長(zhǎng)春市區(qū)淺層地溫能開發(fā)利用方式適宜性分區(qū)評(píng)價(jià)

王 楠，曹劍峰，趙繼昌，李書光

1.吉林大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，長(zhǎng)春 130026 2.長(zhǎng)春工程學(xué)院水利與環(huán)境學(xué)院，長(zhǎng)春 130021 3.中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)察院，北京 100081 4.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春 130021

長(zhǎng)春市區(qū)淺層地溫能開發(fā)利用方式適宜性分區(qū)評(píng)價(jià)

王 楠1，2，曹劍峰1，趙繼昌3，李書光4

1.吉林大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，長(zhǎng)春 130026 2.長(zhǎng)春工程學(xué)院水利與環(huán)境學(xué)院，長(zhǎng)春 130021 3.中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)察院，北京 100081 4.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春 130021

淺層地溫能開發(fā)利用方式適宜性分區(qū)受地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、巖石的導(dǎo)熱性等因素控制。依據(jù)長(zhǎng)春市地層巖性特征、含水層分布及富水性和巖石導(dǎo)熱性，將長(zhǎng)春市區(qū)劃分為3個(gè)地層結(jié)構(gòu)區(qū)：賈家洼子－八里鋪－興隆溝基巖裂隙含水帶以西區(qū)（1區(qū)），賈家洼子－八里鋪－興隆溝基巖裂隙含水帶及其以東到伊通河西岸階地陡坎區(qū)（2區(qū)）和伊通河谷地區(qū)（3區(qū)）。各區(qū)的綜合導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)測(cè)值分別是1.168、1.401和1.612。對(duì)影響適宜性分區(qū)的相關(guān)因素進(jìn)行分析，建立了地源熱泵和地下水源熱泵適宜區(qū)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并提出了適宜區(qū)、較適宜區(qū)和不適宜區(qū)的劃分標(biāo)準(zhǔn)。采用模糊綜合評(píng)判法對(duì)3個(gè)地層結(jié)構(gòu)區(qū)進(jìn)行了適宜性評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果是1區(qū)適宜采用地源熱泵開采淺層地?zé)豳Y源，2區(qū)和3區(qū)均適宜采用地下水源熱泵開采淺層地?zé)豳Y源。

長(zhǎng)春市；淺層地溫能；適宜性分區(qū)；評(píng)價(jià)體系；模糊綜合評(píng)判

淺層地溫能是指蘊(yùn)藏在地表以下一定深度（一般200m）范圍內(nèi)巖土體、地下水中具有開發(fā)利用價(jià)值的熱能，其熱儲(chǔ)介質(zhì)是巖土體和地下水體［1］。淺層地溫能作為一種資源并不是用之不竭、取之不盡的，過量開采會(huì)造成資源枯竭。因此，以合理開發(fā)利用和保護(hù)淺層地溫能資源為目的的調(diào)查評(píng)價(jià)工作尤為重要，其中淺層地溫能開發(fā)利用方式適宜性分區(qū)是調(diào)查評(píng)價(jià)工作的基礎(chǔ)。不同地區(qū)淺層地溫能開發(fā)利用條件有較大差異，適宜區(qū)劃分的具體方法和評(píng)價(jià)因子也有所不同。國(guó)外尚未開展淺層地溫能開發(fā)利用方式適宜性分區(qū)工作。在我國(guó)，已有研究者對(duì)淺層地溫能開發(fā)利用方式適宜性分區(qū)劃分進(jìn)行了研究，如江劍等結(jié)合北京、河北地區(qū)的地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，提出應(yīng)用層次分析法進(jìn)行淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用適宜性分區(qū)［2］。筆者結(jié)合長(zhǎng)春地區(qū)的地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，嘗試應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)方法進(jìn)行淺層地溫能開發(fā)利用方式適宜性分區(qū)和評(píng)價(jià)，以期探討不同地區(qū)，應(yīng)用不同評(píng)價(jià)方法的可行性。

1 適宜區(qū)劃分的內(nèi)容

淺層地?zé)豳Y源是指蘊(yùn)藏在地表以下巖石和地下水中的熱能。其熱儲(chǔ)條件分析包括地埋管換熱方式和地下水換熱方式2種。地埋管換熱系統(tǒng)以巖土體作為介質(zhì)，由埋于地下的密閉循環(huán)管構(gòu)成換熱器，利用管路中流動(dòng)的循環(huán)液作為介質(zhì)進(jìn)行熱交換。因此巖土體的熱物性參數(shù)主要與地層結(jié)構(gòu)、巖性、地下水的運(yùn)動(dòng)速度、地下恒溫帶溫度、巖土體的導(dǎo)熱系數(shù)和平均比熱容等因素有關(guān)［3－4］。

地下水體儲(chǔ)存熱能的條件取決于地質(zhì)、水文地質(zhì)條件、地下水水動(dòng)力條件和水化學(xué)條件［5］。地質(zhì)、水文地質(zhì)條件控制了地下水賦存環(huán)境和水資源量多少；地下水動(dòng)力條件控制了地下水的運(yùn)移能力；水化學(xué)條件決定地下水體是否符合利用條件。對(duì)上述3個(gè)方面綜合分析，得出影響地下水體熱儲(chǔ)條件的主要因素有8個(gè)：含水層厚度、單井涌水量、可開采資源量、地下水位埋深、含水層的回灌能力（回灌系數(shù)）、滲透系數(shù)、地下水水質(zhì)和地下水水溫［6］。

2 研究區(qū)概況

2.1 長(zhǎng)春市區(qū)地層結(jié)構(gòu)及巖性

長(zhǎng)春市區(qū)地層由第四系松散巖類和白堊系基巖兩大巖類組成。根據(jù)淺層地?zé)豳x存的特點(diǎn)（淺層地?zé)崾侨∮玫叵?00m以上巖土體的地溫），長(zhǎng)春城區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)可劃分為3種類型。

第1種類型是位于賈家洼子－八里鋪－興隆溝以西的廣大地區(qū)，即研究區(qū)1。其地質(zhì)結(jié)構(gòu)為：上部是第四系黃土狀亞黏土，厚25m以上；下部是白堊系姚家組紅泥巖。這一帶的顯著特點(diǎn)是地層基本無含水層（僅小南一帶第四系底部有1～3m厚砂礫石層）。

第2種類型是賈家洼子－八里鋪－興隆溝基巖裂隙含水帶及其以東到伊通河西岸的階地陡坎地帶，即研究區(qū)2。地質(zhì)結(jié)構(gòu)：上部約10～15m厚的黃土狀亞黏土，下伏1～3m厚砂礫石層；第四系地層下部基巖是白堊系青山口組粉細(xì)砂巖和粉砂質(zhì)泥巖及泉頭組砂巖泥巖。這一地帶特點(diǎn)是含水層較多，砂礫石層賦存孔隙承壓水，單井涌水量100～500m3／d，基巖富水性好，青口山組含水層單井用水量大于1 000m3／d，泉頭組3－4段弱富水，單井涌水量100～300m3／d。

第3種類型是伊通河谷地區(qū)，即研究區(qū)3。地層結(jié)構(gòu)：一級(jí)階地區(qū)，地表分布1～3m厚黏土、亞黏土，其下為1～5m厚的砂礫石層；基巖是泉頭組1－2段砂巖砂礫巖、泥巖，富水性差。這一地區(qū)的特點(diǎn)是第四系砂礫石層富水性好，單井涌水量500～2 000m3／d。

2.2 長(zhǎng)春市區(qū)巖石的導(dǎo)熱性

巖石的導(dǎo)熱系數(shù)受巖石的含水量、密度、礦物成分及所含雜質(zhì)等因素影響［7］。主要礦物的熱導(dǎo)率分別如下：長(zhǎng)石、白云母、絹云母、沸石類為5.30W／（m·℃）；黑云母、綠泥石、綠簾石為5.51W／（m·℃）；磁鐵礦、方解石、黃玉為5.56W／（m·℃）；角閃石、輝石、橄欖石為5.19W／（m·℃）；白云石、菱鎂礦為5.44W／（m·℃）；石英為7.12 W／（m·℃）；水為0.59W／（m·℃）（18℃時(shí)測(cè)定）。

長(zhǎng)春地區(qū)常見巖土的熱導(dǎo)率參考值見表1。

表1 長(zhǎng)春市區(qū)常見巖土的熱導(dǎo)率參考值Table 1 Reference value of rock and soil thermal conductivity in Changchun district

從表1可看出，不同巖土的熱導(dǎo)率差別可達(dá)數(shù)倍，即使同種巖土的熱導(dǎo)率也常常有差別，因?yàn)橛绊憥r土熱導(dǎo)率的主要因素是含水量和密度［8］。巖石密度越大，導(dǎo)熱率也越大，堅(jiān)硬致密巖石導(dǎo)熱性優(yōu)于疏松巖石；含水量大的巖石較同類含水量小的巖石導(dǎo)熱率大。

在實(shí)際應(yīng)用中，某一種巖石或礦物的熱導(dǎo)率對(duì)于淺層地溫能換熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)意義不大，通常使用的是在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試孔、使用專用儀器測(cè)得的地層綜合導(dǎo)熱系數(shù)。長(zhǎng)春市區(qū)3種類型地層結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)綜合導(dǎo)熱系數(shù)分別為1.168、1.401、1.612W／（m·℃）。

3 長(zhǎng)春市區(qū)巖土體適宜性分區(qū)評(píng)價(jià)體系

3.1 地埋管式地源熱泵適宜區(qū)熱儲(chǔ)條件評(píng)價(jià)體系

熱儲(chǔ)條件評(píng)價(jià)主要考慮地質(zhì)、水文地質(zhì)條件及巖體熱物性系數(shù)，從節(jié)約土地的角度出發(fā)，只考慮垂直地埋管方式［9］。筆者提出如圖1所示的評(píng)價(jià)體系。評(píng)價(jià)體系由3層構(gòu)成，從頂層至底層分別為目標(biāo)層、屬性層和要素指標(biāo)層。從理論上講，地源熱泵式淺層地溫的開發(fā)，在任何地層結(jié)構(gòu)地區(qū)都適用，但需考慮施工工藝及經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理性。長(zhǎng)春市區(qū)冬天寒冷，重點(diǎn)應(yīng)考慮區(qū)域地下熱均衡。因此長(zhǎng)春市區(qū)地埋管式地源熱泵評(píng)價(jià)，只結(jié)合地形地貌考慮施工工藝及經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理性即可［10］。

3.2 地下水源熱泵適宜區(qū)熱儲(chǔ)條件評(píng)價(jià)體系

圖1 地源熱泵適宜性分區(qū)評(píng)價(jià)體系Fig.1 Evaluation system of geothermal energy

在水量豐富的地段可采用地下水源熱泵換熱系統(tǒng)開發(fā)利用淺層地溫能，若只考慮水量：?jiǎn)尉克?0m3／h，能為大中型建筑物供熱；單井涌水量10～20m3／h，只能為小型建筑物供熱。水源熱泵換熱系統(tǒng)效率高于土源熱泵，因此在水資源量豐富的地區(qū)，多采用地下水源熱泵開發(fā)利用淺層地溫能。結(jié)合長(zhǎng)春市區(qū)具體條件，提出長(zhǎng)春市區(qū)開發(fā)利用淺層地溫能地下水源熱泵適宜區(qū)的評(píng)價(jià)體系。

4 長(zhǎng)春市區(qū)地下水源熱泵適宜區(qū)評(píng)價(jià)

地下水源熱泵適宜區(qū)評(píng)價(jià)體系是由多因素、多層次級(jí)構(gòu)成的（圖2）。評(píng)價(jià)指標(biāo)共分3層：目標(biāo)層（A）、亞目標(biāo)層（B）、指標(biāo)層（C）。其中，B又劃分為B1－B3；C劃分為C1－C8。適宜區(qū)評(píng)價(jià)有許多方法，但其又是一個(gè)模糊概念，無法用一個(gè)絕對(duì)的判據(jù)來劃分，因此適合用模糊綜合評(píng)判法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。首先由指標(biāo)C1－C6、C7、C8綜合評(píng)判B1－B3，再由B1－B3綜合評(píng)價(jià)目標(biāo)層A。

在模糊綜合評(píng)判中，核心工作是確定各個(gè)指標(biāo)對(duì)目標(biāo)的貢獻(xiàn)大小以及各個(gè)指標(biāo)在評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)的分布和強(qiáng)度［11］，并給出量化指標(biāo)。

4.1 各指標(biāo)權(quán)重的確定

地下水水量是影響能否利用水源熱泵的決定性因素，地下水水量因素權(quán)重賦值大。在應(yīng)用水源熱泵時(shí)，回灌水不應(yīng)污染含水層，否則會(huì)對(duì)熱泵運(yùn)行有影響。

圖2 地下水源熱泵適宜區(qū)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Fig.2 The evaluation index system of groundwater source heat pumps

指標(biāo)層各指標(biāo)的權(quán)重賦值應(yīng)考慮到如下幾個(gè)方面。1）含水層厚度對(duì)地下水資源量大小及建井結(jié)構(gòu)影響很大，一般來說，含水層厚度越大，供水能力越強(qiáng)；含水層顆粒越細(xì)，越易進(jìn)入水源熱泵機(jī)組，會(huì)磨損設(shè)備，并且會(huì)影響回灌井的回灌能力。因此，含水層厚度越大、顆粒越粗，賦值應(yīng)越大。2）單井涌水量反映了取水井的產(chǎn)水能力，單井涌水量越大，說明含水層富水性越好，賦值應(yīng)越大。3）由于水是熱的良好載體，熱容量大，熱的傳導(dǎo)和對(duì)流使得連續(xù)水體的溫度保持一致，因此含水層的滲透系數(shù)越大，熱的傳導(dǎo)和對(duì)流越強(qiáng)，賦值應(yīng)越大。4）含水層可開采資源量大，說明該地區(qū)地下水補(bǔ)給源多，地下水循環(huán)利用量多，越適宜水源熱泵的應(yīng)用?？砷_采資源量越大，賦值應(yīng)越大。5）地下水位埋深大，會(huì)增加取水成本。地下水位埋深越小，賦值越大。6）水的硬度越大，水源機(jī)組和管路越易結(jié)垢，影響使用壽命。硬度越小賦值越大。7）地下水水溫越高，可取的熱量越多。水溫越高賦值越大。8）水文地質(zhì)條件是影響回灌能力的主要因素。回灌系數(shù)大的地區(qū)，賦值越大［12］。B1、B2、B3的權(quán)重分別為0.8、0.1、0.1；C1－C8的權(quán)重分別為0.15、0.30、0.15、0.05、0.15、0.20、1.00、1.00。

4.2 隸屬函數(shù)的構(gòu)造

4.2.1 正指標(biāo)和負(fù)指標(biāo)

本文共包含有8個(gè)指標(biāo)。其中，有的指標(biāo)值越大其對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)的影響就越好，即評(píng)價(jià)目標(biāo)也就越往好的方向發(fā)展，此區(qū)域的開發(fā)潛力就越大，如含水層厚度、單井涌水量等，故稱這些指標(biāo)為正指標(biāo)［13－14］；而有些指標(biāo)值越大其對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)的影響就越不好，如地下水位埋深和硬度等，說明評(píng)價(jià)目標(biāo)在往壞的方向發(fā)展，稱這類指標(biāo)為負(fù)指標(biāo)。

4.2.2 隸屬函數(shù)的構(gòu)造

根據(jù)模糊集理論，各參評(píng)因子的實(shí)際值對(duì)各級(jí)環(huán)境地質(zhì)質(zhì)量的隸屬程度用隸屬度μ（x）來刻畫（隸屬度越大，隸屬資格越高），隸屬度用隸屬函數(shù)表示。這里隸屬函數(shù)選用線性隸屬函數(shù)（具體公式略）構(gòu)造出隸屬函數(shù)矩陣［15］。

4.3 模糊綜合評(píng)判

根據(jù)3.2節(jié)所建立的長(zhǎng)春市地質(zhì)結(jié)構(gòu)分區(qū)，3個(gè)區(qū)的指標(biāo)實(shí)測(cè)值及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表2和表3。

表2 各指標(biāo)實(shí)際值Table 2 Measured value of every index

表3 地下水源熱泵適宜區(qū)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Grading standards of water source heat pumps

對(duì)于1區(qū)，將上表中各指標(biāo)的實(shí)際值代入相應(yīng)的隸屬函數(shù)中（其中C4應(yīng)代入負(fù)指標(biāo)的隸屬函數(shù)），得到隸屬函數(shù)級(jí)矩陣：權(quán)重行向量WC＝（C1，C2，C3，C4，C5，C6）＝（0.15，0.30，0.15，0.05，0.15，0.20），進(jìn)行模糊變換，得B1對(duì)第二層的隸屬程度BB1＝（0.95，0.00，0.05），同理求得BB2＝（0，0，1），BB3＝（0.2，0.8，0.0）。對(duì)BB1、BB2和BB3進(jìn)行二級(jí)評(píng)判，得到評(píng)價(jià)矩陣：

亞目標(biāo)層權(quán)向量的WB＝（0.8，0.1，0.1），與評(píng)價(jià)矩陣進(jìn)行二級(jí)模糊綜合評(píng)判：

根據(jù)最大隸屬度原則，本區(qū)的可持續(xù)開發(fā)潛力屬于評(píng)語(yǔ)等級(jí)的第1級(jí)，即適宜區(qū)。同理對(duì)2、3區(qū)進(jìn)行評(píng)判。

根據(jù)最大隸屬度原則，2、3區(qū)的可持續(xù)開發(fā)潛力均為適宜區(qū)。

綜上所述，長(zhǎng)春市在研究區(qū)1，宜用地源熱泵開發(fā)淺層地?zé)豳Y源；研究區(qū)2和研究區(qū)3也可采用地源熱泵，但這2個(gè)區(qū)水量較豐富，采用地下水源熱泵的效率要高于地源熱泵。

5 結(jié)論

1）根據(jù)地層結(jié)構(gòu)和巖石導(dǎo)熱性分析，長(zhǎng)春市區(qū)可劃分3個(gè)地層結(jié)構(gòu)區(qū)，各區(qū)的綜合導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)測(cè)值分別是1.168、1.401、1.612W／（m·℃）。

2）根據(jù)長(zhǎng)春市地下水資源分布特點(diǎn)，建立水源熱泵適宜區(qū)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用模糊綜合評(píng)判法對(duì)3個(gè)地層結(jié)構(gòu)區(qū)進(jìn)行了適宜性評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果是1、2、3區(qū)均可采用地源熱泵開采淺層地?zé)豳Y源，但由于2、3區(qū)水量較豐富，采用水源熱泵的效率會(huì)高于地源熱泵，因此，1區(qū)適宜采用地源熱泵，2、3區(qū)適宜采用水源熱泵開采淺層地?zé)豳Y源。

（References）：

［1］ 官煜.淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用適宜性分區(qū)方法研究［C］／／中國(guó)資源綜合利用協(xié)會(huì)地溫資源綜合利用專業(yè)委員會(huì).地溫資源與地源熱泵技術(shù)應(yīng)用論文集：第四集.北京：地質(zhì)出版社，2011.

Guan Yi.The Research Method of the Suitability Evaluation of the Shallow Geothermal EnergyDevelopment and Utilization［C］／／China Association of Resources Comprehensive Utilization of Geothermal Resources Comprehensive Utilization Speciality Committee.Geothermal Resources and Ground－Source Heat Pump Technical Paper：IV.Beijing：Geological Publishing House，2011.

［2］ 江劍，董殿書，王立發(fā)，等.層次分析法在北京平原區(qū)淺層地溫能開發(fā)適宜區(qū)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用［C］／／中國(guó)資源綜合利用協(xié)會(huì)地溫資源綜合利用專業(yè)委員會(huì).地溫資源與地源熱泵技術(shù)論文集：第三集.北京：地質(zhì)出版社，2008：38－44.

Jiang Jian，Dong Dian－shu，Wang Li－fa，et al.The Application of AHP About Shallow Geothermal Energy Evaluation in Beijing Plain Area［C］／／China Association of Resources Comprehensive Utilization of Geothermal Resources Comprehensive Utilization Speciality Committee.Geothermal Resources and Ground－Source Heat Pump Technical Paper：III.Beijing：Geological Publishing House，2008：38－44.

［3］ 呂悅.中國(guó)地源熱泵技術(shù)應(yīng)用發(fā)展情況調(diào)查報(bào)告（2005－2006）［J］.工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2007（9）：4－11.

LüYue.China Ground Source Heat Pump Technology Development Situation Investigation Report（2005－2006）［J］.Engineering Design and Construction，2007（9）：4－11.

［4］ 韓再生.淺層地?zé)崮艿膶傩院屠茫跜］／／中國(guó)資源綜合利用協(xié)會(huì)地溫資源綜合利用專業(yè)委員會(huì).地溫資源與地源熱泵技術(shù)應(yīng)用論文集：第二集.北京：地質(zhì)出版社，2008：27－31.

Han Zai－sheng.Geothermal Resources and Ground－Source Heat Pump Technical Paper［C］／／China Association of Resources Comprehensive Utilization of Geothermal Resources Comprehensive Utilization Speciality Committee.The Properties of Shallow Geothermal Energy and Use：II.Beijing：Geological Publishing House，2008：27－31.

［5］ 王秉臣.淺層地溫（熱）能資源特性及評(píng)價(jià)方法對(duì)地源熱泵工程的意義［C］／／中國(guó)資源綜合利用協(xié)會(huì)地溫資源綜合利用專業(yè)委員會(huì).地溫資源與地源熱泵技術(shù)論文集：第二集.北京：地質(zhì)出版社，2008：3－7.

Wang Bing－chen.The Significance of Shallow Geothermal Properties and Evaluation Methods on the Ground－Source Heat Pump Project［C］／／China Association of Resources Comprehensive Utilization of Geothermal Resources Comprehensive Utilization Speciality Committee.Geothermal Resources and Ground－Source Heat Pump Technical Paper：II.Beijing：Geological Publishing House，2008：3－7.

［6］ DZ／T 0225－2009淺層地?zé)崮芸辈樵u(píng)價(jià)規(guī)范［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009：3－4.

DZ／T 0225－2009Shallow Geothermal Energy Exploration and Evaluation of Specifications［S］.Beijing：China Standards Press，2009：3－4.

［7］ GB 50366－2005地溫?zé)岜孟到y(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范［S］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009：7－8.

GB 50366－2005Geothermal Heat Pump System Engineering Specifications［S］.Beijing：China Building Industry Press，2009：7－8.

［8］ 鄒海峰.黃驊凹陷中區(qū)和南區(qū)古地溫特征及其與油氣運(yùn)聚的關(guān)系［J］.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué)版，2003：173－177.

Zou Hai－feng.The Features of the Paleo－Geotherm in Huanghua Depression and the Relationship Between the Features and the Migration－Accumulation of Oil－Gas［J］.Journal of Jilin University：Earth Science Edition，2003：173－177.

［10］ 曹成立.長(zhǎng)春市地下水動(dòng)態(tài)研究［J］.世界地質(zhì)，2010，29（3）：479－484.

Cao Cheng－li.Dynamic Study of Groundwater in Changchun City［J］.Global Geology，2010，29（3）：479－484.

［11］ 牟淑琴，陳延龍.吉林省長(zhǎng)春市十年地下水動(dòng)態(tài)及其分析［M］.北京：科學(xué)出版社，1992.

Mou Shu－qin，Chen Yan－long.The Dynamic and Analysis of Groundwater in Changchun City of Jilin Province［M］.Beijing：Science Press，1992.

［12］ Hamdeh A.Measurement of the Thermal Conductivity of Sandy Loam and Clay Loam Soils Using Single and Dual Probes［J］.Journal of Agricultural Engineering Research，2001，80（2）：209－216.

［13］ Hamdeh A.Thermal Properties of Soils as Affected by Density and Water Content［J］.Biosystems Engineering，2003，86（1）：97－102.

［14］ Singh D N，Devid K.Generalized Relationships for Estimating Soil Thermal Resistivity［J］.Exp Thermal Fluid Sci，2000，22：133－143.

［15］ Naidu A D，Singh D N.A Generalized Procedure for Determining Thermal Resistivity of Soils［J］.International Journal of Thermal Sciences，2004，43（1）：43－51.

Suitability Evaluation of the Shallow Geothermal Energy Development and Utilization in Changchun District City

Wang Nan1，2，Cao Jian－feng1，Zhao Ji－chang3，Li Shu－guang4

1.College of Environment and Resources，Jilin University，Changchun 130026，China 2.Institute of Water Resources and Environment，Changchun Institute of Technology，Changchun 130021，China 3.Geology and Environment Survey Bureau of China，Beijing 100081，China 4.College of Earth Sciences，Jilin University，Changchun 130021，China

The conditions of shallow geothermal energy is controlled by geological conditions，hydrogeological conditions and the thermal conductivity of rocks.According to geological and hydrogeological conditions，and analysis of rock thermal conductivity，Changchun urban area can be divided into three stratum structure areas and the No.1is bedrock fissure water belt in the west of Jiajiawazi－Balipu－Xinglonggou，the No.2is from bedrock fissure water belt in the east of Jiajiawazi－Balipu－Xinglonggou to terrace scarp zone of Yitong River and the No.3is the Yitong River valley region.The measured thermal conductivity are 1.168，1.401and 1.612respectively.According to analysis of relevant factors，we establish the evaluation index system of ground－source heat pump andgroundwater source heat pump suitable areas and put forward the optimum area，more appropriate area and unsuitable zone.We use the fuzzy comprehensive evaluation method to evaluate the three stratum structure areas.The results of evaluation is that the No.1area is not suitable for groundwater source heat pump and the No.2，No.3area are suitable.

Changchun City；shallow geothermal energy；suitability evaluation；evaluation system；fuzzy comprehensive judgement

book=2012,ebook=514

P641.1；P314.1

A

1671－5888（2012） 04－1139－06

2011－10－26

吉林省科學(xué)技術(shù)廳重點(diǎn)項(xiàng)目（20090481）

王楠（1980－），男，博士研究生，主要從事地下水資源研究工作，E－mail：nancy2297＠163.com

曹劍鋒（1943－），男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事地下水系統(tǒng)和水資源系統(tǒng)工程研究，E－mail：caojianfeng＠jlu.edu.cn。