浅层地热能是在太阳能照射和地心热产生的大地热流的综合作用下,存在于地壳下近表层数百米内的恒温层中的土壤、砂岩和地下水里的低温地热能。浅层地热能是一种清洁的可再生资源,其开发利用对于节能减排、保护环境具有重要作用。据此回答1—3题。1、浅层地热能存在的内部圈层是[   ]
A.地壳
B.地幔
C.地核
D.软流层

2、浅层地热能的主要来源最可能是[   ]
A.太阳辐射
B.地面辐射
C.大气辐射
D.地球内部

3、对浅层地热能开发利用的叙述,正确的是[   ]
A.浅层地热能太分散,根本不可开发利用
B.浅层地热能属可再生能源,可循环开发利用
C.浅层地热能分布普遍,目前人们已普遍使用
D.浅层地热能虽可开发,但由于技术要求高,目前仍处于论证阶段,还未开发利用

　　

　　正确答案

浅层地温能不是传统意义上的地热能。地热能是指地球内部的热能。地球热源分为外部热源和内部热源。地球外部热源主要包括太阳辐射热、潮汐摩擦热和其他外部热源，太阳辐射热控制着大气层、水圈、生物圈及岩石圈发生的各种生物、化学及其他作用，地球表面及近地表处的温度场，主要取决于太阳辐射热和内热的均衡；潮汐摩擦热又称潮汐摩擦能，它也是全球热源中的一种经常起作用的全球性能源，据M.托普扎尔（1960）估算，每年产生的热能量为5×1018cal。地球内部热源主要由放射性衰变热、地球转动热以及外成-生物作用释放的热能。放射性衰变热是地球内部岩石和矿物中具有足够丰度、生热率较高、半衰期与地球年龄相当的放射性元素衰变时产生的巨大能量，它构成了地球的主要热源；地球转动热是由于地球及其外壳物质密度的不均匀分布和地球自转时角速度的变化，引起岩层水平位移和挤压而产生的机械能，地球转动热在地球内部热源中居于次要地位；外成-生物作用产生的热量一般称化学反应热和化学能，是地球中经常起作用的热源。
地球内部生成和储存的巨大能量，是推动地球发展的内在动力。地球内部热源和外部热源的共同作用，形成了近地表现今热分布状态。
《地热资源地质勘查规范》（GB11615—89），地热资源是指在我国当前技术经济条件下，地壳内可供开发利用的地热能、地热流体及其有用组分。浅层地温能是以广义的地热资源概念为基础。人们所谓的地热主要从自然出露的温泉、地球的火山活动的现象中开始的，习惯上称储存于地下岩石和岩石孔隙裂隙中的天然热能，把储存于地下、具有一定质量（品级）和数量、可供开发利用的那部分热能称为地热资源。依据地热资源开发利用的发展变化，广义的地热资源包括：
（1）变温层中的地温资源：位于地下表层，深度一般小于30m（因地而异），地热来自地球深部的热传导和太阳光的辐射，温度受年气温变化的影响，低于当地年平均气温，可通过水热交换方式利用其部分低品位地热（温）资源用于供暖或空调。
（2）浅层地热资源：位于常温层之下、较经济的开采深度一般小于200m的低品位地热资源，地热主要来自地球深部的热传导，温度略高于当地年平均气温2℃～3℃，比较恒定，储存于地下岩石（土层）和岩石裂隙或土层孔隙的水体中，可通过水热交换方式利用其部分低品位地热资源用于供暖或空调。
（3）地热异常区及深部热储中的地热资源：即分布于地热异常区（一般为天然温泉出露区）及隐伏于地下深部热储中具有开采经济价值的高品位地热资源。地热来自地球深部的热传导和热对流，储存于地下岩石（土层）和岩石裂隙或土层孔隙的水体中，温度随深度或靠近地热异常区增加，且大于25℃，可利用的地热资源目前主要限于深度小于4000m的资源，通过钻井直接开采地下热水予以利用。
浅层地温能是存在于传统地热盖层中的低温传导热，传统地热是指热储层中品位较高可以直接利用的对流热。
尽管浅层地温能资源的应用现在已开辟了一个大好的局面，但对浅层地温能理论的研究仍存在很大的争议，就目前来说主要有两大学术派别。一种观点认为根据地球大气温度、地温全年恒定的事实可以从理论上证明，地球吸收太阳能最终仍旧以红外长波的形式全部辐射到宇宙；太阳能只影响岩土层的变温带，深度只有30m左右。0～200m地下岩土恒温层是地心热耗散流动过程中造成的温度场，在岩土层中提取的热量是其蓄热，而绝非是再生迅速、取之不竭、用之不尽的太阳能。所以叫浅层地温能是不实的。
另一种观点认为浅层地温能属于既可恢复又可再生是取之不尽用之不竭的低温能源，它是在太阳能照射和地心热产生的大地热流的综合作用下，存在于地下近表层数百米内的恒温带中的土壤、砂岩和地下水里的低温地热能。不是传统概念的深层地热，是地热可再生能源家族中的新成员，它不属于地心热的范畴，是太阳能的另一种表现形式，广泛地存在于大地表层中。
针对以上两种观点，作者认为浅层地温能是蕴藏在浅层岩土体和地下水中的低温地热资源。地热能的来源分为两个途径，一个是来自地球外部，在地表以下约15～20m的范围内，由于受太阳辐射的影响，其温度有着昼夜、年份、世纪、甚至更长的周期性变化，称之为“外热”；一个是来自地球内部，在地表以下，太阳辐射的影响逐渐减弱，在达到一定的深度时，这种影响基本消失，此时太阳辐射与地球内热之间的影响达到平衡状态，温度的年变化幅度接近于零，称之为“恒温带”。恒温带很薄，其厚度一般为10～20m，并随温度而异。恒温带在某种程度上反映地壳浅层地温场的状况，同时也是评价和预测地壳深部地温的基本参数。在恒温带以下，地温场完全由地球内热所控制，地温随深度的增加而增高，其热量的主要来源是地球内部的热能。该层称为“增温带”（图1-1）。
图1-1　变温带、恒温带和增温带的关系
从图1-1中可以看出，在中纬度地区变温带是指地壳的表层大约15m以上的部分，温度变化的幅度随着受太阳辐射的影响而呈现出明显的季节性变化特点e5a48de588b6e79fa5e9819331333433616232，在冬季由于地表温度的降低，近地表的变温带温度呈正梯度，越靠近地表，温度越低；而在夏季，受太阳辐射的影响，浅部温度垂向上呈负梯度，越靠近地表，温度越高，热流向下传导。由于岩土体的热导率很小，太阳辐射的周期性，虽然太阳辐射的能量巨大，但是不能达到地壳的深部。在深度为30～100m的范围内，温度的变化为2℃，属正常增温。
从前面的论述中，我们可以看出浅层地温能是蕴藏在地壳浅部变温层以下一定深度范围内（一般小于200m）岩土体和地下水中、受太阳辐射的程度较小、温度相对稳定（一般恒定在10℃～25℃之间）、在当前技术条件下具备开发利用价值的低温地热资源。浅层地温能分布广泛，可迅速再生，循环利用。因此，不同地方，冬季、夏季，利用此相对恒定温度的低温热能可就地取材，比较方便。

　　

　　解析同上

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（编辑：广东华图）