论文部分内容阅读
1评价指标选取
根据《浅层地热能勘查评价规范DZ/T0225-2009》的分区要求，浅层地热能水源热泵适宜性分区主要考虑含水层单位涌水理、回灌量、水质、水位动态变化，水源地保护、地质灾害等因素。
1.1地下水赋存条件
赋存特征因子主要包括含水层单井涌水量、回灌能力、导水系数等，因此，含水层结构及分布、富水特征、导水性等条件决定着浅层地热能的赋存环境，含水层单井涌水量的大小表现含水层的地下水的富集程度，决定了含水层的出水能力，也决定了地下水源热泵系统循环水量大小。
1.2地下水动态特征
动态特征包括水位埋深、水位年变幅等。地下水位埋深及年变幅直接影响含水层的抽灌能力，过度开采地下水宜引起地面沉降等环境地质问题，为了使地下水资源可持续开发利用，水位埋深及水位降幅是地下水地源热泵系统适宜性区划的重要指标。
1.3地下水化学特征
水化学特征主要表现为地下水水质，若地下水对地源热泵机组具腐蚀性或易结垢，则地下水源热泵工程需增加处理过程，前期投资增大，节能减排的经济效益将大大降低，
因此本次考虑地下水腐蚀性、结垢性和地下水硬度作为适宜性分区指标。
2适宜性分区
适宜区划分分为两个步骤，一是根据GIS技术的叠加分析功能，将导水系数、有效导水系数、铁、总硬度图层叠加，形成初次分区。二是将水源地保护区和地面沉降中心区视为约束性图层，不参与叠加分析，只用于约束初次分区，形终适宜性分区。
2.1初次分区
因子权重及分级评分，导水系数、有效导水系数、铁、总硬度的权重选择依据各因素对热泵系统应用的影响程度而定。目前， 在制约热泵系统应用的诸多因素中，需要重点考虑含水层的回灌能力，将含水层的有效导水系数图层的权重定为40%。含水层取水能力决定应用场地是否能够满足热泵对地下水的要求，将取水能力的权重定为35%。可溶性的亚铁离子遇空气极易氧化沉淀，权重定为15%，硬度的权重定为10%。权重越高，对热泵系统应用的影响程度越大。
2.2二次分区
在初次分区的基础上，叠加约束性图层，形成最终分区。地下水水源地保护区约束图层分为两部分：即二级保护区范围内严禁继续发展水源热泵，大型密集水源地补给区作为限制发展区，从规模和密度上限制过多水源热泵应用。地面沉降中心区同样禁止水源热泵继续发展。经初次分区与约束性图层叠加，生成平原区水源热泵适宜性分区。将平原区分为四个区，即：适宜发展区、较适宜发展区、限制发展区和禁止发展区。
3评价体系建立
评价体系由三层构成，从顶层至底层分别由系统目标层（O，Object）、属性层（A，Attribute）和要素指标层（F，Factor）3级层次结构组成。O层是系统的总目标，即地下水地源热泵适宜区划分。A是属性指标层，由地下水赋存条件（X1）、地下水动态（X2）、地下水化学特征（X3）、地质环境条件（X4）四个指标构成。F要素指标层，选择地层富水性（单井出水量）、含水层抽灌比、含水层导水系数、地下水位埋深、地下水位变化幅度、地下水腐蚀性、地下水结垢性、地下水硬度、地质灾害易发程度、地下水源地等10个指标作为要素指标层，建立层次结构模型（见图1），进行综合评价指标计算，在此基础上进行地源热泵适宜性区划。
4因子权重确定
采用层次分析赋权法进行因子权重计算，然后用综合法求得出最后结果。按照层次分析法（AHP）的要求，在一级评价体系的层次隶属关系的基础上，通过统计和研究分析，采用1-9标度法，分别比较属性层和要素层中各因素的重要性（适宜区划分影响较大的因素重要性就越大），构成比较矩阵。通过计算，检验比较矩阵的一致性，必要时对比较矩阵进行修改，以达到可以接受的一致性。
评价因子的重要性程度比较见表1所示，其中回灌能力和单井涌水量是地下水源热泵适宜性分区影响最大的指标因子。要素层中各个要素指标因子在目标层中所占的权重见表1所示。
5综合评价
根据专家意见并考虑实际情况，将分值0-5的区域设定为地下水地源热泵系统不适宜区，分值5-7的区域设定为地下水地源热泵系统较适宜区，分值7-9的区域设定为地下水地源热泵系统适宜区，见表2。
6分区成果
萧山平原区北部区域大部分为适宜区、较适宜区，不适宜区主要分布置在调查区南部，其中：
适宜区：主要分布在江东工业区东南部、临江工业区北东部、宁围镇军肯农场附近，该区域多位于钱塘江古河道区，深部含水层透水性能好，厚度大，富水性较好，总面积约288km2。
较适宜区：主要分布在江东及临江适宜区周边、萧山经济开发区以北，为适宜区及不适宜区过渡带，面积约为321km2；
不适宜区：主要分布在萧山区城厢镇及其南部地区、江东工业区西部地区，该区域适用含水层较薄或缺失，总面积约为364km2 。
根据《浅层地热能勘查评价规范DZ/T0225-2009》的分区要求，浅层地热能水源热泵适宜性分区主要考虑含水层单位涌水理、回灌量、水质、水位动态变化，水源地保护、地质灾害等因素。
1.1地下水赋存条件
赋存特征因子主要包括含水层单井涌水量、回灌能力、导水系数等，因此，含水层结构及分布、富水特征、导水性等条件决定着浅层地热能的赋存环境，含水层单井涌水量的大小表现含水层的地下水的富集程度，决定了含水层的出水能力，也决定了地下水源热泵系统循环水量大小。
1.2地下水动态特征
动态特征包括水位埋深、水位年变幅等。地下水位埋深及年变幅直接影响含水层的抽灌能力，过度开采地下水宜引起地面沉降等环境地质问题，为了使地下水资源可持续开发利用，水位埋深及水位降幅是地下水地源热泵系统适宜性区划的重要指标。
1.3地下水化学特征
水化学特征主要表现为地下水水质，若地下水对地源热泵机组具腐蚀性或易结垢，则地下水源热泵工程需增加处理过程，前期投资增大，节能减排的经济效益将大大降低，
因此本次考虑地下水腐蚀性、结垢性和地下水硬度作为适宜性分区指标。
2适宜性分区
适宜区划分分为两个步骤，一是根据GIS技术的叠加分析功能，将导水系数、有效导水系数、铁、总硬度图层叠加，形成初次分区。二是将水源地保护区和地面沉降中心区视为约束性图层，不参与叠加分析，只用于约束初次分区，形终适宜性分区。
2.1初次分区
因子权重及分级评分，导水系数、有效导水系数、铁、总硬度的权重选择依据各因素对热泵系统应用的影响程度而定。目前， 在制约热泵系统应用的诸多因素中，需要重点考虑含水层的回灌能力，将含水层的有效导水系数图层的权重定为40%。含水层取水能力决定应用场地是否能够满足热泵对地下水的要求，将取水能力的权重定为35%。可溶性的亚铁离子遇空气极易氧化沉淀，权重定为15%，硬度的权重定为10%。权重越高，对热泵系统应用的影响程度越大。
2.2二次分区
在初次分区的基础上，叠加约束性图层，形成最终分区。地下水水源地保护区约束图层分为两部分：即二级保护区范围内严禁继续发展水源热泵，大型密集水源地补给区作为限制发展区，从规模和密度上限制过多水源热泵应用。地面沉降中心区同样禁止水源热泵继续发展。经初次分区与约束性图层叠加，生成平原区水源热泵适宜性分区。将平原区分为四个区，即：适宜发展区、较适宜发展区、限制发展区和禁止发展区。
3评价体系建立
评价体系由三层构成，从顶层至底层分别由系统目标层（O，Object）、属性层（A，Attribute）和要素指标层（F，Factor）3级层次结构组成。O层是系统的总目标，即地下水地源热泵适宜区划分。A是属性指标层，由地下水赋存条件（X1）、地下水动态（X2）、地下水化学特征（X3）、地质环境条件（X4）四个指标构成。F要素指标层，选择地层富水性（单井出水量）、含水层抽灌比、含水层导水系数、地下水位埋深、地下水位变化幅度、地下水腐蚀性、地下水结垢性、地下水硬度、地质灾害易发程度、地下水源地等10个指标作为要素指标层，建立层次结构模型（见图1），进行综合评价指标计算，在此基础上进行地源热泵适宜性区划。
4因子权重确定
采用层次分析赋权法进行因子权重计算，然后用综合法求得出最后结果。按照层次分析法（AHP）的要求，在一级评价体系的层次隶属关系的基础上，通过统计和研究分析，采用1-9标度法，分别比较属性层和要素层中各因素的重要性（适宜区划分影响较大的因素重要性就越大），构成比较矩阵。通过计算，检验比较矩阵的一致性，必要时对比较矩阵进行修改，以达到可以接受的一致性。
评价因子的重要性程度比较见表1所示，其中回灌能力和单井涌水量是地下水源热泵适宜性分区影响最大的指标因子。要素层中各个要素指标因子在目标层中所占的权重见表1所示。
5综合评价
根据专家意见并考虑实际情况，将分值0-5的区域设定为地下水地源热泵系统不适宜区，分值5-7的区域设定为地下水地源热泵系统较适宜区，分值7-9的区域设定为地下水地源热泵系统适宜区，见表2。
6分区成果
萧山平原区北部区域大部分为适宜区、较适宜区，不适宜区主要分布置在调查区南部，其中：
适宜区：主要分布在江东工业区东南部、临江工业区北东部、宁围镇军肯农场附近，该区域多位于钱塘江古河道区，深部含水层透水性能好，厚度大，富水性较好，总面积约288km2。
较适宜区：主要分布在江东及临江适宜区周边、萧山经济开发区以北，为适宜区及不适宜区过渡带，面积约为321km2；
不适宜区：主要分布在萧山区城厢镇及其南部地区、江东工业区西部地区，该区域适用含水层较薄或缺失，总面积约为364km2 。