安徽浅层地热资源适宜性分区方法及指标

  分区方法

 

  首先采取关键因子法进行适宜性必要条件划分，再分别采用层次分析法及综合指数法进行适宜性级别的划分。层次分析法是定性和定量相结合、系统化及层次化的分析方法，具有处理复杂决策问题的实用性和有效性；综合指数法即是利用层次分析法计算的权重和模糊评判法取得的数值提出经济效益指标的综合评价指数。适宜性分区评价采用专家打分法对各层指标赋值、层次分析软件确定各层指标权重、MapGIS软件对各要素层绘制图件；分区赋值并乘以权重，将各要素图层叠加；根据图层叠加结果进行适宜性分区。根据层次分析法的要求，在评价体系隶属关系的基础上，通过调查统计和室内分析研究，采用1-9标度法，分别比较属性层和要素层中各因素的相对重要性。对适宜性划分影响越大的因素重要性就越大，建立比较矩阵。通过计算，检验比较矩阵的一致性，必要时对比较矩阵进行调整，以达到可以接受的一致性；求出要素层各要素在目标层中的权重。

 

  地源型适宜性评价体系

 

  地源型开发利用适宜性分区评价体系将其适宜性划分作为层次分析的目标层，地质水文地质条件、施工条件、热物性、地形地貌、地质灾害作为层次分析的属性层，地层岩性结构、地下水径流条件、岩土体坚硬程度、城市覆盖率、综合热导率、平均比热容、地貌形态及地质灾害易发程度作为层次分析的要素层。其中地质灾害及地形地貌为分区前提条件。

 

  评价因子的获取

 

  ①地质、水文地质条件：根据松散层及其它岩性分布特征划分不同的地层结构并以不同的赋值。地下水径流条件主要影响浅层地热能的热交换效率，通过地下水位等值线图和渗透系数获取；同类地层中地下水径流条件越好的地区热交换效率越高，其地下水位埋深较小，赋值较大。②施工条件：岩土坚硬程度越高，钻探难度越大，其赋值较小。城市覆盖率越高施工条件越差，其赋值较小，评价区分中心城区及外围乡村两部分。③热物性特征：综合热导率及平均比热容值越大，越有利于地源型方式的应用，其赋值较大。④地形地貌：以地貌形态分类，将中丘及中丘以上的地貌形态直接划分为差适宜区。⑤环境地质问题：以地质灾害易发程度将地质灾害高、中、低易发区分别划分为不适宜、差适宜及一般适宜区。上述各评价因子中，地层岩性、地层结构、环境地质条件、地貌形态是判定地源型开发利用适宜性的关键因子，在满足关键因子的前提条件下再进行影响因素综合分析评价。

 

  采用综合指数法将每个网格上的各项赋值分别与其对应的权重相乘，而后求和得到每个网格点上的分值；应用MapGIS空间分析中的DTM分析进行分区自动处理，对图件线条进行光滑及取舍。据分值的分布情况确定适宜性分区划分标准，分别划分地源型方式适宜、较适宜、一般适宜、差适宜及不适宜区。

 

  地下水源型开发利用适宜性分区

 

  将适宜性划分作为层次分析的目标层，地下水富水性及其动力场条件作为层次分析的属性层，单井涌水量、含水层有效厚度、回灌能力、水位埋深、水位下降速率及补给模数等6个指标作为层次分析的要素层；同时考虑地面沉降等环境地质问题及水源地保护条件，建立各属性层与要素层判断矩阵及确定权重。

 

  评价因子的获取

 

  ①地下水富水性条件：由于评价区松散岩类孔隙地下水之浅层水动态稳定性差、基岩裂隙地下水富水性差、岩溶地下水易造成地面塌陷，作为区域性浅层地热能调查评价的地下水源型方式不考虑此三类地下水的开发利用。单井涌水量越大，说明地下水富水性越好，其赋值较大。含水层越厚，出水能力越强，其赋值较大。地下水回灌能力主要类比回灌试验成果并结合含水砂层厚度确定，砂体颗粒越粗、厚度越大，越有利于回灌，其赋值较大。②地下水动力场条件：水位埋深越浅，越有利于取水，其赋值较大；地下水水位下降速率越大，其保证程度越低，则赋值较小。地下水资源补给模数越大，说明该区地下水开采能力越强，其赋值较大。

  ③环境地质问题：对过量开采地下水已出现地面沉降的地区，地面沉降大于500mm时，直接划为地下水源型不适宜区；地面沉降小于500mm的，同等条件取降一个适宜性级别处理。

 

  地下水富水性、回灌能力及环境地质问题是评价地下水源型开发利用适宜性的关键因子；在满足关键因子的前提下，采用层次分析法对各因子进行综合分析评价。以综合指数法将每个网格上的各项赋值分别与其对应的权重相乘，而后求和，得到每个网格点上的分值；根据不同的分值划分出地下水源型方式适宜、较适宜及不适宜区。

 

  地表水源型开发利用适宜性分区

 

  地表水源型浅层地热能开发利用方式分开式及闭式两类。根据地表水的可循环利用量、水温、水深及水质动态变化等，评价地表水源型浅层地热能开发利用适宜性。安徽地表水体指评价区域内可利用的江、河、湖、水库及采空塌陷积水等。

 

  分区依据

 

  ①地表水资源的稳定性、可用性及保证程度。②拟建设工程场地相对于地表水体的距离。

 

  评价指标

 

  ①可循环利用量：地表水体可循环利用量取近20年内枯水年枯水期容积量，单体容积量大于20×104m3。②水深：地表水体枯水年枯水期平均水深大于3m，水位动态相对稳定。③水温：地表水体最低月平均水温不小于5℃，最高月平均水温小于28℃；动态相对稳定。对条件适宜的地区可通过傍河采取地下水，以达到取热或取冷的效果，可完全满足地表水源型。④工程距离：开发利用建筑工程距地表水水源一般在0.5km范围内。⑤水质：地表水水质符合或经过较经济的处理后，可满足水源热泵机组有效运行。