致国际矿产品市场动荡不安,不利于我国经济建设的持续健康发展。特别是在出现诸如战争之类的突发事件时,在国家受到外部封锁的情况下,靠到国外买矿来维持社会稳定和保卫国家安全,一般来说是不现实的。
7.能源和饮用地下水优先的原则
当今世界,除战争外,最令人忧心的是恐怖组织发动的各种突袭事件。一些国家的地质部门近几年来针对战争和各种恐怖活动可能对本部门承担的工作领域造成的危害进行了研究,并提出了必要的应对措施。
在出现上述任何一种突发事件的情况下,从保证国家安全和人民生存以及维护社会稳定的角度出发,在矿产资源保证方面最关键的问题是要解决能源和饮用水的安全供应问题。
目前,世界能源主要靠煤、石油和天然气,但其资源有限,在可预见的未来将会枯竭。水力发电是世界上非矿物燃料的主要能源,已得到广泛开发利用,但它在世界总能源需求中只占很小的部分。可以替代开发的其他能源有核能、太阳能和风能。核能虽已开发利用,却未得到广泛利用,而太阳能和风能虽是可再生能源,但规模有限且受当地气候条件限制,因而只能断续用于发电。另外一种重要的能源是氦-3,但其巨大资源量是蕴藏在月球上,人类近期无法开发利用这种能源。
天然气水合物被认为是21世纪替代煤炭、石油和天然气的新型洁净能源资源。它主要分布在陆地永久冻土带和沿海国家专属经济区内。由于它分布广、规模大、埋深浅、勘探费用相对较低而日益显示出其巨大的经济潜力。据估计,世界各大洋中天然气水合物的资源总量换算成甲烷气体约为1.8×10~2.1×1016立方米,相当于全世界已知煤炭、石油和天然气等能源总储量的两倍。由于天然气水合物具有重要的战略意义和巨大的经济价值,从20世纪80年代初,美国、俄罗斯、英国、德国、加拿大、日本、印度、韩国、巴西等发达国家和发展中国家都在天然气水合物调查研究方面给予了高度重视,并从能源储备战略角度考虑,作为政府行为,投入巨资,相继开展本国专属经济区和国际海底区域内的调查研究和资源评价。一个深入开展天然气水合物调查研究和开发的热潮正在全球兴起,全世界都在期待着这种新型能源早日造福人类。
地球上有待开发利用的替代能源是地热能。地热的赋存形式很多,除热水和热气外,还有分布更广和更为重要的天然气水合物、干热岩和岩浆热资源。热水和热气已为一些国家开发利用,但资源量较小。据计算,美国干热岩资源底数为1000万与1300万夸特(1015英制热量单位)之间。1982年世界能源消耗量略低于250夸特,估计全世界矿物燃料(所有形式加在一起)的储量大约为36万夸特。即使只考虑地温梯度高于45℃/km那些地区的干热岩资源底数是65万夸特,这也远远大于全世界加起来的矿物燃料资源。由此可以看出,全世界的干热岩是一种未开发的能源,它可保证整个人类获得数千年的能源供应。
在地热资源中,岩浆热的重要性仅次于干热岩。据估算,在美国深度不到10公里的地壳中残存的熔融岩浆或部分熔融岩浆含有的热能量为5万~50万夸特。这种潜在岩浆热资源的估算值比美国矿物燃料的资源量要大,大致是美国年度能源总消耗量的650~6500倍。
干热岩和岩浆热资源加在一起,无疑是人类可以长期使用的宝贵财富。20世纪70年代初,将干热岩用作一种实际能源的概念几乎被视为一种纯科学幻想。在随后对美国芬顿山做了15年以上广泛的试验工作之后,这种概念的可行性已被证实。开发这种资源引起了全世界的关注,促使一些国家和国际组织制定了积极可行的计划。岩浆热能的开发试验工作也在积极展开。今后的目标是要克服现有的障碍,以便工业部门能够实际开发利用这种能源。可以预期,这种能源的实际利用对保卫国家安全和维护社会的稳定发展将会起着重要作用。
另外,许多国家对出现紧急情况时如何保证饮用水的安全供应问题开展了积极的研究,尤其以俄罗斯最近几年的研究最为突出。长期以来俄罗斯许多地区是以地表水作为饮用水的供水源。随着工业活动不断加强,地表水受污染的情形已屡见不鲜。据俄罗斯水文地质学家的研究,如果恐怖组织对地表水系统进行攻击,比如施放各种毒剂和致病细菌,脆弱的现有饮用水系统将不堪一击,全部报废。为了应对突发事件,应当对地下水资源的利用问题做出长远规划。地下水是饮用水最安全的供水源,一般情况下不得用于其他目的。
8.开发新型替代品的原则
在人类发展史上,随着科学技术的不断进步,早先不被认为是矿产的东西后来变成了有用的矿产。比如人类在17世纪将煤用作燃料,到19世纪中期发现石油可取代煤用作燃料,到20世纪中期又发现铀是一种强大的能源。
大量事实说明,虽然矿产资源是不可再生的,但却是可以不断更替的。人类将以往认为的非矿产变成矿产的事例层出不穷,在技术高度发展的今天,我们应当更有能力做到这一点。毫无疑问,开拓新型矿产资源应当成为今后扩大矿产资源的重要措施之一。
我们还要积极提倡和大力推行“发展代用材料”的思想及相关措施。长期以来,用一种材料取代另一种材料始终是工业部门的正常业务。代用材料的出现,不仅可以扩大资源,而且会使某些矿物原料失去实际意义。像资源短缺的白云母,可用相似性能的氧化物和蛭石等加以替代;由于研制成功一种玻璃纤维来代替天然资源奇缺的蓝石棉,使美国在20世纪60年代末取消了蓝石棉的战略储备;由于人造金刚石和其他超硬材料的出现,原属战略矿产资源的刚玉完全被取代了。一些国家正在利用有机合成方法生产各种合成材料以代替部分钢、铝、铜和其他短缺金属。当前,许多国家从战略高度来看待发展代用材料所具有的重大价值。因此,在制定我国未来矿产资源发展战略时,应当把发展新型代用品作为解决矿产资源问题的重要措施予以重视。
三、加大地质找矿力度,开辟新的找矿领域
加大国内找矿工作的力度,是扩大我国矿产资源最切实可行的措施。
1.陆地找矿
我国陆地部分不同地区的地质研究程度不同,以东部地区研究程度最高,中部地区次之,西部地区最低。与此相对应,矿产研究程度和找矿水平也是东部最高,中部次之,西部最低。
矿产分布深度有地表、浅部和深部之分。依此标准来看,我国东部地区虽然不排除找地表矿和浅部矿的可能性,但应以找深度较大的矿床为主;中部地区仍应注意找地表矿和浅部矿;西部地区找地表矿的潜力很大。
因此,从找矿潜力来看,并且考虑到我国建设战略西移的发展要求,必须确立并坚持贯彻东、中、西部相结合但以西部为主、中部次之、兼顾东部的方针。
西部地区虽然找矿前景极大,无论是能源(包括油气、煤、铀和地热)、金属矿产和非金属矿产都不例外。但是,在全面大力开展找矿工作之前或同时,需要大力提高西部地区的区域地质研究程度,包括消除1:20万比例尺国家地质图的空白区,以及对已老化或者质量不高的1:20万比例尺地质图进行更新,特别是对那些找矿前景好的地区开展1:5万比例尺地质测量工作。通过比较系统的地质调查为普查、评价和矿床勘探工作创造有利的条件。
2.海区找矿
从陆地找矿转到海洋找矿,是我们今后扩大找矿领域的一个重要途径。我国海岸线很长,沿岸可以找到各种重要的砂矿。我国四大海域的大陆架面积很大,已经找到了丰富的石油和天然气藏。可以坚信,随着地质工作的不断深入,还会找到更多和更大的油气藏。在我国南海地区找天然气水合物的前景乐观。
太平洋底蕴藏着极其丰富的金属矿产。锰结核的总储量约30000亿吨(而且每年大约以1000万吨的速度增长),其中含锰4000亿吨,镍164亿吨,铜88亿吨,钴92亿吨;多金属软泥-热液硫化物矿床是近些年来海洋地质调查最重大的科学发现之一,它含有铜、铅、锌、铁、锰、银、铀、钍等金属元素,具有潜在的经济价值。
现在,一些国家已经把加速勘探和开发利用海洋矿产资源,作为满足未来矿产资源需求的重要途径。可以推测,在本世纪,海洋矿产将会成为解决人类矿物原料需求的主要来源之一。因此,我国除了抓紧大陆架的矿产勘查及开发之外,要进一步加强对太平洋底相关地段矿产资源的勘查工作,做好开发利用这些矿产的前期准备及试采工作。
四、加强立法,促进地质工作管理规范化和法制化
建立社会主义市场经济体制,必然要求转换地质工作管理体制和运行机制。在计划经济体制下,驱动机制是计划驱动,决策方式是上级或单位领导决策,成果评审验收是达标评价,责任对象是对上级负责。在市场经济体制下,驱动机制是需求驱动,决策方式是民主和科学决策,成果评审验收是效益评价或价值评价,责任对象是对公众负责即对纳税人负责。由此可以看出,在不同体制下,地质矿产工作的管理明显不同。当然,在由计划经济体制向市场经济体制转轨的情况下,地质工作管理的转变需要一个过程。
执行市场经济体制的先决条件之一是法制要健全。由于长期计划经济体制的影响,法制观念普遍淡薄,地质矿产工作管理缺乏法律方面的制约。因此,在转向市场经济体制时,必须抓紧地质工作管理方面的立法。俄罗斯地质部门一开始就做了这一重要工作,为以后地质工作管理适应国家经济的发展创造了有利条件。
应当指出的是,许多西方发达国家地质工作管理方面最重要的法律是国家的矿业法。至于说到更具体领域的立法,各国情况并不一致。总体上讲,各个领域的具体法规的制定,俄罗斯做得比较全面和系统。这种差别可能有历史因素的影响。众所周知,西欧各国的地质学家在欧洲地区开展地质工作的过程中,特别是在古生物鉴定、地层划分以及区域地质测量等方面逐渐形成了一些共同的理念和共同遵循的准则,随着欧洲一些国家向外侵略扩张,将这些理念和准则带到了北美、南美、大洋洲、非洲以及亚洲。其结果是,在都是执行市场经济体制的条件下,这些理念和准则成了许多国家地质工作中共同遵守的不成文的规定。这种“约定俗成”的传统做法,使得许多国家无须再对这些领域的工作进行立法。
我国和俄罗斯的情形与上述国家不同。中国实施计划经济体制有40年左右,前苏联执行这种体制的时间达70多年之久。在这段时期里,从事地质工作的几代人(包括管理者在内)对上面提到的那些“约定俗成”规则以及对相关工作的法律问题都没有形成深刻印象(值得一提的是,“约定俗成”的做法虽然在地质科学和地质工作的发展上起到过积极作用,但它在不断发展的历史进程中没有做出应有的及时反应,这种缺乏“时代感”的不变性使它在某些方面失去了昔日的光彩;另外一个问题是,它所具有的“灵活性”或“自由度”的可变空间过大)。
从计划经济向市场经济转轨,需要一定的时间。领导者由于长期受计划经济体制的影响,习惯了“领导拍板”的运作方式。要使领导决策转变为民主、科学决策,需要一个转变和适应的过程,在这一过程中必然会出现领导决策和民主、科学决策的矛盾和斗争。我国正处于向市场经济体制过渡的关键时期,加强国家对地质工作管理的全面和系统立法就显得特别必要。只有这样,我国地质工作才能在正确的轨道上向前不断发展。
作者简介
罗永国,国土资源部信息中心,研究员。
② 地热喷泉是什么现象
地球内部的热可简称为地热。火山是最猛烈的地热显示,温泉是最常见的地热露头,它们都易人们所感知。它们都证实地球内部热量的外释,但是地球内部大部分热量则是通过岩石的传导作用传输到地球表面的,所传感的热量称大地热流量。可是生活在地球表面的人们对它们并不感知,只感到太阳辐射所带来的温暖,因为大地热流量的平均能量流量为63mW/m2,与太阳的辐射热流量的平均能量为146 W/m2相比,相差2300倍。只有古代的矿工,深入到地下坑道,每下降100米增温达3℃,他们才真正感受到大地热流的威力。原地矿部在矿产资源法实施细则的立法解释中对地热概念做了明确解释:地热是指地壳内岩石和流体中(液、气相)能被经济合理地开发出来的热能,共分为蒸气型、热水型、地压型、干热型和岩浆型5种类型。热水型地热即地下热水,是地热资源的一种。
③ 浅层地热能勘查技术
杨旭东 曹福祥
(中国地质调查局水文地质工程地质技术方法研究所)
摘要:地球是一个巨大的能源宝库,每天由地球内部向地表传递的热量相当于全人类一天使用能量的2.45倍。特别在当今人们日益关注全球气候变化、环境污染问题和社会的可持续发展的形势下,随着地源热泵技术的日臻成熟,低温低焓浅层地热能作为一种可再生的清洁能源而备受关注。作为其开发利用的技术支撑勘查技术亟待解决,本文仅就有关问题及经验进行探讨。
1 浅层地热能开发现状
地球是一个巨大的能源库,进入地球内部越深,温度就越高。每天由地球内部向地表传递的热量相当于全人类一天使用能量的2.45倍。这种储存在地球内部的能量其实比化石燃料丰富,特别在当今人们日益关注全球气候变化、环境污染问题和社会的可持续发展的形势下,地热能作为一种可再生的清洁能源而备受关注。
浅层地热能是地热能源的一部分,地层恒温带至地表以下200m以内具备开发利用价值的地热能,一般温度在15℃左右。其开发利用与地源热泵技术的发展是分不开的。
1.1 国外应用现状
1912年,瑞士Zoelly首次提出利用浅层地热能作为热泵系统低温热源的概念,并申请了专利,标志着地源热泵系统的问世。至1948年,Zoelly的专利技术才真正引起人们普遍关注,尤其在美国和欧洲各国开始重视此项技术的理论研究。1974年以来,随着能源危机和环境问题的日益严重,人们更加重视以低温地热能为能源的地热泵系统的研究。
美国地源热泵应用的力度最大,1990年、1995年和2000年地热直接利用中,地源热泵占很大比例,约为59%,而且发展很稳定,平均年增长7.7%左右。1997年已安装12kW地源热泵4万台,2000年达40万台左右,预计2010年总装机量可达到150万台。目前地源热泵在美国应用最多的还是学校和办公楼,大约有600多所学校安装了地源热泵,主要集中在中西部和南部地区。
欧洲的地源热泵应用主要集中在中北欧国家,如瑞典、奥地利、瑞士、德国等。20世纪50年代地源热泵的利用曾出现过一次高潮,由于价格高,没有进一步发展。石油危机后,欧洲一些国家先后组织了五次大型的地源热泵专题国际学术会议,对三十多个地源热泵项目进行了研究。与美国情况不同,欧洲主要利用浅层地热资源,采用地下土壤中埋盘管(埋深小于400m)的地源热泵,主要用于室内地板辐射供暖及提供生活热水。据1999年统计,家用的供暖设备中,地源热泵所占比例瑞士为96%,奥地利为38%,丹麦为27%,比1996年以前有明显提高。
1.2 国内应用现状
我国具有较好的热泵科研成果与应用基础,早在20世纪50年代天津大学开展了我国热泵的研究。20世纪80年代末以后,国内各大院校开始了研究地源热泵的热潮,在2001年宁波召开的全国热泵和空调技术交流会和2002年在北京召开的国际热泵会议上,国内外有关人士开始关注中国这个很有发展潜力的大市场。近几年来,国内加强了地源热泵的应用研究力度,自行研究和生产地源热泵机组的厂家已达十几家,如山东的富尔达、北京的中科能、沈阳的东宇等。另外,一些国外知名公司在国内也设立了销售部门,并在北京、天津、广州、重庆、山东、河南、湖南、辽宁、西安、黑龙江及河北建立了工程。目前我国已有100多个地源热泵工程,供热/空调面积达100万m2。这些工程几乎都是以地下水作为热源的水源热泵系统。地下埋管的地源热泵系统,仅在山东、天津、湖南、河北及吉林等地有示范工程,并取得了初步效果。
2 浅层地热能开发水文地质分类
根据浅层地热能利用含水层介质类型、特征及埋藏分布情况等进行浅层地热能水文地质类型的划分。结合已有的相关勘查规范基本可将地热能开发水文地质类型分为4类16型。4类为孔隙水类、岩溶水类、裂隙水类、特殊水类。各类分型以及需要查明的水文地质问题详见表1。
表1 水源地水文地质勘查类型及应查明的主要水文地质问题
续表
3 浅层地热能勘查技术
在浅层地热能勘查过程中,一方面继承和发展着传统的水文地质勘察方法,同时不断地把新理论、新技术和新方法及时应用于浅层地热能勘查之中。从卫星图像、航空相片的航测到地球化学、地球物理勘查,再到地质钻探,已形成了从天空到地表再到地下的全方位立体勘查体系,达到了经济发展,地质先行的战略要求。浅层地热能勘查应遵循如下最优化原则:资料收集—地质调查—地球物理—地球化学—地质钻探—资源评价—开发利用—回灌保护—测量监测。
3.1 资料收集
在任何勘查进行之前,首先要尽可能地收集、整理和分析该地区的地质、水文地质、物化探等资料。收集资料时要注意以下四点:
(1)查阅的范围尽量大些,包括一个完整的地质构造单元及其相邻地区;
(2)要重视岩体和地质构造资料的收集;
(3)对低温传导为主的地热田,重要的是凹陷中的凸起,要重视物化探资料的收集;
(4)要重视温度资料的收集,尽可能收集温泉的位置、温度、水量等资料。在覆盖地区主要找钻孔抽水时的实测温度资料。
3.2 地质及水文地质调查
地质调查的目的是了解浅层地热能地质背景,要查明地热田的地层时代、岩性特征、岩浆岩的时代、分布范围、地质构造特征以及地下水的补给、径流和排泄条件等,以便为下一步的浅层地热能勘探工作提供依据。地质调查时应注意以下几个问题。
(1)浅层地热能开发区的构造控制。从对已知的井、泉调查来看,其出露位置多数是在近代还有较强活动的构造复合位置上;或是大断裂和由它引起的次一级断裂相交的地方;或是在张性、张扭性的断裂及节理处等,因为这些地方岩石比较破碎,常常也是地下水在其中运动和深部水上涌的有利场所。
(2)在调查区域断层剖面时,要重点描述孔隙透水层和不透水层,以及所有火山岩的产状和时代,同时注意岩层的化学成分、热液蚀变和矿物沉积的特征和范围。通过对围岩蚀变和裂隙中矿物沉积的现象,可以帮助寻找那些埋藏在深部、地表无地热显示的热异常区,还可以指出进一步勘查的方向。
(3)水文地质方面应对地表出露的冷泉水或冷水井逐个进行温度、水量和pH值的野外测定,描述冷泉出露的地质和构造条件,选取水样做化学和同位素(氚)等测定。对区内经过的河流、小溪也要测量流量和水温,应将一些主要河流分段测量,测出进热区前、中间和出热区后的水温并取水样,以确定地表水体与地热水之间的补给排泄关系。在冲积扇发育地区应划分顶部补给区、中部径流区和下部排泄区的界限。
3.3 地面物探勘查技术
地面物探勘查的具体任务是:确定含水层上覆盖层的厚度,地层和岩性分界面及形态;确定断裂的位置与产状;了解岩溶发育位置、规模和形态特征;查明地下水赋存空间和径流通道的连通性;查明地下水埋深、流速、流向及含水层深度、含水量等。地下水勘查常用的方法以直流电法和电磁法为主,具体包括:自然电场法、充电法、直流电阻率法、激发极化法、音频大地电场法、高密度电阻率法、地质雷达、频率域电磁测深法(EH-4电导率成像系统)、瞬变电磁法和核磁共振法等,各种方法有其自身的技术特点,因而有其不同的适用范围。
自然电场法和充电法常用来确定地下水流向、流速,核磁共振技术可直接探测含水层位置、水量及其渗透率,这是浅层地热能地下水勘查物探技术要解决的共性问题。针对不同类型地下水的赋存条件和物探方法的技术特点,如何建立合理、有效的物探勘查技术,是地面物探勘查要解决的首要问题。
3.3.1 松散层孔隙水
物探勘查的主要目的是了解含水层结构及其富水性、地下水位埋深和地下水矿化度。浅层孔隙水勘查技术国内外均已较成熟,一般情况下采用直流电测深法或激电测深法较为适宜,成本低、方法简单而普及,视电阻率参数可确定含水层结构和地下水矿化度,激电参数用于了解富水性。但有的地区常规电阻率法工作难度较大,如沙漠区地表极为干燥,电极接地电阻较大,供电困难;对于浅部高矿化度地区,电阻率偏低,导致供电电流过大,需大功率供电设备,且测量电压信号小,影响观测精度;部分地区地形条件不利,不易开展工作。此时可选择电磁测深法,如频率域电磁测深法(EH-4电导率成像系统),其观测系统输入阻抗较高,易于开展工作,效率高;瞬变电磁法可采用磁源激励回线,不涉及接地问题。对于水文地质条件复杂的地区,在其它物探工作基础上,选择重点区采用Numis核磁共振技术确定含水层的深度、厚度、给水度及水量等多个参数,在西北黄土塬区应用效果明显,但该方法成本高,效率较低。
3.3.2 碎屑岩类裂隙水
其赋存介质主要为中生代盆地沉积的一套巨厚的侏罗、白垩系河湖相砂泥岩。地下水类型包括风化带网状裂隙水、浅层承压裂隙水。
碎屑岩风化带网状裂隙水物探勘查的目的一是确定风化壳底界埋深,二是了解风化裂隙发育程度及其富水性。由于勘探深度小于50m,选择具有高分辨率的高密度电阻率法较为适宜。
浅层裂隙承压水是指碎屑岩类大片泥岩所夹一定厚度砂岩层的层间裂隙水,由于不同类型胶结方式的砂岩体孔隙渗透很低,砂岩层以裂隙含水为主。物探勘查的目的是了解砂层厚度,虽然模型较为简单,由于含水砂岩层厚度的限制,导致物探勘查难度较大。目前频率域电磁测深法是较为可行的手段。
3.3.3 碳酸盐岩岩溶水
岩溶区地下水按赋存介质不同,分为表层带岩溶水、岩溶溶洞水、岩溶管道水、构造裂隙岩溶水和埋藏型岩溶水。它们既独存在又互相交错,构成复杂的岩溶地下水系统。
(1)表层带岩溶水。物探勘查的主要目的是了解覆盖层厚度,基岩的起伏形态,溶洞、溶槽等发育情况。探测对象的地球物理特征是呈低阻反映,与围岩接触界面两侧波阻抗有一定差异。由于探测深度一般小于30m,异常体规模较小,要求物探手段具有较高的分辨能力,因此,可选择的方法有高密度电阻率法和探地雷达。
(2)岩溶溶洞水。岩溶溶洞水发育于质纯厚度大的灰岩、白云岩中,以面状或似层状分布。由于溶洞、溶孔、溶隙含水,因而表现为低阻特征。物探找水首先采用剖面类方法如联合剖面法、音频大地电场法确定溶洞、溶隙发育区的平面位置,然后利用电磁类测深方法了解岩溶发育带的空间分布特征,尤以瞬变电磁测深法反映异常更加明显。
(3)岩溶管道水。岩溶管道水亦即地下暗河,是西南碳酸盐岩区最典型的地下水类型。由于岩溶区地表水与地下水转化频繁,地下水空间分布极不均匀,纵向上具有双层或多层结构;同时受地层、构造和岩溶地貌的控制,岩溶水文地质系统具有小型、分散的特点。岩溶管道水的地质—地球物理模型较多简单,同围岩相比,其电性、弹性参数特征变化明显,但受其规模和埋深条件的限制物探找水难度较大,目前尚未有切实有效的技术方法。对于埋深小于100m的岩溶管道水,物探勘查方法可选择探地雷达、EH-4电导率成像系统、瞬变电磁法。探地雷达在其有效勘探范围内可直观反映异常体分布形态;EH 4系统能够反映地下裂隙、岩溶发育情况,但当地表不均匀时易产生静态效应,甚至无法做出合理的解释;瞬变电磁法观测纯二次场,对探测高阻围岩中的低阻异常效果较好。各种方法可以从不同侧面反映异常体形态特征,从而可查明地下岩溶管道分布情况。当岩溶管道水埋深大于100m时,找水难度较大,目前可利用的方法有瞬变电磁法,但应用程度尚不成熟,还需进一步试验、研究。
(4)构造裂隙岩溶水。该类地下水受构造裂隙带控制,物探找水的主要目的是查明构造裂隙带的分布特征及其富水性。有关断层带裂隙水物探勘查技术,在20世纪80年代已经成熟,最经济有效的方法组合是采用音频大地电场法和激电测深法。音频大地电场法可快速确定构造带的平面位置,而激电测深法的视电阻率、极化率和半衰时等综合参数可以了解断层之破碎、裂隙发育富水段。当受地形条件限制时,激电测深法难以开展工作,可采用EH-4电导率成像系统了解构造裂隙带的空间分布特征及其富水性。当覆盖层厚度大于30m时,音频大地电场法异常强度较弱,应选择联合剖面法确定构造带的平面位置。
(5)埋藏型岩溶水。深埋岩溶水物探勘查的目的是了解灰岩界面埋深和岩溶发育情况。灰岩与上覆地层间电性特征、弹性参数差异较大,岩溶发育受深部构造控制,呈低阻反映且弹性参数不连续。地震技术可较为准确了解灰岩界面埋深和断层空间分布特征;电磁测深法以反映地层结构、岩溶发育程度为主;直流电测深主要用于普查阶段。目前,几种方法的有效配合在宁南深埋岩溶水勘查中取得了新进展。
深埋岩溶水地球物理勘查技术面临的几个问题是:地下水水位埋藏较深且变化大,水位埋深的确定仍有难度;深埋的古生界碳酸盐岩溶地下水受构造控制,分布不均匀,难以确定地下水矿化度,其实,浅层构造裂隙水勘查也存在类似的问题;当灰岩上覆碎屑岩时,了解岩溶的发育程度有一定的困难。
深埋岩溶水地球物理勘查技术面临的几个问题是:地下水水位埋藏较深且变化大,水位埋深的确定仍有难度;深埋的古生界碳酸盐岩溶地下水受构造控制,分布不均匀,难以确定地下水矿化度,其实,浅层构造裂隙水勘查也存在类似的问题;当灰岩上覆碎屑岩时,对岩溶发育程度的认识有一定的困难。
3.3.4 基岩构造裂隙水
该类地下水赋存介质为火成岩或前震旦变质岩,基岩裸露或盖层较薄,岩石风化裂隙不发育,地下水资源缺乏。地下水主要赋存于构造裂隙带中。
物探勘查技术与碳酸盐岩构造裂隙岩溶水类同。对于勘查难度较大的地区,核磁共振技术可用来区分断层泥或富水程度。
3.4 钻探法
钻探法是一种投资大、风险高,但在浅层地热能勘查和评价中不可缺少的重要方法,也是查明浅层地热能分布和储存条件的基本手段,是浅层地热能勘查的重要环节。钻探主要应用于浅层地热能详查和勘探阶段,其目的是验证过去工作所圈定的范围是否正确,并查明地下水的埋藏条件、运动规律、水温、水量、水位水质等水文地质情况。目前我国钻探施工技术日臻成熟。
4 浅层地热能开发成井工艺
在浅层地热能钻井施工中,钻井是基础,完井是关键,二者统一于施工的全过程。钻井到达目的层并不意味着热源井的完成,完井工艺的优劣决定地热井的好坏。
4.1 完井工艺流程选择
根据井身结构的不同,目的层的层位决定了完井的施工工艺,按目前施工的热源井基本分为两大类型,一种是松散地层,即第四系地层、风化层及断层破碎带;一种为基岩目的层热源井,如奥陶系、寒武系、青白口系、蓟县系的雾迷山组。由于目的层不同完井工艺也不一样。
4.1.1 松散地层完井工艺
松散地层完井都要下过滤器,所以完井工艺比较复杂,基本工艺如下:
钻井结束→换浆→物探测井→通井→破壁→换浆→下管→止水→填砾→洗井→抽水试验(获取水文地质资料)→交井。
钻井结束后,为了保证测井工作的顺利完成,要进行换浆,将井下泥浆的性能进行调整(但要保证井壁的稳定),调整的项目主要是黏度、密度、含砂量等指标,目的是为了保证测井工作的顺利完成。测井工作要依据地质设计的技术要求逐项进行测试,依据测井解释资料以及录井的实际资料,来决定滤水管的下入深度和缠丝间距以及止水的位置。测井工作结束后,要再次下钻通井,并同时下入破裂器,进行破壁,待通井并破壁后再下入过滤器。
在滤水管顶部20~30m进行水泥固井,将滤水管上部地层全部用水泥封固,封固长度应不少于300m。在泵室和井管重叠部位要进行固井,将其环空部位用水泥封固,保证在试压3~4MPa稳定20分钟后,才能保证其环空部位的封固质量。在各层滤水管需要止水的部位加装5mm厚的橡皮兜进行止水,橡皮兜数量每层不少于2个。
下管工作结束后,下入钻具带喷嘴,在滤水管部位上下冲洗,冲洗压力在5MPa即可,冲洗时间不低于4h。然后提出喷嘴,下入钻具连接压风机进行气水混合洗井,水清砂净后,将钻具提至泵室内再次进行气水混合洗井。最后根据洗井的水位降深再下入潜水泵进行正式抽水,测出该井的实际出水量、动静水位及降深。根据地质设计要求做抽水试验,经建设方、施工方、监理方三方验收后交井完成地热井的全部施工。
4.1.2 基岩热源井的完井工艺
基岩热源井完井基本是裸眼完井,完井工艺相对较简单。按设计的井深结构和深度完井后进行换浆工作将井内泥浆换止20s以下,即可进行测井。测井工作结束后,将钻具下至目的层底部进行气水混合洗井,水清砂净后,下入深井泵进行抽水,测出该井的实际出水量及水位和单位涌水量后,进行交井工作。
4.2 完井后的探孔
无论是哪类热源井,全部工作结束后,都要进行探孔工作。松散层热源井探井后,沉淀管内的沉砂不能超过沉淀管的1/3,如大于1/3应将沉淀管内砂子捞出。松散层热源井最下部的沉淀管不应少于20m。
基岩热源井完井后探孔要求:井底沉淀物不能超过含水层(目的层)的长度的1%,如达不到上述标准,应重新进行排砂工作直至满足要求后交井。
4.3 酸化洗井
在基岩热源井施工中,如目的层裂隙较小或岩屑堵塞出水道,应采用酸化压裂办法进行处理。
在热源井施工中酸化采用的盐酸浓度与地层的岩屑进行采样做室内试验,来决定酸化的盐酸的浓度。一般应采用的浓度为15%~18%。
酸化压裂的办法:先向井内注入裸眼段容积的盐酸,然后下入封隔器(封隔器的尺寸要能封闭上部套管)进行压裂。根据井深不同采用的压力不同。压力最小也不能小于15MPa,这样压力才能使酸化的效果较好。
5 浅层地热能开发存在问题
浅层地热能(包括地下水、土壤或地表水)借助地源热泵技术既可供热又可制冷的高效节能空调系统,以其独有的优点,近几年在国内得到迅速发展。随着我国能源结构政策的调整,我国以燃煤锅炉采暖和空气源热泵供冷的传统形式会被更加高效的地源热泵所取代。随着地源热泵技术的研究和发展,作为一种利用可再生能源的空调系统,具有节能和环保的双重效益,它必将成为21世纪最普遍最有效的供热供冷技术。
但从总体上看,中国地源热泵的发展还不够规范,基础研究上还有待进一步完善,相关专业标准有待制定,行业之间缺少必要的合作交流,这些因素都或多或少影响着这项技术的推广。
我国浅层地热能勘查开发方面主要存在的问题有国家对全国浅层地热能的统一管理工作薄弱;全国地热资源勘查评价程度偏低;地热资源开发利用水平低;地热资源勘查开发技术研究有待加强;一些地区热源井过于集中、开采过量等。另外,地热能开发所引起的环境问题也相继出现,主要表现在热源尾水除极少量回灌以外,大部分则通过城市排水系统流入附近的河流和湿地。对于就地排放的热源尾水,从水质和温度上要确保排放时不会污染周围的水体、土壤或引起热污染等。因此,要密切关注水化学动态趋势,进行跟踪研究,以便及时发现问题及时解决。
利用管井灌采地下水还存在以下问题:①采灌井的井身结构不合理,大多数采灌井仍沿用开采井的单滤水管的结构,有的井身管材采用水泥管,影响井的寿命。②采灌井的地面装置不科学,井口及泵管系统均没有密封,回灌过程易造成气相堵塞,时间长会使管井报废。③大部分地区的采灌对井,或采或灌只有单一性能,冬、夏两季长期如此,会使单纯的回灌井形成物理和生物化学堵塞,导致造成回灌井报废。④合理利用地下水资源。取用合宜的地下水,必须再次回灌地下,严格控制回灌水质,杜绝水资源的浪费或污染。⑤地下水源热泵冷热水机组的合理设计与选用,提高能源效率。
6 建议及对策
利用地源热泵开发浅层地热能的技术和资源条件已基本具备,热泵的最高效率和高度环保更赢得了世界的青睐,因此,热泵技术和产业正在全世界得到快速发展。我国也已具备相应的发展条件,发展前景非常看好。
(1)注意非地热异常区的地热资源勘查与开发,拓宽了地热资源开发利用的范围。地热资源分布面广,在深部有强渗透储层分布的条件下,按地热增温率计算,在一定深度内都有可能获得所期望的地热资源,随着勘探技术的进步,目前钻3000~4000m的地热深井已不是难题,这就使地热资源的开发有了新的思路,不局限在地热异常区或分布在较浅的部位,尤其是在一些大型沉积盆地区和有经济基础的城镇,开始了进行地热资源开发的探索,有的已取得了成功,如石家庄、鹤壁等地。
(2)油田地区地热资源开发受到了普遍的关注。沉积盆地的油田地区实际上也是地热资源广泛分布的地区,相当一部分有水无油的石油勘探井可以改造为地热开采井,油田开采后期水多油气少,转为以开采地热资源为主,可同时开发地热和剩余油气资源,对油田地区的经济发展和产业调整十分有益,这点已引起了石油界同行普遍关注,并已在华北、华东、大庆等地进行了试点,取得了很好的效果。
(3)重视地热资源的综合利用与梯级利用,提高地热资源的利用率和经济效益。对地热资源的开发利用已由初期的一次性利用向综合与梯级利用方向转化,用于供热采暖的地热水往往采取先采暖后供热和环境用水或依据建筑物对温度的不同要求实行梯级采暖,或利用热泵技术将一次采暖后的尾水,利用热泵进行热能转换作二次利用等方式,提高了地热资源的利用率和技术含量。地热资源在用于农业温室种植方面,也在考虑利用不同作物对温度要求的不同,实行温度的梯级合理配置,如北京小汤山地区的现代农业园。
(4)重视采灌结合,维持地热资源的可持续利用。在一些早期开发地热的地区,如北京、天津、福州、西安等地,地热水水头已有较明显的下降,在一定程度上影响到资源的进一步开发和持续利用,联系国内外开发地热的经验,地热回灌已成为维持地热资源可持续利用和提高热田地热资源采取率的共识,这些地区早期开发地热资源的地区,除了开采回灌试验研究外,已将采灌结合列入了对热田进一步开采的重要管理内容。
(5)推进规模化开发,使地热资源的配置趋于合理,提高开发利用的整体经济效益。这是与地热资源的特点、采灌结合开采方式的需要、经济规模化和大型化的发展形势分不开的。随着经济发展大型企业的涌现和地热采灌结合的实施,实际将限制小型的只采不灌的单位对地热资源的开发,而鼓励资源条件好、有经济条件实行规模化开采并可实行采灌结合的单位开发地热资源,这将是一个必然的趋势。
(6)制定统一开发规划,实行统一开发。开发地热是以开发其以水为载体的地热流体资源或地热水资源,由于其流动特性,在同一热田或在分布广泛的同一热储层内开采地热水资源时,开采井之间的相互干扰是不可避免的,为了合理开发与保护地热资源,减少以致避免盲目开采问题,应在查清可采地热资源条件下,制定统一的开发规划,实行统一开发和管理。对此,早期开发地热资源的北京、天津、福州等地已注意到了这个问题,较早制定了地区的地热资源开发规划,推进对地热资源的有序开发。
(7)地热开地利用中控制技术的应用。主要是对地热开采井产量、水量配置、地热尾水的排放温度按供求的实际需要进行控制;对地热水井产量、井内水位(头)变化、水温等实行自动监测传输等。在北京、天津等地新开发地热资源的单位应用自控技术已较普遍。
(8)强化管理。加强行政立法、制定相关的技术标准,对地热的开发利用实行规范化管理和法制管理。
④ 地热管无故漏水谁来负责,付诸法律如何应对~!
地热管无故漏水构成侵权,应当由造成漏水的过错人承担过错责任,找出漏水原因是管道质量问题、装修问题、物业问题后再找相应的所有人或管理人承担恢复原状、赔偿损失的责任。
《侵权责任法》第6条行为人因过错侵害他人民事权益,应当承担侵权责任。
根据法律规定推定行为人有过错,行为人不能证明自己没有过错的,应当承担侵权责任。
(4)地热立法扩展阅读:
侵权行为,是指侵犯他人的人身财产或知识产权,依法应承担民事责任的违法行为。侵权行为发生后,在侵害人与受害人之间就产生了特定的民事权利义务关系,即受害人有权要求侵权人赔偿损失。
无论英美法还是大陆法国家的立法(判例) 都有侵权行为法律规范的规定,这些规定不仅为司法实践中法院审理侵权案件提供了指导和准则, 也为我们研究侵权行为的概念提供了依据。
但它毕竟是一些法律规范, 并非是对侵权行为概念的界定。因此, 研究侵权行为的概念, 仍是我们学者的任务。总结中外学者关于侵权行为概念的研究成果, 大致有三种学说:
过错说
持这种学说的学者主要强调侵权行为的过错性。如日本民法通说认为:“故意或者过失构成侵权行为的要件, 这里的所谓过失, 是指尽管能够预见某行为的结果而没有预见, 因而未能避免结果发生的情况。”
王利明教授认为:“侵权行为就是指行为人由于过错侵害他人的人身和财产并造成损害, 违反法定义务, 依法应承担民事责任的行为。”
不法行为说
该说认为侵权行为是对法定义务的违反。中国已故民法专家佟柔将侵权行为概念为:“是行为人不法侵害他人的财产权利或者人身权利的行为。”刘凯湘教授也认为“侵权行为一般是指行为人不法侵害他人人身权利和财产权利,依法应承担民事责任的行为。”
赔偿责任说
该说主要从侵权行为造成的后果去界定。中国学者张俊浩教授认为:“损害事实的有无, 是认定侵权行为的逻辑起点。”中国台湾学者郑玉波先生认为, “侵权行为者乃因故意或过失不法侵害他人之权利或利益, 而应负损害赔偿责任之行为也”
存在问题
分析以上学说, 可看出对侵权行为概念的研究存在着三个问题:
1、从不同的角度用不同的标准对侵权行为概念进行界定。一是从行为本身的性质出发, 得出侵权行为是违法行为或过错责任行为;
二是从行为所侵害的客体出发, 得出侵权行为是侵害他人合法权益的行为; 三是从行为侵害民事权利的后果出发, 得出侵权行为是一种承担赔偿责任的行为。由于缺乏一个共同标准, 因此, 学界对侵权行为的构成要件, 分歧极大:
日本学者认为一般侵权行为成立必须具备四个要件:
(1) 故意、过失的存在;
(2) 违法性的存在;
(3) 损害的发生;
(4) 损害与违法行为之间的因果关系; 法国学者认为必须有过错、损害事实和因果关系三个要件; 德国学者认为有过错, 行为的不法性, 损害事实和因果关系四个要件;
中国更是学说林立。
有将侵权行为构成要件概括为6个:
其中客观要件四个:须是侵害他人的权利; 须有损害的发生; 行为须是违法; 在损害他人权利的行为与损害之间有因果关系;
主观要件两个:行为人须有侵权行为能力, 行为人须有故意或过失; 有五个要件:
(1) 须有损害存在——损害要件;
(2) 须损害系被控行为所致——因果关系要件;
(3) 须加害行为违法——违法性要件;
(4) 须行为之际有过失——过失要件;
( 5) 须加害人有责任能力——责任能力要件;有四个要件的:损害; 行为的违法性; 损害事实与违法行为之间有因果关系; 行为人主观上有过错; (686~690)
有三个要件的:
(1) 侵权行为是侵害他人合法权益的行为;
(2) 侵权行为是行为人基于过错而实施的非法行为, 在特定情况下, 行为人没有过错的行为也可以构成侵权行为;
(3) 侵权行为是应当承担民事责任的行为。
也有两个要件的:(1) 侵权行为是侵害他人财产权和人身权的行为; (2) 侵权行为是承担民事责任的依据。
2、在界定侵权行为概念时, 没有严格地将侵权行为与其他相关概念分开, 存在着概念混淆的现象。较为普遍的是将侵权行为与侵权责任相混淆; 将侵权行为与侵权的归责原则相混淆。
没能形成一个包容所有侵权行为的属概念。概念有“属”与“种”之分。属概念反映某类事物的共同性, 种概念反映该类事物中的每一个别事物的特殊性。种概念包括在属概念之中。
3、侵权行为作为属概念, 应当反映各类侵权行为的共同本质属性。它既能包含所有形形色色的侵权行为, 使人们根据这一概念, 能够判断、识别什么是侵权行为; 还要求它能够将侵权行为与其他概念区别开来。
在现有的侵权行为概念中, 所谓的违法行为说, 过错行为说(甚至还有过错说) , 赔偿责任说, 这些学说中所称的“违法”、“过错”、“赔偿”等, 它们之间谁也不能包容谁, 属于并列关系, 形不成属概念。
概念应当反映事物的本质, 能够成为区别一事物与它事物的判断依据, 而现有的侵权行为概念很难做到这一点 。
⑤ 地热喷泉是怎样形成的
地球内部的热可简称为地热.火山是最猛烈的地热显示,温泉是最常见的地热露头,它们都易人们所感知.它们都证实地球内部热量的外释,但是地球内部大部分热量则是通过岩石的传导作用传输到地球表面的,所传感的热量称大地热流量.可是生活在地球表面的人们对它们并不感知,只感到太阳辐射所带来的温暖,因为大地热流量的平均能量流量为63mW/m2,与太阳的辐射热流量的平均能量为146 W/m2相比,相差2300倍.只有古代的矿工,深入到地下坑道,每下降100米增温达3℃,他们才真正感受到大地热流的威力.
原地矿部在矿产资源法实施细则的立法解释中对地热概念做了明确解释:地热是指地壳内岩石和流体中(液、气相)能被经济合理地开发出来的热能,共分为蒸气型、热水型、地压型、干热型和岩浆型5种类型.热水型地热即地下热水,是地热资源的一种.