CN106815790A - 一种地质处置场址预选地段综合评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地质处置场址预选地段综合评价方法。所述方法包括如下步骤：1)确定候选地段十大因素进行评价的指标，采用模糊德菲尔法组织专家对评价指标的合理进行评分，进行统计分析；2)针对候选场址各评价指标，采用层次分析法组织专家评分，并对结果进行统计；3)根据统计结果，建立判断矩阵；4)在判断矩阵中引入决策环境影响因子和认知模糊因子，模拟多种决策环境下的专家评价情形；5)求解判断矩阵，进而求解各候选场址的适宜性评分；6)统计候选场址适宜性排名。

Description

一种地质处置场址预选地段综合评价方法

技术领域

本发明属于放射性废物处置技术领域，具体涉及一种地质处置场址预选地段综合评价方法。

背景技术

目前，国内外针对高放废物地质处置推荐的主流方法为地质处置，要实现地质处置首要的工作是完成高放地质处置场址的筛选，因此，对于地质处置预选地段或场址的综合评价方法是必不可少，是尤为重要的。

我国的高放地质处置概念采用多屏障的原则，人工屏障包括：废物货包(高放玻璃固化体或其他高放废物货包)、处置容器、缓冲材料；天然屏障是指处置库所处的围岩及其覆盖层。那么在选择过程中怎么对地质处置场址预选地段进行合理的综合评价，以选择合适的处置场址是很重要的。

发明内容

本发明所提供的技术，其目的在于对地质处置场址预选地段进行综合评价，以便筛选合适的处置场址。

本方法考虑到人类认知的模糊性以及决策环境对决策结果的影响，依据高放地质处置选址导则，提出了一种模糊数学和层次分析相结合的方法，以完成预选地段的综合评价。

根据高放地质处置选址导则，场址调查和场址特性调查内容应包括：地质条件、未来的自然变化、水文地质、地球化学、人类活动导致的事件、建造条件和工程条件、环境保护、土地利用、废物运输、社会影响十个方面。

地质条件中围岩应具备接纳处置设施，阻滞放射性核素向地表环境迁移的有利的几何、物理和化学特性。围岩深度和尺度应当足以容得下处置设施。围岩的力学性质应当有利于处置设施的安全建造、运行和关闭，有利于保证处置设施周围地质屏障的稳定性。对于产生热量的废物，还需要考虑围岩的热和热力学性质。

未来地球动力学现象(如气候变化、新构造学、地震、火山活动、底辟作用)对围岩的影响，不应使整个处置***的包容能力和隔离能力损害到不可接受的程度。地下水环境的水文地质特性和条件应当使地下水流限制在处置设施的范围之内，应当在所要求的时间段内支持对地下水的安全包容和隔离。地质和水文地质环境的物理化学和地球化学特性，应当限制放射性核素从处置设施向可到达环境的释放，或至少限制它们的迁移。在进行处置设施的选址时，应当考虑场址或场址附近存在的实际或潜在人类活动。应当使这些活动影响处置***包容和隔离能力或引起不可接受后果的可能性最小化；应当选择位于为此目的而开发围岩可能性最小的区域内的场址。应当制定建造和挖掘的总策略，并实施到地下巷道的开发中，确保遵守国家关于建造地下构筑物的法规，确保同时进行的挖掘活动和废物放置活动互不干扰；实施挖方工程，不得引起周围土壤的变化，生成从处置设施到生物圈的不可接受途径。地质处置设施，像其他重大设施一样，必须遵守环境保护的要求和其他非辐射相关规定，在地质处置***对环境可能造成的不利影响中，应当考虑由于挖掘活动和其他工业作业导致的环境降级，包括噪声、视觉影响，或实体影响，如渗漏液；对有显著公共价值的地区的影响；公共水源的降级；对动植物的影响，特别是对濒临灭绝的物种的影响。在选择适合的场址时，应当考虑土地利用和土地使用权，并考虑感兴趣区域内未来的开发和区域规划。放射性废物运输到地质处置设施的过程涉及到对公众电离辐射照射的可能性，建议考虑废物处置设施的运输对公众的剂量影响。还需要考虑建造新的进入路线，或改进现有进入路线的情况，建议考虑相应的经济成本。建造施工，以及接收和搬运废物容器、去污、再包装等地面作业，与任何大型工业活动一样，不应发生在人口密集的地区。但是，场址所在区域应当能够承受项目相关的人口波动和有必要服务需求的区域，如建筑工人和操作人员、住房、旅店、饭店、服务行业、公众文化组织等。一般说来，场址最好选在离开人口密度大的地方，能够承受基础设施的预期变化，并有可利用的劳动力。

为了完成预选地段的综合评价工作，评价思路和方法如下。通过优选的方法选出候选的地段，针对候选地段采用模糊数学和层次分析相结合的方法进行综合评价；综合评价方法实施步骤包括：

1)确定候选地段十大因素进行评价的指标，如地质条件中可以选择地质体面积、地质体厚度、地质体埋深、岩层倾角、断裂构造分布面密度、岩石导热系数作为评价指标；水文地质可以选择裂隙发育分布和渗透性作为评价指标。该阶段可以采用模糊德菲尔法组织专家对评价指标的合理进行评分，进行统计分析。

2)针对候选场址各评价指标，采用层次分析法组织专家评分，并对结果进行统计；

3)根据统计结果，建立判断矩阵；

4)在判断矩阵中引入决策环境影响因子和认知模糊因子，模拟多种决策环境下的专家评价情形；

5)求解判断矩阵，进而求解各候选场址的适宜性评分；

6)统计候选场址适宜性排名。

附图说明

图1为本发明综合评价分析目标树的层次示意图。

图2为本发明地质处置场址预选地段综合评价方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

本发明中，根据高放地质处置库选址导则及要求，综合评价的目标层为高放地质处置库场址选择，准则层为地质条件、未来的自然变化、水文地质、地球化学、人类活动导致的事件、建造条件和工程条件、环境保护、土地利用、废物运输、社会影响，方案层为候选场址，见图1。

在完成层次分析目标树后，根据决策群体意见建立不同层次的判断矩阵，并根据判断矩阵计算出各准则的权重和综合评分是需要解决的问题。那么，怎么建立合理的决策群体意见表征，意见统计以及综合评价方法是很重要的。

1)决策群体

参与预选地段综合评价的人员从职务上应该分为三大类：监管部门人员、主管部门人员、工作人员、专家顾问团；专家顾问团的专业背景应该涵盖预选地段综合评价涉及的十大因素，十大因素包括自然环境制约因素(地质条件、水文地质、地球化学、未来自然变化、建造工程条件)、社会环境制约因素(人类活动、废物运输、土地使用、社会影响、环境保护)。

2)意见表征

通常情况下，层次分析法多采用明确值表征评价对象的得分。实际上，主观评价值多具有模糊性。因此，采用三角模糊数替代判断矩阵中的明确值是很好的应用试验，以解决层次分析中的模糊共识问题。

由于决策群体可能对于层次分析法成对比较成对程序不了解，造成评选的误判。或由于没有先检查问卷的一致性问题，造成模糊一致过低的问题。因此有必要利用层次分析法，事先检验决策群体对于评价准则或子准则的评价一致性(参考判断矩阵的一致性判断方法)。将不合理的以及未通过一致性检验的评价值剔除。留下符合要求的评价值，再建立层次分析法中的模糊评价参数(三角模糊数)的判断矩阵。

通过一致性检验的评价值，纳入三角函数(三角模糊数函数)的建立考虑范围。准则A对应的三角函数表示为：

LR_A＝min(X_Ai),i＝1,...,n 公式9

LU_A＝max(X_Ai),i＝1,...,n 公式11

其中，X_Ai为第i个学者或专家对A准则/子准则的评价值

LR_A为学者或专家群对A准则/子准则评价值的下限

LM_A为学者或专家群对A准则/子准则评价值的几何平均数

LU_A为学者或专家群对A准则/子准则评价值的上限

A为准则/子准则

i为学者或专家

为对A影响因子的模糊数

为了实现将判断矩阵中的明确评价值替换为三角模糊数，引入了模糊程度值区间函数(a)和评价值信赖程度值(λ)，以便决策者了解不同评价环境下的评价结果。a值越小表示决策群对评价准则/子准则共识模糊；反的α愈大者表示决策者对评价准则/子准则共识愈清晰、愈明显。判断矩阵中各准则或子准则之间的相对权重可以用三角模糊数函数表示如下：

其中，表示a_ij的准则/子准则评价值上限，表示a_ij的准则/子准则评价值下限。当α＝0,λ＝0时，代表的是决策群给出的决策评价值最为保守；当α＝1,λ＝1时，代表的是决策群给出的决策评价值最为乐观。

3)意见统计

对于决策群中成员意见的统计，采用先剔除不合要求的评分，再采用加权平均的方法得到各准则或各子准则对应的三角模糊数函数。最后，根据各准则或各子准则统计得到的三角模糊函数构建对应的判断矩阵，进而模拟不同决策情形(决策群组成员对于各准则的认识准确程度和评价值的可信性程度不同)下最为适合的预选场地。对应的判断矩阵可以表示为：

在一般的决策过程中，我们常用评价准则或子准则的权重大小，代表决策准则的重要程度；认为决策群给出的评选值中权重最大者，为左右方案的关键所在。然而，有时候权重较小的评选值反而是影响决策的关键值。为了对不同决策情形下的预选地段进行综合评价分析，采用不同的αλ，αλ分别选择11个不同的数值，模拟121种决策情形下决策群成员达到的共识，即评价意见。

4)筛选方法

该方法的实施步骤如图2所示。

根据121种决策情形下决策群成员意见计算出来的各准则或子准则权重，统计每个候选地段的综合评价指数，然后统计候选地段排序情况。采用排序频次表征各候选地段的排序情况。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种地质处置场址预选地段综合评价方法，其特征在于：

所述方法包括如下步骤：

1)确定候选地段进行评价的指标，采用模糊德菲尔法组织专家对评价指标的合理进行评分，进行统计分析；

2)针对候选场址各评价指标，采用层次分析法组织专家评分，并对结果进行统计；

3)根据前两个步骤的统计结果，建立模糊评价参数的判断矩阵；

4)在判断矩阵中引入决策环境影响因子和认知模糊因子，模拟多种决策环境下的专家评价情形；

5)求解判断矩阵，进而求解各候选场址的适宜性评分；

6)统计候选场址适宜性排名。

2.如权利要求1所述的地质处置场址预选地段综合评价方法，其特征在于：

所述指标包括：地质条件、未来的自然变化、水文地质、地球化学、人类活动导致的事件、建造条件和工程条件、环境保护、土地利用、废物运输、社会影响。

3.如权利要求2所述的地质处置场址预选地段综合评价方法，其特征在于：

所述地质条件中选择地质体面积、地质体厚度、地质体埋深、岩层倾角、断裂构造分布面密度、岩石导热系数作为评价指标。

4.如权利要求2所述的地质处置场址预选地段综合评价方法，其特征在于：

所述水文地质选择裂隙发育分布和渗透性作为评价指标。

5.如权利要求1所述的地质处置场址预选地段综合评价方法，其特征在于：

所述模糊评价参数的准则A对应的三角函数表示为：

LR_A＝min(X_Ai),i＝1,...,n 公式2

LU_A＝max(X_Ai),i＝1,...,n 公式4

其中，X_Ai为第i个学者或专家对A准则/子准则的评价值

LR_A为学者或专家群对A准则/子准则评价值的下限

LM_A为学者或专家群对A准则/子准则评价值的几何平均数

LU_A为学者或专家群对A准则/子准则评价值的上限

A为准则/子准则

i为学者或专家

为对A影响因子的模糊数。

6.如权利要求1所述的地质处置场址预选地段综合评价方法，其特征在于：

所述判断矩阵中各准则或子准则之间的相对权重用三角模糊数函数表示如下：

其中，a为模糊程度值区间函数，λ为评价值信赖程度值，表示a_ij的准则/子准则评价值上限，表示a_ij的准则/子准则评价值下限。

7.如权利要求6所述的地质处置场址预选地段综合评价方法，其特征在于：

所述判断矩阵表示为：