地源热泵作为一种利用浅层地热能的高效节能采暖空调系统，近年来在陕西已得到广泛应用[1-2]，随着各地应用项目的增多，在不适用地区盲目建设地源热泵系统，往往引发抽水量不足、回灌困难、水质未达标等问题而导致系统失效。陕西由于横跨三个气候带，地质构造与气象水文都有较大差异，而场地水文地质条件是地源热泵技术适用的基础，因此需对陕西地下水源热泵和土壤源热泵的技术应用建立评价体系。本文运用层次分析法和熵权法对评价指标权重进行综合赋权，从而进行分区评价，得到的结果更合理可信，为地源热泵项目的设计与实施提供一定的参考。

1 陕西省水文地质概况

陕西省区域跨度大，不同地区在水文，气象，地层岩性和地形地貌等方面都有很大差异。总体可分为五大部分，南部盆地区，中部平原区，秦巴山地区，北部高原区和北部风沙区。

南部盆地区年平均气温14.4℃，年降水量890mm，盆地中河床开阔且支流众多，水流平缓，形成了多级阶地，含水层厚度多在55～66m，单井涌水量为7～14m3/(h·m)。盆地南北边缘部分山前坡积洪积平原基岩埋藏浅，含水层薄且含泥质较多，单井涌水量＜5m3/(h·m)。该地区地层主要以砾卵石层为主，夹杂粉土，粉质黏土和中粗砂砾石等。

中部平原区年平均气温13℃，平均年降水量500～700mm。含水岩组由冲积、冲洪积的砂、砂砾卵石夹亚黏土、亚砂土组成[3]，70～350m为承压水，富水程度强。含水层厚度40～60m，富水性较好，单井出水量10～50m3/h。该地区组成地层主要为人工填土，黄土，粘性黄土及砂土。

秦巴山地区是由秦岭和大巴山系组成的山地，海拔在1200～2000m。其含水岩组分第四系全新统早期冲积砂卵石含水岩组和基岩裂隙水含水岩组，以基岩裂隙水为主，该含水岩组地下水主要赋存于风化裂隙中，单井涌水量一般小于3m3/(h·m)，总体地下水资源贫乏。该地区组成地层主要为花岗岩，石灰岩和古老变质岩系（片岩、板岩、千枚岩等）等。

北部高原区年平均气温为8.5～9.5℃，平均年降水量450～600mm。由于处于大陆内部，东南季风影响较弱。地下水资源缺乏，其主要特点是水资源量少，分布不均匀，大部分是风化裂隙水[4]。含水岩组主要为侏罗系延安粗砂岩孔隙、裂隙潜水、承压水等。地下水位埋深多在49.7～55.6m。地层岩性主要有黄土，泥岩，砂砾岩，长石砂岩和粉砂岩等。

北部风沙区主要分布在最北部长城以北地区，总的地势趋势是西高东低，海拔900～1400m，以活动沙丘，沙垄及片沙为主，沙丘沙地风蚀严重，土地沙化普遍。该地区气候干旱，地下水不足。地层岩性多为砂岩，砾岩和泥岩等。

2 地源热泵技术适用性评价体系的构建

  

图1 地下水源热泵系统技术适用性评价体系

  

图2 土壤源热泵系统技术适用性评价体系

2.1 地下水源热泵评价要素指标选取

式中：Rj表示第j个地区的综合适应性指数值；αi表示第i个评价指标权重；βi,j为在第j个地区第i个指标的评分值。

地形地貌主要对系统的场地施工有影响。大气降水入渗补给是地下水补给的一种方式，因而也会影响地下水源热泵的应用。室外年平均气温直接影响了冷热负荷的均衡问题。含水层厚度主要反映地下水资源量的多少。单井涌水量反应了取水地区的富水程度，单井涌水量越大，表示含水层的富水性越好。地下水回灌是为了保持地下的水力平衡，同时避免地下水资源的浪费，需将抽出的水再回灌至地下，回灌能力越强，系统的适应性就越好。地下水位埋深主要涉及到系统设计时水泵的埋置深度。地下水位降幅主要涉及到由于持续抽取地下水而得不到有效补充而引起的地面沉降问题[5]。水源热泵机组对水源温度的要求冬季不宜小于10℃，夏季不宜大于30℃[6]。而水体的硬度，矿化度和PH值等对热泵管井结垢和换热器换热效率有很大的影响。

2.2 土壤源热泵评价要素指标选取

收集陕西各地区地温，气象，水文，工程地质及水文地质等资料，对陕西的五个地质构造区进行综合评分后，得到两种地源热泵技术适用性的初步分区情况如图3和图4。

感冒就是上呼吸道感染，绝大多数的感冒都是病毒感染，病毒的种类很多，而且经常变异，感冒药不能对付病毒。即使抗病毒的金刚烷胺也只能抗A型流感病毒，作用是有限的，并且千万不能过量服用，会引起幻觉等精神症状。按药监局最新修改的说明书，含金刚烷胺成分的感冒药禁用于1岁以下婴幼儿。

总而言之，要对工程质量进行卓有成效的管理，首先就是需要建立一支素质过硬的工程质量管理队伍并定期举行相关培训提升队伍的整体战斗力。选择专业性强的施工队伍，确保工程能够得到有效的技术保障。要加强原材料和施工过程的管理，及早发现问题，及时解决问题。只有切实做好以上几点才能够做好工程质量管理工作。

地形地貌是较为直观的一个评价指标，主要对施工钻井技术有影响。地层岩性与土壤源系统打井施工有很大的关系。地下水分布对土壤的热导率有影响，同时也会影响地埋管换热器的散热程度，地下水水位埋深浅，径流较大的有利于换热器的散热。岩土体温度决定了土壤源热泵的经济性。导热系数作为岩土体热物性参数之一，决定了地下温度场分布，直接关系到地埋管换热器的设计成败。

两种地源热泵技术适用性评价体系从顶层至底层分别为系统目标层，属性层和要素指标层，地下水源热泵和土壤源热泵系统的技术适用性评价体系分别如图1和图2。

熵权法是一种依据各指标所包含的信息量的多少确定指标权重的客观赋权法，某个指标的熵越小，表明该指标的变异程度越大，提供的信息量也就越多，则该指标的权重也越大[8]。熵权法计算步骤简单，利用真实数据，具有严格的数学意义，相对于主观赋权法其具有很好的客观性。熵权法的具体计算步骤见文献[9]。

3 权重的计算方法

层次分析法是一种定性与定量相结合的决策方法，它充分利用人的经验和判断，并予以量化，是一种简单有效的决策方法。由于层次分析法主观意识太强，而熵权法是采用信息熵作为一种系统无序程度的一个度量，是一种客观赋权方法，可以避免赋权的主观性。因此，地源热泵技术适用性评价方法采用层次分析法和熵权法进行组合赋权。

3.1 层次分析法

方达生一看脸都白了，他说：“小梦，我知道你是真心爱孩子，舍不得孩子，我们不会逼着你马上离开他，会给你时间……”

3.2 熵权法

图4a显示大陆高压正在入海,苏南和长江口有温度锋区;图4b合成场显示,江苏沿海等高线与等温线稀疏,处于槽后脊前的稳定状态,有弱锋区在长江口及长江南侧。与副热带系统相比较,西风带系统势力仍较强,这与Ⅰ型海风锋环流背景中副高强盛显著不同。另一方面西风带系统移动较快,因此Ⅱ型海风锋是处于短时稳定形势下,这也与Ⅰ型海风锋不同。进一步地,斜压锋区的存在,营造了局地对流系统的活动空间,为海风锋相遇强对流系统,并发生相互作用,激发强对流天气过程提供了机遇。

由于地形地貌，回灌能力和地层岩性属于定性指标，在进行熵权法计算时，通过选取评价集进行描述，将其转换成定量指标。本文选取评价集{1,2,3,4}，其中1代表最好，4代表最差。如回灌能力评价指标，抽灌比为1:1时表示回灌能力最强，可选择“1”，抽灌比为1:4时表示回灌能力最弱，选择“4”。

3）钻孔过程中，一般采用套管定位，钻孔直径采用φ42mm，每根导管长度2m，钻进2m后用导管螺栓连接继续钻进。

3.3 组合权重的计算

为使组合权重w(j)尽可能接近层次分析法计算出的主观权重w1(j)和熵权法计算出的客观权重w2(j)，基于最小信息熵原理有：

 

用拉格朗日乘子法求解上述优化问题得：

层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）是一种定性与定量相结合的多目标决策方法，它充分利用人的经验和判断，并予以量化，进而评价决策方案的优劣[7]。其主要步骤为：构造多级递阶结构模型，建立两两比较的判断矩阵，计算相对重要度，进行一致检验，计算综合重要度等。

 

式中：F为信息熵，j为第j个评价指标，地下水源热泵n=11，土壤源热泵n=6。

根据近年来陕西已建工程的各类科研报告数据和野外勘测报告数据，计算得两种地源热泵系统的组合权重结果分别见表1和表2。

 

表1 地下水源热泵系统的组合权重计算结果

  

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表2 土壤源源热泵系统的组合权重计算结果

  

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为了将定量的权重值再转化成定性评价结果，采用专家评分法对各指标不同范围区进行评分，分数越高，表示该区域地下水源热泵或土壤源热泵系统技术适用可行性更高。两种地源热泵系统的各要素指标评分值如表3和表4所示。

由表1可知，地下水源热泵系统要素指标中占比重较大的是C4和C7，即含水层厚度和地下水位埋深。由表2可知，土壤源热泵系统要素指标中占比重较大的是F5和F6，即岩土体的导热系数和比热容。

 

表3 土壤源热泵系统评分体系

  

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表4 地下水源热泵系统评分体系

  

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根据每个评价指标的权重，利用综合指数法计算各区的综合适应性指数值。最后根据陕西省地源热泵技术适用性分区标准，得出地源热泵可应用的地区。综合指数法计算公式见式（4）[10]，综合评分值所对应的适用性分区标准见表5。

 

地下水源热泵系统的评价要素指标主要包括地上场地条件，水文地质条件，地下水动力条件和地下水化学条件。

 

表5 地源热泵技术适用性分区标准

  

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4 评价结果

土壤源热泵系统的评价要素指标主要包括地质，水文地质条件和热物性参数条件。地质，水文地质条件包括地形地貌，岩性和地下水分布。热物性参数条件包括岩土体温度，导热系数和比热容。

考虑到三峡水库蓄水后上游来沙减少的实际情况，应科学合理地控制长江中下游河道采砂的总量。根据沿程主要控制测站的输沙量变化以及区间各段的冲淤情况，分不同时段和不同河段合理调整已有规划。如前所述，三峡水库蓄水后前20年，冲刷主要集中在荆江河段，上游来沙减少对汉口以下河段的影响不大。因此，此时宜昌—武汉河段的年度采砂总量应考虑该段冲刷剧烈的实际情况适当酌减，而汉口以下河段的年度采砂控制总量可大致维持已有规划。同时，考虑到水文系列年自身的丰、中、枯的差异，可适当根据宜昌年下泄沙量的不同情况，对中下游各河段年度采砂控制总量进行动态调整。

  

图3 陕西地下水源热泵技术适用性初步分区

  

图4 陕西土壤源热泵技术适用性初步分区

对于地下水源热泵技术，陕南盆地区中部包括汉中市和安康市的河流漫滩及一、二级阶地区，属于Ⅰ区即适用区，该地区水资源丰富。在关中平原贯穿于宝鸡，咸阳，西安和渭南等市的河谷阶地和冲洪积平原区，属于Ⅱ区即较适用区，该地区透水性好，蕴藏着较为丰富的地下水。而秦巴山区和陕北地区均不适用，为Ⅲ区。

对于土壤源热泵技术，关中平原包括宝鸡，咸阳，西安和渭南市等属于Ⅰ区即适用区，该地区地层多为粉质黏土和砂夹层，易于打井，岩石导热能力强。陕南盆地包括汉中和安康市中部盆地，和黄土高原中下部地区属于Ⅱ区即较适用区。而秦巴山区和陕北风沙区均不适用，为Ⅲ区。

5 结论

1）评价体系中评价要素指标权重的计算利用主观权重和客观权重相结合，得到的计算结果不仅反映了决策者的主观决策程度，也兼顾了数据本身的信息客观性，更为合理准确。

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2）陕西省地下水源热泵技术适用范围较小，主要原因在于陕西地处我国西北内陆腹地，地下水资源相对较少，总体地势起伏大，总特点是南北高，中间低，因此中部平原和陕南盆地部分河流漫滩及低阶地区适用地下水源热泵。土壤源热泵由于其受限程度小，因此技术适用范围较大，在陕北地区利用土壤源热泵技术时，还应考虑冷热负荷平衡问题。

总之，语文教学关系到一个孩子一生的成长，从生活到工作，从劳动到创造，从学习到科研，没有能离开语文的。教师应紧随统编教材的步伐，不断研讨文本，让自己的教育教学能力再上一个新台阶。

3）地源热泵系统在技术方面适用外，还应考虑设计，施工问题和运行管理问题。应严格把控施工质量，系统应用后对管理人员进行相关的技术培训。

参考文献

[1] 谢晓莉,李建平.地源热泵在关中地区应用剖析[J].建筑节能,2010,(4):62-64.

[2] 黄伟钢,苏耕,曹艳.热泵技术在陕西的推广应用研究[J].电力需求侧管理,2013,(5):34-36.

[3]谢娟,姜凌,李泉.地下水人工补给水质的研究——以西安市回灌为例[J].西安工程学院学报,2002,24(4):67-72.

[4] 力坚.陕西省地下水资源分析与评价[D].西安:西安理工大学,2003.

[5] 王衍斐.基于GIS的义乌市浅层地温能评价模型研究[D].南京:南京师范大学,2012.

[6] GBJ19-87-2015采暖通风与空气调节设计规范[S].北京:中国有色金属工业总公司,2015.

[7] 王玉英.优化与决策[M].西安:西安交通大学出版社,2014.

[8] 罗毅,李昱龙.基于熵权法和灰色关联分析法的输电网规划方案综合决策[J].电网技术,2013,37(1):77-81.

[9] 孟宪萌,胡和平.基于熵权的集对分析模型在水质综合评价中的应用[J].水利学报,2009,(3):257-262.

[10] 马聪,周维博,李娜.西安市主城区地下水源热泵适宜性分区[J].南水北调与水利科技,2014,12(3):156-159.