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[摘要]在海口市特殊的气候背景下，考虑其地质和环境条件，采用层次分析法，建立了浅层地温能地源热泵适宜性的二级评价体系，并结合Mapgis地理信息系统软件，对不同评价因子进行分区赋值后叠加，根据分区标准，得出了海口市属地源热泵系统较适宜区的结论。
[关键词]海口 浅层地温能 地源热泵 适宜性
[中图分类号] TH3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-11-112-1
0引言
浅层地温能是一种新型的战略资源，可循环再生，清洁环保[1]。海口市的浅层地温能开发受到气候和地质因素影响，导致浅层地温能的应用受阻。如何通过地源热泵适宜性分区评价体系，为海口市乃至热带地区浅层地温能开发利用提供有力支撑。
1海口市概况
海口市位于海南省北部，属热带海洋性季风气候，多年平均温度24.5℃，年平均降水量2358.5mm。出露地层主要为第四系全新统和更新统，下覆以新近系上新统海口组为主，除局部分布玄武岩和凝灰岩外，岩性多为砂类、粘土和亚粘土等，土层较易钻进。东北部沿海局部地区，有海水入侵现象[2]。
地温场特征是：恒温带范围为25.0～37.0m，平均值为31.0m；恒温带温度范围26.8～28.1℃，平均值27.5℃；平均地温增温率约为2.94℃/100m；初始平均地温为27.97～28.63℃；热导率为2.210～2.376W/（m·K），单位孔深换热量为24.07～30.34W/m。
2适宜性评价
2.1评价方法。采用层次分析法和综合指数法。层次分析法（Analytic Hierarchy Process）是一种能有效地处理、决策问题的实用方法，是一种定性和定量相结合的、系统的、层次化的分析方法[3]。基本原理是通过建立层次分析结构模型，构造出判断矩阵，利用特征值方法确定各种方案和措施的重要性排序权值，使定性分析与定量分析有机结合，实现定量化决策。思路是利用层次分析法计算的权重和模糊评判法取得的数值进行累乘，然后相加，最后计算出经济效益指标的综合评价指数，计算过程如式1。式中：Z-综合评级值；bi -各评价属性指标的影响权重系数； Xi-评价属性指标集。
2.2评价指标的选取。影响地埋管热泵应用的因素很多，本次选择岩土体热物性、地质水文质条件、施工条件这三个指标来构建评价体系。其中岩土体热物性包括热传导系数和比热容这两个因素；水文质条件指标包含含水层的厚度、地下水水位、水力梯度这三个因素；施工条件则考虑岩石厚度这个因素。
2.3指标体系建设。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。
2.4权重的确定。按照层次分析法的要求，在评价体系的层次隶属关系的基础上，通过个人与多人、专业与专家结合的方式，分别比较同一层次各要素之间的相对重要性，并给出分值，构造比较矩阵。结果见表1～4。
2.5数据处理。以是否适宜建设地下水源热泵系统为比较标准，对各个要素的范围值在1-9之间打分，各要素的具体赋值见表5。
2.6分区标准。根据专家意见，考虑到海口市特殊情况，将分值0.0-4.5的划分为地埋管热泵不适宜区；4.5-7.0的划分为较适宜区；7.0-9.0的划分为适宜区（表6）。
3分区结果
通过以上分析，最终得到了海口市地埋管热泵分区结果，将海口市整体划分为地埋管热泵较适宜区。
4结论
采用层次分析法得出了海口市地埋管热泵适宜性分区结果，得出海口市均为地埋管热泵较适宜区，分区上没有差别的原因是由于海口市地层岩性分布类似、水文地质情况相同和岩土体热物性相差较小等。分区没有出现适宜区的原因是由于海口市地层的换热能力一般，可利用温差偏小，体现在指标因素上就是热传导系数和比热容值相对偏小。
参考文献
[1]卫万顺等.浅层地温能资源评价[M].北京：中国大地出版社，2010.4.
[2]丁式江等.海南岛东北部生态环境地质[M].北京：地质出版社，2007.64.
[3]卫万顺等.中国浅层地温能资源[M].北京：中国大地出版社，2010.81-88.
[关键词]海口 浅层地温能 地源热泵 适宜性
[中图分类号] TH3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-11-112-1
0引言
浅层地温能是一种新型的战略资源，可循环再生，清洁环保[1]。海口市的浅层地温能开发受到气候和地质因素影响，导致浅层地温能的应用受阻。如何通过地源热泵适宜性分区评价体系，为海口市乃至热带地区浅层地温能开发利用提供有力支撑。
1海口市概况
海口市位于海南省北部，属热带海洋性季风气候，多年平均温度24.5℃，年平均降水量2358.5mm。出露地层主要为第四系全新统和更新统，下覆以新近系上新统海口组为主，除局部分布玄武岩和凝灰岩外，岩性多为砂类、粘土和亚粘土等，土层较易钻进。东北部沿海局部地区，有海水入侵现象[2]。
地温场特征是：恒温带范围为25.0～37.0m，平均值为31.0m；恒温带温度范围26.8～28.1℃，平均值27.5℃；平均地温增温率约为2.94℃/100m；初始平均地温为27.97～28.63℃；热导率为2.210～2.376W/（m·K），单位孔深换热量为24.07～30.34W/m。
2适宜性评价
2.1评价方法。采用层次分析法和综合指数法。层次分析法（Analytic Hierarchy Process）是一种能有效地处理、决策问题的实用方法，是一种定性和定量相结合的、系统的、层次化的分析方法[3]。基本原理是通过建立层次分析结构模型，构造出判断矩阵，利用特征值方法确定各种方案和措施的重要性排序权值，使定性分析与定量分析有机结合，实现定量化决策。思路是利用层次分析法计算的权重和模糊评判法取得的数值进行累乘，然后相加，最后计算出经济效益指标的综合评价指数，计算过程如式1。式中：Z-综合评级值；bi -各评价属性指标的影响权重系数； Xi-评价属性指标集。
2.2评价指标的选取。影响地埋管热泵应用的因素很多，本次选择岩土体热物性、地质水文质条件、施工条件这三个指标来构建评价体系。其中岩土体热物性包括热传导系数和比热容这两个因素；水文质条件指标包含含水层的厚度、地下水水位、水力梯度这三个因素；施工条件则考虑岩石厚度这个因素。
2.3指标体系建设。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。
2.4权重的确定。按照层次分析法的要求，在评价体系的层次隶属关系的基础上，通过个人与多人、专业与专家结合的方式，分别比较同一层次各要素之间的相对重要性，并给出分值，构造比较矩阵。结果见表1～4。
2.5数据处理。以是否适宜建设地下水源热泵系统为比较标准，对各个要素的范围值在1-9之间打分，各要素的具体赋值见表5。
2.6分区标准。根据专家意见，考虑到海口市特殊情况，将分值0.0-4.5的划分为地埋管热泵不适宜区；4.5-7.0的划分为较适宜区；7.0-9.0的划分为适宜区（表6）。
3分区结果
通过以上分析，最终得到了海口市地埋管热泵分区结果，将海口市整体划分为地埋管热泵较适宜区。
4结论
采用层次分析法得出了海口市地埋管热泵适宜性分区结果，得出海口市均为地埋管热泵较适宜区，分区上没有差别的原因是由于海口市地层岩性分布类似、水文地质情况相同和岩土体热物性相差较小等。分区没有出现适宜区的原因是由于海口市地层的换热能力一般，可利用温差偏小，体现在指标因素上就是热传导系数和比热容值相对偏小。
参考文献
[1]卫万顺等.浅层地温能资源评价[M].北京：中国大地出版社，2010.4.
[2]丁式江等.海南岛东北部生态环境地质[M].北京：地质出版社，2007.64.
[3]卫万顺等.中国浅层地温能资源[M].北京：中国大地出版社，2010.81-88.