西安地区位于渭河盆地东部，新生界沉积厚度为7000 m，构成了良好的地热地质条件。热流体为单相热水，水温一般在40～85℃，为中低温热水型地热区，受区域构造控制，是以传导方式为主的地热系统。西安市地热资源涉及范围西起氵皂 河、东至灞河，北临渭河，南部以临潼-长安断裂为界，面积约466.6 km²；热储深度为2500 m以内，主要是1800 m以内的热储层段。地热资源丰富，其分布范围面积达440平方公里。该区具有良好的地温场背景，大地热流平均值为7.88×10^-2 W/m²，高于全球(6.11×10^-2 W/m²)大地热流平均值。在1000 m深处地温一般为52℃左右，2000 m深处一般在83℃左右，地温梯度一般为0.03～0.035 ℃/m，埋深超过2000 m时，地温梯度明显增高，达0.035～0.05 ℃/m，最高可达0.086 ℃/m。

根据2015年中国地质调查局地热资源调查，西安市城郊区466.6 km²，2500 m深度以内热储层的地热总资源量为2.108×10¹⁹ J，折合标准煤7.18×10⁸ t，热水井温40℃~104℃。地下热水可开采总量为5.31×10⁸ m³；其中第一热储层段为2.86×10⁸ m³；第二热储层段为0.88×10⁸ m³；第三热储层段为1.26×10⁸ m³；第四热储层段为0.31×10⁸ m³。西安地区的热水井分布在西安城郊区、咸阳市区、长安区和临潼区。其中，以西安城郊区最多。城郊区热水开采量已超过300×10⁴ m³，占全地区采水量的60％左右。热水井的深度多在1200～4000 m，开采800～1500 m（第二热储层）、1250～2500 m（第三热储层）和1900～2850 m（第四热储层）等三个层位的热水，特别是水量丰富、水温较高的第三热储层中的热水。最深的井在西安城区，开采深度在3000～4000 m。热水井的水温多在52～113℃。

西安地区开发利用地热水始于1973年，1994年后地热水开发利用渐入高潮，许多企事业单位先后钻凿地热水井开展了采暖、洗浴、理疗、养殖等利用项目。2002年6月，市政府在机构改革时按照“精简、同一、效能”的原则将地热水、矿泉水管理职能划由市水务局负责。据统计，到目前为止，全市共有各类地热水井208眼，其中市区（初六区）建成地热水井110余眼，其中报废井40眼，未运行的有10眼，正在开采运行的有60余眼，年开采量约500万立方米，其分布及使用方面见表2-7。这些热水井中，既有企事业单位投资开发用于生产生活，也有个人投资用于商业用途的。同时，这些热水井的分布相对集中，西安市的南部郊区和东部郊区明显多于城市的西部和北部地区。不仅如此，这些热水井中抽取热水的层段也比较集中，主要集中在1600～2000 m，2300～3200 m这个深度。

表 27截至2012年西安市地热井开采层段及利用现状

1）开采井数与开采量

根据省地质环境监测总站金海峰等人在《地球科学与环境学报》上发表的《西安地下热水开采现状与合理开发利用探讨》一文，1999~2000年城区地热水井每年开采量均超过300万m³，2004年已达320~350万m³，2011年已达420余万m³，年平均增长率为16.8%。2011年以后，西安市区地热水井以每年2~3眼的速率增长，预测2016年城区地热水开采量已经达到500万m³。城区历年地热水井开采量详见图3-10。

图210西安城区地热水井开采水量示意图

统计资料表明，西安市区内地热井数及开采总量呈逐年增加趋势，年均单井开采量由不足3.5万m³增大到约6~8万m³，也呈逐年增加的趋势。

2）取水用途

据地热水的利用调查，现阶段西安地区地热水主要用于洗浴、采暖、娱乐休闲、渔业养殖、农业种植和精密仪器加工。其中，洗浴和采暖用量占据地热水总量的70%，娱乐休闲占地热水总量的15%，渔业和农业占总量的10%，工业用量不到5%。在全市运行的热水井中，用于旅游、康乐、洗浴、理疗的地热水井约占87%，用于供暖兼洗浴的地热水井占13%；按行业分，小型洗浴占37%，房地产占28%，宾馆疗养业占26%。

图211西安地热水井用途及各行业使用比例

3）水位变化趋势

根据陕西省人民政府与国土资源部合作开展的《陕西省关中盆地地热资源调查评价》项目，对全省地热资源进行普查。相关数据表明，西安一带的地热资源在关中地区乃至全省均处于领先地位。西安各热储开采层段水位整体呈持续下降趋势。据多年动态观测资料，各地热井自成井到2016年间，地热水水位累计下降30.2~321.6 m，年平均下降1.59~25.96 m。白鹿塬组热储层的水位年均下降幅度最大，为22.74 m/a；高陵群次之，为11.83 m/a；蓝田灞河组再次，为7.84 m/a；张家坡组最小，为4.05 m/a。

4）目前开发过程中存在的问题

西安地区各开采单位虽然多数以单井形式开采地热水但在整个城郊范围，尤其是南郊，已形成一定的开采井网密度，且大多数处在同一开采层段，井间具有一定的连通性。长期过量开采，很可能会导致深部岩层压力下降，原先饱和状态下对上部或上覆岩层的顶托作用(力)减弱，使地层压缩、致密而造成或加剧地面沉降。目前，西安地区的热能开发利用的过程中导致地下水位下降加快主要问题有：

（1）地热水井分布不均

地热井分布不均，井位相对集中，缺少分层开采。开发较为集中的城区东南郊地热田的地热水位持续下降，形成较大面积降落漏斗，地热水储层压力降低，地热井出水能力减小，缩短了开采寿命。

（2）地热水综合开发和梯级利用程度较低

据统计，目前西安地区的地热水主要用于洗浴取暖、渔业和休闲娱乐，三项累计使用地热水量占地热水开采总量的95%。但是，这三项产业行业利用地热水的主要方式多属于“单项利用”或“直接利用”，甚至其中85%的地热水属于一次性使用。如渔业养殖，其具体的使用方式是直接利用或勾兑地表水降温后使用，待冷却后又随即被直接排放。特别是地热能供暖单位，目前仍采用直供直排的利用方式，采暖后弃水仍可达35℃以上，尾水白白排放，其利用改造又因体制、资金、场地限制等方面的原因难于实施，造成资源的综合利用率低。总之，西安地区的地热水利用方式仍属于粗放式利用模式，这种模式既制约了地热水资源的综合效益发挥，也存在着严重的浪费。

（3）过度抽取地热水

据监测，西安地区近年来很多地方都出现了明显的地裂缝和地面沉降，相关的研究结果表明，过度抽取地热水是导致这些环境地质问题的主要原因。由于长期过度开采地热水且没有有效的回灌，西安地区的地热水水位埋深逐年下降，第三系半固结岩层的热储层内热水处于半饱和状态，深部岩层压力的下降使其对上部或上覆岩层的顶托作用减弱进而导致了地面沉降和地裂缝。

与此同时，西安地区的地热水井密集分布，开采层段集中致使局部地区的地热井相互贯通，这种状况进而加剧了西安地区的地面沉降。自上世纪 80 年代以来，西安城区已在第四军医大学、西光厂、南郊八里村、测绘学院等地域形成地下热水降落漏斗区。不仅如此，西安地区地热水的过度开采还引起区内的地震活动性增强。根据陕西省地震台网统计记录，西安及其邻近地区自 1990 年之后，每年可记录的地震活动次数比以前明显增加。进一步的研究发现，西安地区的这一变化恰恰和区内大幅度开采地热水资源有直接关系。

（4）地热水尾水造成污染

据统计，目前，西安地区95%的地热水尾水未经过任何处理而直接排入城市的污水管网或者河道。直接排放地热水尾水对自然环境与河流生态带来了很大的负面影响。例如，西安地区的地热尾水中含有 H₂S、CO₂、NH₃以及放射性元素Ra，Ru，U，Th等，直接排放地热水尾水无疑会给自然环境带来很多负面影响；再者，西安地区地热水中的偏硼酸(HBO₂)、溶解性固体和盐的含量都比较高，其矿化度、总硬度也远超过了饮用水、灌溉水的水质标准，利用地热尾水浇灌造成了土壤板结和盐碱化；其三，西安地区的地热水尾水排放时温度大都在40℃~50℃，高温排放致使排放区域细菌及各种微生物大量繁殖，进而影响到西安周边地表水的水质，甚至还会进而影响到饮用水源的安全。西安地区地热水中氟、溴、碘、硼、硅、砷通常可达到医疗价值浓度，具有较高的医疗价值。但当含这些成分较高的尾水排入市政管网或地表水体时，会造成地表水污染。氟含量已达到10 mg/L以上（允许排放浓度10 mg/L），而西安地区2500 m以深的地热井砷含量一般会超过0.5 mg/L（允许排放浓度0.5 mg/L）。此外，供暖项目排放的地热尾水温度较高，易形成热污染，难以达到市政管网和地表水的排放标准。

（5）地热水回灌问题

地热水回灌技术缺乏突破性进展。目前，国内外一些地区已开始对地热水进行人工回灌，但由于西安地热储层埋藏较深、结构致密以及回灌水源等多方面问题，回灌量小，回灌技术缺乏研究，尚未有突破性进展。

（6）地热水动态监测问题

地热井动态监测是一项工作量巨大、繁琐而又细致的工作，但又是对地热田进行科学管理至关重要、必不可少的工作，在目前远程自动监控系统未建立起来之前，还需投入相当的人力到现场监测，以保持数据的真实性和连续性。

因此，针对当前西安市地热资源开发利用现状，对其进行科学评估与利用，防止地热资源因过度开发利用而导致资源耗竭十分必要。