指标法与层次分析法在浅层地温能适宜性评价中的应用讨论

浅层地温能是蕴藏在地表以下一定深度范围内岩土体、地下水和地表水中具有开发利用价值的热能,浅层地温能具有可再生、环保、经济、寿命长等特点。本文以指标法和层次分析法为分区方法,通过对莱阳市城区浅层地温能赋存条件的研究,并结合相关的测试分析数据,开展浅层地温能开发利用适宜性分区(开发利用方式以地埋管换热系统为例),最终将2种方法得出的结果进行对比分析。通过指标法进行适宜性分区,得出的分区结果为:评价区全区均为地埋管换热适宜性中等区,面积55.0km~2;通过层次分析法进行适宜性分区,得出的分区结果为:地埋管换热适宜性分区划分为适宜性中等区和适宜性差区,其中适宜性差区仅在评价区内东北方向小面积出露,面积约为1.1km~2,约占全区面积的2.0%,其他区域均为地埋管换热适宜性中等区,面积约为53.9km~2,约占全区面积的98.0%。通过对比2种方法得出的分区结果并结合评价过程中选取的评价指标、使用的评价方式等,得出如下结论:2种方法评价的结果相近,但层次分析法考虑到的因素更加全面,方法更加科学,使用更加灵活,取得的评价分区结果更加准确。     

章丘区浅层地温能资源研究与评价——以地埋管换热方式为例

通过对章丘区浅层地温能赋存条件的研究,结合现场热响应试验、岩土样品测试等数据,采用层次分析法和指标法对研究区进行了地埋管地源热泵系统开发利用适宜性分区,并概算了浅层地温能资源量、评价了开发利用资源潜力、进行了经济和社会效益分析。结果表明:适宜性区面积76.38km²,占研究区面积的95.48%;适宜区内120m以浅浅层地温能热容量21.3228×10¹²kJ/℃。研究区全部利用地埋管地源热泵系统,夏季可制冷面积5353.1278×10⁴m²,冬季可供暖面积6504.6662×10⁴m²。浅层地温能开发利用潜力巨大,经济和社会效益明显。     

淄博市周村区浅层地温能开发利用资源潜力评价

通过对周村区浅层地温能赋存条件的研究,结合岩土样测试等数据的分析,运用层次分析法对研究区进行了开发利用适宜性分区,同时进行了浅层地温能开发利用资源潜力评价及经济效益分析。结果表明:适宜性中等区面积共53.89km~2,占研究区面积的89.76%;研究区内全部应用地埋管地源热泵系统,夏季可制冷面积873.57×10~4 m~2,冬季可供暖1 265.80×10~4 m~2。因此,研究区浅层地温能开发利用潜力大,可带来巨大的经济效益。     

基于层次分析法的浅层地温能适宜性研究——以南宁市为例

浅层地温能是一种可再生的新型绿色能源,也是一种特殊的矿产资源,利用前景广阔。文章根据南宁市地形地貌、气候特征、水文地质特征、地温场分布,对南宁市浅层地温能资源赋存状况进行了分析,并运用层次分析法确定了浅层地温能适宜性分区评价体系中的各评价指标的权重。在此基础上,基于GIS平台的空间分析模块进行地下水水源热泵和地埋管土壤源热泵适宜性分区研究。结果显示,地下水式地源热泵适宜区面积为109.8 km2,集中在地下水丰富、回灌能力强的地区;地埋管地源热泵适宜区面积为108.8 km2,分布在施工条件较好,并且岩土综合热传导系数和比热容较大的地区,这些地区地层的换热能力和蓄热能力较强,钻进条件良好,开发利用的经济效益较好。     

德州市浅层地温能资源潜力评价

随着我国社会经济的快速发展,对能源的需求大幅增加,供需矛盾越来越突出,煤炭、石油、天然气等常规能源的大量消耗对环境造成的压力也越来越大。浅层地温能是一种可再生的新型环保能源,逐步受到各级政府及社会各界的重视。通过对德州城区浅层地温能赋存条件的分析,利用试验测试数据对浅层地温能热容量进行了计算,并在适宜性分区在基础上,进行了浅层地温能资源潜力评价。结果表明,德州城区120 m深度内浅层地热容量为8.525×10~(13)k J/℃,相当于291万t标准煤。整个德州城区为地下水换热系统不适宜区,而适宜地埋管换热系统。在地埋管换热系统适宜区内,120 m深度范围内考虑土地利用系数,计算得出夏季换热功率为339.18万k W,冬季换热功率为343.22万k W。夏季可制冷面积4.845×10~7m~2,冬季可供暖面积6.240×10~7m~2。     

肥城市城市规划区浅层地温能开发利用适宜性评价

在充分收集基础地质、水文地质、地热地质等资料基础上,结合钻探施工、现场热响应试验测试、井温测量、实验室测试等手段,对奥陶纪碳酸盐岩类裂隙岩溶水水位埋深、水温展布进行了测量,确定水位埋深在65～75m,埋深最大者位于白云山公园南、沙窝社区西南一带,埋深达约100m。平面地温最高温分布于研究区西部,西大封—朱庄—金槐—冉庄村一带,温度达到18℃以上。对肥城市城市规划区浅层地温能开发利用进行了适宜性评价,地下水地源热泵适宜中等区位于大面积地区,适宜差区位于泰肥铁路以北、白云山公园、龙山公园、母猪山一带。地埋管地源热泵适宜中等区位于大面积地区,适宜差区位于白云山公园、龙山公园一带的生态保护区。肥城市城市规划区浅层地温能资源丰富、开采条件便利,潜力巨大,具有良好的发展浅层地温能的基础条件。     

广西浅层地温能资源潜力评价及开发利用模式探讨

广西赋存丰富的浅层地温能资源。文章在分析广西地级市浅层地温能赋存条件的基础上,经过野外现场钻探及热响应试验研究,获取了地层岩性及热物性等相关参数,并对这些城市的浅层地温能资源量进行分区计算,结果显示,广西地级市在200m深度范围内的浅层地温能总热容量为14.91×10~(14)kJ/℃。地下水热泵系统换热功率为41.0×10~6kW,地埋管热泵系统换热功率为85.18×10~6kW。同时,针对冬无严寒、夏季炎热的浅层地温能制冷及制热水耦合开发利用模式进行分析,为广西的浅层地温能开发利用提供参考。     

南宁市浅层地温能赋存条件及资源量研究

在浅层地温能开发利用过程中,确定"热源体"的作用和资源量是地源热泵系统建设和设计的前提。文章通过分析南宁市浅层地温能赋存条件,进行室内测试获取各种岩土体热物性及物理性参数,并经过野外抽水、回灌及现场热响应等试验,获得了水文地质及各岩土层的热物性等相关参数,进而对南宁市浅层地温能可利用资源量和静态储量进行评估,为南宁市推广和利用地源热泵系统提供科学依据和技术支撑。     

烟台市城区浅层地热能评价

浅层地热能是一种可再生的新型环保能源,近年来浅层地热能开发利用受到烟台当地政府的高度重视。该文在系统搜集烟台市城区基础地质、水文地质、地热地质等资料的基础上,通过采用抽水试验、回灌试验、现场热响应试验等工作手段,基本查明了浅层地热能开发利用涉及的地下水富水性特征、地下水回灌系数、岩土体热物性参数及岩土体结构等系列基础条件。采用层次分析法与模糊数学法对烟台市城区地下水源热泵与地埋管地源热泵两种浅层地热能开发利用方适宜性进行了评价,其中地下水地源热泵适宜区分布于牟平城北部,面积约53.66km~2;较适宜区分布于黄垒河、柳林河、夹河、辛安河等河流下游地区,面积约91.99km~2;地埋管地源热泵适宜区分布于调查区大部分地区,面积约739.09km~2;较适宜区分布于区内冲洪积平原和丘陵地区,面积约261.58km~2;不适宜区分布于福山邢家山、王家庄一带,面积合计2.29km~2。经概算烟台市城区100 m以浅,浅层地热容量为165.41×10~(12)kJ/℃,其中适宜区浅层地热容量为120.76×10~(12)kJ/℃,较适宜区浅层地热容量为44.26×10~(12) kJ/℃。城区地下水地源热泵系统适宜区与较适宜区冬季换热功率为24.40×10~5 kW,夏季换热功率为48.80×10~5 kW;地埋管地源热泵系统适宜区与较适宜区夏季换热功率为1.04×10~8 kW,冬季换热功率为0.79×10~8 kW。该成果为促进烟台市节能减排,新旧动能转换提供了翔实可靠地基础数据。     

鲁西地区不同岩性地层热响应试验结果浅析

为研究地埋管换热器在不同岩性地层的换热情况,在鲁西黄河冲洪积平原、山前冲洪积平原和低山丘陵区进行了以粉土、粉质粘土、细砂,粘土、粉质粘土、中粗砂,灰岩和花岗岩为研究对象的热响应试验,初步试验结果表明:每延米换热量(W/m)和平均热导率(W/m·k)花岗岩灰岩粉质粘土、中粗砂粉土、粉细砂。在岩溶地下水富水性强,径流速度快的地段灰岩平均热导率花岗岩。此项研究结果可为不同岩性地层浅层地温能开发利用工程地埋管换热器类型的选择,浅层地温能评价和开发利用提供基础数据。     

Evaluation of suitability area by ground source heat pump system in Baotou plain

According to the elements of hydrogeological conditions,lithology,stratigraphic thermal physical parameters,construction technology and economic rational elements,the evaluation system of ground source heat pump( GSHP) were established in Baotou plain. The factor weights were determined by using analytic hierarchy process,and the comprehensive element method was selected to evaluate the region suitability of GSHP system. The results show that the suitable area is 559. 63 km2 for utilizing GSHP in the studied area,accounting for 62. 58% of the total area; while the unsuitable area is 334. 60 km2,accounting for37.42%. The evaluating results can provide not only a scientific basis for development and utilization rationally of shallow geothermal heat in Baotou,but also offer an important reference to the other areas.     

Evaluation of suitability area by ground source heat pump system in Baotou plain

According to the elements of hydrogeological conditions, lithology, stratigraphic thermal physical pa- rameters, construction technology and economic rational elements, the evaluation system of ground source heat pump （GSHP） were established in Baotou plain. The factor weights were determined by using analytic hierarchy process, and the comprehensive element method was selected to evaluate the region suitability of GSHP system. The results show that the suitable area is 559.63 km^2 for utilizing GSHP in the studied area, accounting for 62.58% of the total area; while the unsuitable area is 334.60 km2, accounting for 37.42%. The evaluating results can provide not only a scientific basis for development and utilization rationally of shallow geothermal heat in Baotou, but also offer an important reference to the other areas.     

汶泗河冲洪积扇松散层现场热响应试验数据分析及应用——以兖州市南郊试验场为例

现场热响应试验是获取岩土体热物性参数的主要方法之一,可为试验场区地源热泵工程地埋管换热器类型及长度的选择,浅层地热能评价和开发利用提供基础数据。该文系统介绍了现场热响应试验的目地任务、试验装置、原理、内容和步骤,数据处理方法,并以位于汶泗河冲洪积扇中上流地区的兖州市南郊试验场松散层现场热响应试验为例,介绍了试验场区水文地质条件,试验过程、试验数据分析及应用。     

鲁西地区浅层地温能地热地质条件与开发利用适宜性评价

在查明区域地热地质条件的基础上,采用层次分析法,对鲁西地区地埋管地源热泵和地下水地源热泵两种方式的开发利用进行了适宜性评价,并按不同类别,将鲁西地区浅层地温能开发划分为适宜区、较适宜区和不适宜区等3个区。该项目对制定长远能源区划,指导浅层地热资源开发利用工作,促进鲁西地区新兴接替能源开发利用具有非常重要的意义。     

利用层次分析法评价东营市浅层地热能适宜性

利用定性、半定量相结合的层次分析法(AHP),建立地埋管换热系统适宜性递阶层次结构模型,在野外试验、室内测试等基础数据的基础上,选取地下水埋藏深度、砂层厚度、成孔难易程度、地面沉降、热扩散率、比热容、综合热导率等7个评价指标,将东营市浅层地热能开发利用划分为适宜区、较适宜区。这是东营地区第一次利用实测数据开展浅层地热能适宜性评价,为今后的合理开发利用提供了科学依据。     

山东省黄河北松散地层现场热响应试验数据分析及应用

现场热响应试验是获取岩土体热物性参数的主要方法之一,可为地源热泵工程中地埋管换热器类型及长度的选择、浅层地热能评价和开发利用提供基础数据。该文系统介绍了现场热响应试验的目的、技术方法、数据处理方法,并以位于山东省茌平地区的现场热响应试验为例,介绍了试验现场的实验过程、试验数据分析及应用。确定了在钻孔间距4～5m时单位延米换热量最佳,并以2号孔为例,采用非稳态数值模型计算了冬季延米换热量为-29.4W/m、夏季延米换热量为41.3W/m。