中国的地热能资源丰富,20世纪70年代以来,农业上利用地热能发展较快,已有20多个省(自治区)开展了这项工作,一般用于温室种植、养鱼、孵化禽类,以及灌溉、农副产品的加工等方面。世界各国对地热能的开发利用也较重视,除用于发电外,较多的用于农业生产与生活。地热温室有两种形式:一种是直接在有地热源的地面上建温室。
中国的地热能资源丰富,20世纪70年代以来,农业上利用地热能发展较快,已有20多个省(自治区)开展了这项工作,一般用于温室种植、养鱼、孵化禽类,以及灌溉、农副产品的加工等方面。世界各国对地热能的开发利用也较重视,除用于发电外,较多的用于农业生产与生活。
有两种形式:一种是直接在有地热源的地面上建温室。这种温室不需要地下加温,在10~20厘米深处的地温可达20~25℃,适宜种植蔬菜和养鱼。另一种是利用地热水作为介质对温室进行加热,用以种植蔬菜或花卉,中国多采用此种形式。
图1 单屋面塑料薄膜地热温室剖面图
图2 单屋面塑料薄膜地热温室平面图
地热温室的结构与一般温室大致相同,有双屋面或单屋面的玻璃温室和单屋面塑料薄膜温室,后一种地热温室造价低,保温性好,操作方便,其结构剖面如图1和图2所示。
地热温室的地下加温应满足以下技术要求:
附表
地热温室在使用过程中宜注意以下问题:①由于土壤吸热慢,放热也慢,温室的地温调节不能过快、过猛,一旦超温就很难降下来;②地热水腐蚀管道严重,尤其与空气接触部位氧化加快腐蚀,因此,发现有热水滴漏要尽快维修;③尾水排放宜远离温室,不宜采用土渠排放,以免造成垂直渗透污染地下冷水层或污染土壤,使土壤板结;④地热温室在使用过程中,要对地热水的水温、流量、压力等进行长期观测。
温度适宜的地热水可直接用于养鱼,水温很高的地热水可通过热交换器间接地为鱼池水加温。利用地热水主要是进行亲鱼(即能进行繁殖的雌、雄成鱼)、鱼种越冬养殖。中国利用地热水养殖的鱼种有罗非鱼、鳗鱼、四大家鱼(草、青、鲢、鳙)、胡子鲶、罗氏沼虾、对虾、甲鱼、白鲳及观赏鱼,其中利用地热越冬养殖罗非鱼发展较快,经济效益明显。利用地热进行越冬养殖可以打破休眠期,进行高密度养殖,达到速生高产的目的。应当注意的是,利用地热越冬养鱼,其水质、水温、棚温、光照、水的溶解氧等都必须满足要求。
利用地热水作为孵化箱(室)热源,孵化鸡、鸭、鹅、孔雀等禽类。中国福建省农业科学院地热农业利用研究所研制了D-801半自动地热孵化箱和D-802全自动地热孵化箱,采用多面供热,交叉对流,取消鼓风机,使箱内温度均匀,温差小于±0.28℃,孵化率可达90%以上。它由自动节流调温、自动进(排)气、自动定时翻蛋、自动报警四个部分组成。除了有容蛋千枚的地热孵化箱外,还有带鼓风装置的万枚地热孵化箱(室)和地热简易的孵化室。
地热孵化的优点:①结构简单,造价低(同规模的地热孵化箱比电热孵化箱低25%),维修容易;②节约电能,劳动强度低,管理方便;③孵化过程无噪音,温差小而稳定,雏鸡出壳后在箱内温暖的环境下有利于生长发育,所以成活率高;④消除了电辐射热的不良刺激,鸡的胚胎发育处于接近母鸡的孵化状态,雏鸡品质好,抗病能力强,增重快。
地热水通过“水-气”热交换,可烘干各种物料,如木材、农产品、药材、纺织品等。地热水烘干香菇装置(图3),利用热交换器加热空气;从而降低了空气的相对湿度,再用风机把干热空气送入烘道对物料进行烘干。
图3 地热水烘干平面示意图
有的地热水含有利于农作物生长的化学元素(如钾、钙、硫等),并符合“农田灌溉水质标准”,可以进行农田灌溉加温,起到防治病虫害、增加肥效、缩短作物生长期、促进增产的作用。中国云南省的热泉出露地区,农田不施用钾肥,因地热水中钾的含量比冷水(包括地表水和浅层地下水)高1至20倍,可增产粮食约1倍。
地热在农业方面还可用于为沼气池加温,为牲畜洗浴。
在轻纺工业(染织、洗涤、染色、缫丝)、食品加工业(屠宰、酿造、热矿泉水饮料)、造纸、烤胶、水泥制品加工、木材烘干、皮革加工等方面也均有应用。
利用地热须合理开发,适量开采;实行梯级利用和综合利用,避免浪费;要处理好尾水排放,避免对周围环境的热污染和产生耕地板结;地热水中有害元素要妥善处理,避免造成对动物、植物的危害;长期使用地热水要进行回灌,避免导致地层塌陷(见地热水污染、地热资源保护)。
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