安徽淺層地熱資源適宜性分區方法及指標

  分區方法

 

  首先采取關(guān)鍵因子法進(jìn)行適宜性必要條件劃分，再分別采用層次分析法及綜合指數法進(jìn)行適宜性級別的劃分。層次分析法是定性和定量相結合、系統化及層次化的分析方法，具有處理復雜決策問(wèn)題的實(shí)用性和有效性；綜合指數法即是利用層次分析法計算的權重和模糊評判法取得的數值提出經(jīng)濟效益指標的綜合評價(jià)指數。適宜性分區評價(jià)采用專(zhuān)家打分法對各層指標賦值、層次分析軟件確定各層指標權重、MapGIS軟件對各要素層繪制圖件；分區賦值并乘以權重，將各要素圖層疊加；根據圖層疊加結果進(jìn)行適宜性分區。根據層次分析法的要求，在評價(jià)體系隸屬關(guān)系的基礎上，通過(guò)調查統計和室內分析研究，采用1-9標度法，分別比較屬性層和要素層中各因素的相對重要性。對適宜性劃分影響越大的因素重要性就越大，建立比較矩陣。通過(guò)計算，檢驗比較矩陣的一致性，必要時(shí)對比較矩陣進(jìn)行調整，以達到可以接受的一致性；求出要素層各要素在目標層中的權重。

 

  地源型適宜性評價(jià)體系

 

  地源型開(kāi)發(fā)利用適宜性分區評價(jià)體系將其適宜性劃分作為層次分析的目標層，地質(zhì)水文地質(zhì)條件、施工條件、熱物性、地形地貌、地質(zhì)災害作為層次分析的屬性層，地層巖性結構、地下水徑流條件、巖土體堅硬程度、城市覆蓋率、綜合熱導率、平均比熱容、地貌形態(tài)及地質(zhì)災害易發(fā)程度作為層次分析的要素層。其中地質(zhì)災害及地形地貌為分區前提條件。

 

  評價(jià)因子的獲取

 

  ①地質(zhì)、水文地質(zhì)條件：根據松散層及其它巖性分布特征劃分不同的地層結構并以不同的賦值。地下水徑流條件主要影響淺層地熱能的熱交換效率，通過(guò)地下水位等值線(xiàn)圖和滲透系數獲??；同類(lèi)地層中地下水徑流條件越好的地區熱交換效率越高，其地下水位埋深較小，賦值較大。②施工條件：巖土堅硬程度越高，鉆探難度越大，其賦值較小。城市覆蓋率越高施工條件越差，其賦值較小，評價(jià)區分中心城區及外圍鄉村兩部分。③熱物性特征：綜合熱導率及平均比熱容值越大，越有利于地源型方式的應用，其賦值較大。④地形地貌：以地貌形態(tài)分類(lèi)，將中丘及中丘以上的地貌形態(tài)直接劃分為差適宜區。⑤環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題：以地質(zhì)災害易發(fā)程度將地質(zhì)災害高、中、低易發(fā)區分別劃分為不適宜、差適宜及一般適宜區。上述各評價(jià)因子中，地層巖性、地層結構、環(huán)境地質(zhì)條件、地貌形態(tài)是判定地源型開(kāi)發(fā)利用適宜性的關(guān)鍵因子，在滿(mǎn)足關(guān)鍵因子的前提條件下再進(jìn)行影響因素綜合分析評價(jià)。

 

  采用綜合指數法將每個(gè)網(wǎng)格上的各項賦值分別與其對應的權重相乘，而后求和得到每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)上的分值；應用MapGIS空間分析中的DTM分析進(jìn)行分區自動(dòng)處理，對圖件線(xiàn)條進(jìn)行光滑及取舍。據分值的分布情況確定適宜性分區劃分標準，分別劃分地源型方式適宜、較適宜、一般適宜、差適宜及不適宜區。

 

  地下水源型開(kāi)發(fā)利用適宜性分區

 

  將適宜性劃分作為層次分析的目標層，地下水富水性及其動(dòng)力場(chǎng)條件作為層次分析的屬性層，單井涌水量、含水層有效厚度、回灌能力、水位埋深、水位下降速率及補給模數等6個(gè)指標作為層次分析的要素層；同時(shí)考慮地面沉降等環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題及水源地保護條件，建立各屬性層與要素層判斷矩陣及確定權重。

 

  評價(jià)因子的獲取

 

  ①地下水富水性條件：由于評價(jià)區松散巖類(lèi)孔隙地下水之淺層水動(dòng)態(tài)穩定性差、基巖裂隙地下水富水性差、巖溶地下水易造成地面塌陷，作為區域性淺層地熱能調查評價(jià)的地下水源型方式不考慮此三類(lèi)地下水的開(kāi)發(fā)利用。單井涌水量越大，說(shuō)明地下水富水性越好，其賦值較大。含水層越厚，出水能力越強，其賦值較大。地下水回灌能力主要類(lèi)比回灌試驗成果并結合含水砂層厚度確定，砂體顆粒越粗、厚度越大，越有利于回灌，其賦值較大。②地下水動(dòng)力場(chǎng)條件：水位埋深越淺，越有利于取水，其賦值較大；地下水水位下降速率越大，其保證程度越低，則賦值較小。地下水資源補給模數越大，說(shuō)明該區地下水開(kāi)采能力越強，其賦值較大。

  ③環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題：對過(guò)量開(kāi)采地下水已出現地面沉降的地區，地面沉降大于500mm時(shí)，直接劃為地下水源型不適宜區；地面沉降小于500mm的，同等條件取降一個(gè)適宜性級別處理。

 

  地下水富水性、回灌能力及環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題是評價(jià)地下水源型開(kāi)發(fā)利用適宜性的關(guān)鍵因子；在滿(mǎn)足關(guān)鍵因子的前提下，采用層次分析法對各因子進(jìn)行綜合分析評價(jià)。以綜合指數法將每個(gè)網(wǎng)格上的各項賦值分別與其對應的權重相乘，而后求和，得到每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)上的分值；根據不同的分值劃分出地下水源型方式適宜、較適宜及不適宜區。

 

  地表水源型開(kāi)發(fā)利用適宜性分區

 

  地表水源型淺層地熱能開(kāi)發(fā)利用方式分開(kāi)式及閉式兩類(lèi)。根據地表水的可循環(huán)利用量、水溫、水深及水質(zhì)動(dòng)態(tài)變化等，評價(jià)地表水源型淺層地熱能開(kāi)發(fā)利用適宜性。安徽地表水體指評價(jià)區域內可利用的江、河、湖、水庫及采空塌陷積水等。

 

  分區依據

 

  ①地表水資源的穩定性、可用性及保證程度。②擬建設工程場(chǎng)地相對于地表水體的距離。

 

  評價(jià)指標

 

  ①可循環(huán)利用量：地表水體可循環(huán)利用量取近20年內枯水年枯水期容積量，單體容積量大于20×104m3。②水深：地表水體枯水年枯水期平均水深大于3m，水位動(dòng)態(tài)相對穩定。③水溫：地表水體最低月平均水溫不小于5℃，最高月平均水溫小于28℃；動(dòng)態(tài)相對穩定。對條件適宜的地區可通過(guò)傍河采取地下水，以達到取熱或取冷的效果，可完全滿(mǎn)足地表水源型。④工程距離：開(kāi)發(fā)利用建筑工程距地表水水源一般在0.5km范圍內。⑤水質(zhì)：地表水水質(zhì)符合或經(jīng)過(guò)較經(jīng)濟的處理后，可滿(mǎn)足水源熱泵機組有效運行。