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1地質環(huán)境質量影響因素分析

影響因素分析從淺層地溫能的兩類開發(fā)方式分析，淺層地溫能地質環(huán)境質量的優(yōu)劣主要取決于地質環(huán)境背景條件、區(qū)域環(huán)境地質問題、淺層地溫能開發(fā)層的儲水空間（第四系及含水層）、淺層地溫能開發(fā)層的儲水能力（水量環(huán)境）及影響淺層地溫能開發(fā)設備運行的地下水水質環(huán)境。地質環(huán)境背景條件、區(qū)域環(huán)境地質問題包括的內容很多，在拉薩市對淺層地溫能開發(fā)有影響的因素主要地形坡度、區(qū)域地殼穩(wěn)定性、各種地質災害。人類生存與工程活動適宜在一定的地形坡度區(qū)域，在這個區(qū)域內，人們耕種、建筑各類構筑物都適宜。地形坡度大于這個區(qū)域，人類的生活成本就會大幅增加，甚至是不可能生存。對于淺層地溫能的開發(fā)也不例外，淺層地溫能開發(fā)的適宜坡度應為0-35°，在這個地形坡度內，其坡度越小，其開發(fā)成本也會越小。區(qū)域地殼穩(wěn)定性對淺層地溫的開發(fā)影響也比較顯著，在地震活動頻繁，地震烈度較大的區(qū)域內，開發(fā)淺層地溫能的建設及各種設施均會受到影響。地質災害存在及其危險區(qū)域影響地面地表的各類建筑物，同樣也影響淺層地溫能的開發(fā)區(qū)。因此，地質環(huán)境背景影響因素中，地形坡度越小，其淺層地溫能的開發(fā)條件越好；地震活動頻率越小、地震烈度越小，越適宜于淺層地溫能的開發(fā)。在滑坡、崩塌、泥石流、塌陷及不穩(wěn)定斜坡等地質災害發(fā)生地段及其危險區(qū)內，淺層地溫能的開發(fā)條件差，地質災害的影響區(qū)外，淺層地溫能的開發(fā)條件好。淺層地溫能蘊藏于地表以下一定深度范圍內巖土體、地下水和地表水中，第四系松散層其儲水能力強，滲透系數(shù)大，便于熱交換；其厚度越大，熱交換量越多。因此第四系厚度及含水層總厚度對淺層地溫能開發(fā)的影響較大，其厚度大，有利于淺層地溫能的開發(fā)。但是第四系中卵石層的存在對地埋管熱泵式開發(fā)較為不利，地埋管熱泵式開發(fā)要求第四系中卵石層厚度要小，卵石層厚度越小對地埋管熱泵式開發(fā)條件越好。淺層地溫能開發(fā)層的儲水能力（水量環(huán)境）方面，在儲水能力強的巖土體中，直接利用地下水中蘊藏的熱量，進行淺層地溫能開發(fā)，因此含水層的單位涌水量越大，越有利于淺層地溫能的開發(fā)。當?shù)谒南邓缮佑幸幌潞穸?，含水層厚度小，單位涌水量小時，可利用第四系松散層的儲水能力，利用地層吸水能力，交換巖土體中的熱量，達到開發(fā)淺層地溫能的目的。因此巖土體的回灌率越大，越利于開發(fā)淺層地溫能。地下水位年下降幅大小對淺層地溫能開發(fā)也有一定影響，其降幅越大，淺層地溫能的開發(fā)條件越差。地下水水質環(huán)境情況對淺層地溫能開發(fā)影響主要在設備運行方面。國家地下水質量標準中將地下水質量劃分為五類，一、二、三類水中各組分含量適用于集中式生活飲用水水源及工、農(nóng)業(yè)用水。隨著水質類別的提高，水質變差，水中渾濁度以及其它組分含量大，易沉淀于開發(fā)設備中，影響開發(fā)設備的運行，對開發(fā)淺導溫能也不利；同樣地下水受污染與地下水易結垢也是影響開發(fā)設備的運行，從而影響淺層地溫能的開發(fā)。

2地質環(huán)境質量因素層次分析法

2.1地質環(huán)境質量影響因素的層次性影響地質環(huán)境質量的因子具有層次性特征。地質環(huán)境背景條件、區(qū)域環(huán)境地質問題、淺層地溫能開發(fā)層的儲水空間（第四系及含水層）、淺層地溫能開發(fā)層的儲水能力（水量環(huán)境）及地下水水質環(huán)境是第一層次的因子，它們又包含有幾個第二層次的因子，如地質環(huán)境背景條件包含地形坡度、區(qū)域地殼穩(wěn)定性、地質災害等，而第二層次因子中又可能包含幾個第三層次甚至更低層次因子。為避免參評因子過多，致使各因子的權重分配過小，主要因子作用不突出，進而造成評價結果失真，本次評價采用兩個層次評價（二級評價）即可。由于影響淺層地溫能開發(fā)地質環(huán)境質量的因素較多，為突出主要因子的作用，避免參評因子過多造成評價結果失真，每個一級評價因子下以選取3個二級評價因子，共選取12個二級評價因子進行評價。

2.2評價指標的量化分級評價因子按其對地質環(huán)境質量正負效應的不同可分為正效應因子（正因子）和負效應因子（負因子）。所謂正效應因子指地質環(huán)境質量隨因子指標值的增大而變好，如單位涌水量等；負效應因子指地質環(huán)境質量隨因子指標值的增大而變差，如地形坡度、區(qū)域穩(wěn)定性的地震烈度等等。正、負因子指標的量化方法不同，負因子直接采用其特征值，正因子采用特征值倒數(shù)或其它變數(shù)。

2.2評價因子權值的確定地質環(huán)境質量評價因子的貢獻大小不同，對各因子具有權衡輕重作用程度的數(shù)值稱為權值，因此求權值的過程就是對不同因子間重要性程度的分析過程。權值的確定有多種方法，如層次分析法、專家直接經(jīng)驗法、調查統(tǒng)計法等。其中層次分析法是較為理想的分析方法，它是通過組織經(jīng)驗豐富的專家，集中群體智慧，對各評價因子的相對重要性進行評估打分，然后通過層次分析運算得出各評價因子權重。拉薩市淺層地溫能開發(fā)綜合地質環(huán)境質量評價因子權值采用層次分析法確定。

3模糊質量指數(shù)與模糊數(shù)學模型的構建

3.1模糊質量指數(shù)利用GIS的屬性賦值與空間分析，對地質環(huán)境質量評價區(qū)進行網(wǎng)格劃分，在劃分出的每個網(wǎng)格內，根據(jù)選定的地質環(huán)境因子,建立因子隸屬度函數(shù)和評價矩陣,并進行模糊綜合運算，計算出各網(wǎng)格單元的模糊質量指數(shù)（FQI）值，模糊質量指數(shù)（FQI）值的大小反映劃分的網(wǎng)格內地質環(huán)境質量的優(yōu)劣，F(xiàn)QI值越小，評價網(wǎng)格內的地質環(huán)境質量越好，反之FQI值越大，評價網(wǎng)格內地質環(huán)境質量越差。

3.2評價因子隸屬度的確定隸屬度是反映評價指標隸屬于各種地質環(huán)境狀態(tài)的程度，一般由隸屬函數(shù)確定，它是用來定量描述評價因子對地質環(huán)境質量級別隸屬程度大小的函數(shù)形式。由于影響地質環(huán)境質量因素的相互作用、影響及地質環(huán)境本身的復雜性和模糊性特點，針對拉薩市地質環(huán)境質量影響因素特征，構造半梯形分布隸屬函數(shù)。下面以地質環(huán)境背景與環(huán)境地質災害中的二級因子地形坡度為例構建的隸屬函數(shù)。

4評價結果

通過對拉薩市淺層地溫能開發(fā)利用地質環(huán)境影響因素的分析，構建模糊數(shù)學模型,計算劃分的各網(wǎng)格單元的模糊質量指數(shù)值(FQI)，利用MAPGIS的數(shù)字地面模型子系統(tǒng)，對拉薩市評價區(qū)繪制了模糊質量指數(shù)等值線，劃分出環(huán)境質量評價分區(qū)圖。從拉薩市淺層地溫能地質環(huán)境質量評價圖看出，開發(fā)淺層地溫能的地質環(huán)境質量差和較差區(qū)分布在山前和溝谷內的滑坡、泥石流及崩塌分布區(qū)前緣，易于受地質災害的影響區(qū)。地質環(huán)境質量中等區(qū)位于較差區(qū)的外圍，少量位地山前，該區(qū)受地質災的影響為中等。而地質環(huán)境質量良好和優(yōu)等區(qū)分布于拉薩河谷兩岸，該區(qū)內地形相對平坦，區(qū)域地質環(huán)境穩(wěn)定，地質災害少，第四系厚度大，水量豐富，地下水水質較好，適宜于淺層地溫能開發(fā)。

5結語

1）影響淺層地溫能開發(fā)的地質環(huán)境因素很多，本次評價第一層次考慮了地質環(huán)境背景與環(huán)境地質災害、第四系及含水層環(huán)境、水量環(huán)境及水質環(huán)境四大因素，第二層次選擇地形坡度、地質災害等十二個因素的影響。

2）本次評價的地質環(huán)境質量是針對淺層地溫能開發(fā)利用方面而進行，因其考慮的因素不同，針對的問題不同，因此與一般意義上的地質環(huán)境質量有所區(qū)別，評價的結果也不同。

3）本次評價是在分析各種因素、構建模糊數(shù)學模型，通過大量的網(wǎng)格單元計算作出的，評價結果具有連續(xù)分布的特點，且利用計算機成圖，其結果對淺層地溫能的開發(fā)具有一定的指導意義。

作者：羅水蓮馬利群謝烈平單位：成都水文地質工程地質中心