Suitability Zoning for Groundwater Source Heat Pump Based on Adaptive BPNN-GIS Method

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2021.063

Abstract

Abstract:

Based on the geological and hydrogeological conditions of Shijiazhuang City, the suitability evaluation index system of groundwater source heat pump is established. The adaptive BP neural network and GIS coupling method were used to evaluate the suitability of groundwater source heat pump, and the results were compared with the fuzzy analytic hierarchy process. The results show that in addition to the difference in the area, the suitability distribution of the two methods is basically the same. The proportion difference of the suitable area between the BP neural network and fuzzy analytic hierarchy process is only 3.80%, 8.06%, and 11.86%, respectively. The self-adaptive BPNN-GIS evaluation method could resolve the drawbacks of traditional manual adjustment and subjective weighting. Meanwhile, both the evaluation efficiency and accuracy are higher, which can reflect the degree of single point suitability in the study area.

Key words: groundwater source heat pump, BP neural network, suitability area, Shijiazhuang

CLC Number:

P641

YAN Baizhong, SUN Jian, CHEN Jiaqi, SUN Fengbo, LI Xiaomeng, FU Qingjie. Suitability Zoning for Groundwater Source Heat Pump Based on Adaptive BPNN-GIS Method[J]. Geoscience, 2023, 37(04): 963-971.

Figures/Tables 13

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标度	定义	说明
0.5	同等重要	两指标相比较,同等重要
0.6	稍微重要	两指标相比较,某指标比另一指标稍微重要
0.7	明显重要	两指标相比较,某指标比另一指标明显重要
0.8	重要很多	两指标相比较,某指标比另一指标重要很多
0.9	极端重要	两指标相比较,某指标比另一指标极端重要
0.1~0.4	反比较	以上指标之间的反比较

标度	定义	说明
0.5	同等重要	两指标相比较,同等重要
0.6	稍微重要	两指标相比较,某指标比另一指标稍微重要
0.7	明显重要	两指标相比较,某指标比另一指标明显重要
0.8	重要很多	两指标相比较,某指标比另一指标重要很多
0.9	极端重要	两指标相比较,某指标比另一指标极端重要
0.1~0.4	反比较	以上指标之间的反比较

要素指标	分级	赋值	要素指标	分级	赋值
含水层厚度(m)	<40	1	矿化度 (mg/L)	<600	9
	40~60	3		600~700	8
	60~80	5		700~800	7
	80~120	7		800~900	6
	>120	9		>900	5
地下水位埋深(m)	<20	2	富水性 (m³/ (h·m))	<30	2
	20~25	4		30~50	4
	25~30	6		50~100	6
	30~40	8		>100	8
	40~45	6	渗透系数 (m/d)	<100	4
	45~50	4		100~200	6
	>50	2		>200	8
Fe³⁺ (mg/L)	<1	7	硬度 (mg/L)	<450	5
Fe³⁺ (mg/L)	>1	3		450~500	4
水温 (℃)	<15	5		500~550	3
	15~15.5	6	550~600		2
	15.5~16	7	>600		1
	16~16.5	8	地面沉降	较好	7
	>16.5	9		中等	5
				较差	3

要素指标	分级	赋值	要素指标	分级	赋值
含水层厚度(m)	<40	1	矿化度 (mg/L)	<600	9
	40~60	3		600~700	8
	60~80	5		700~800	7
	80~120	7		800~900	6
	>120	9		>900	5
地下水位埋深(m)	<20	2	富水性 (m³/ (h·m))	<30	2
	20~25	4		30~50	4
	25~30	6		50~100	6
	30~40	8		>100	8
	40~45	6	渗透系数 (m/d)	<100	4
	45~50	4		100~200	6
	>50	2		>200	8
Fe³⁺ (mg/L)	<1	7	硬度 (mg/L)	<450	5
Fe³⁺ (mg/L)	>1	3		450~500	4
水温 (℃)	<15	5		500~550	3
	15~15.5	6	550~600		2
	15.5~16	7	>600		1
	16~16.5	8	地面沉降	较好	7
	>16.5	9		中等	5
				较差	3

位置	单位涌水量(m³/(d·m))	单位回灌量/单位涌水量	地下水位年下降量(m)	类别
适宜区	>500	>0.8	<0.8	三项指标均符合
较适宜区	300~500	0.5~0.8	0.8~1.5	除适宜区和不适宜区以外的地区
不适宜区	<300	<0.5	>1.5	任一项指标符合