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基于德尔菲法的高放废物地质处置库场址适宜性评价方法

阅读:656发布:2020-06-02

专利汇可以提供基于德尔菲法的高放废物地质处置库场址适宜性评价方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 属于 核设施退役 与 放射性 废物治理领域,具体涉及一种基于德尔菲法的高放废物地质处置库场址适宜性评价方法。本发明的方法包括以下步骤:步骤1.确定高放废物地质处置库场址适宜性定量评价的指标;步骤2.构建指标定量化的规则和标准;步骤3.用德尔菲法确定指标的权重;步骤4.计算高放废物地质处置库场址适宜性最终分值。本发明以建立评价指标为 基础 ,以德尔菲法为手段来确定指标权重,以构建指标定量化的规则和标准为核心,解决了高放废物地质处置库场址适宜性定量评价的难题,适用于高放废物地质处置库等大型、复杂且安全评价周期超长的场址适宜性定量化评价。,下面是基于德尔菲法的高放废物地质处置库场址适宜性评价方法专利的具体信息内容。

1.一种基于德尔菲法的高放废物地质处置库场址适宜性评价方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1.确定高放废物地质处置库场址适宜性定量评价的指标;
步骤2.构建指标定量化的规则和标准;
步骤3.用德尔菲法确定指标的权重;
步骤4.计算高放废物地质处置库场址适宜性最终分值。
2.根据权利要求1所述的一种基于德尔菲法的高放废物地质处置库场址适宜性评价方法,其特征在于:步骤1所述指标包括:规划选址阶段指标、区域调查阶段指标、以及场址评价和确认阶段指标。
3.根据权利要求2所述的一种基于德尔菲法的高放废物地质处置库场址适宜性评价方法,其特征在于:步骤2中,采用PQV、QQV和SQV分别代表规划选址阶段指标适宜性标度、区域调查阶段指标适宜性标度、以及场址评价和确认阶段指标适宜性标度;
PQVi1j1表示规划选址阶段第i1个一级指标中第j1个二级指标的适宜性标度;QQVi2j2表示区域调查阶段第i2个一级指标中第j2个二级指标的适宜性标度;SQVi3j3表示场址评价和确认阶段第i3个一级指标中第j3个二级指标的适宜性标度;
步骤2.1.规划选址阶段各指标适宜性标度取值
设规划选址阶段第i个一级指标的适宜性标度为PQVi,其中i=1~5;
I、地质条件一级指标PQV1
(1)候选围岩厚度PRT
取值规则和方法:如果泥质岩和盐岩地质体连续分布厚度小于100m,其它岩类厚度小于500m,则适宜性标度PQV11=0;如果泥质岩和盐岩地质体连续分布厚度小于100m,其它岩类厚度小于500m,适宜性标度PQV11=10;
(2)候选围岩埋深PRD
取值规则和方法:如果候选围岩埋深满足地下500m~1000m深度范围,PQV12=10;否则,PQV12=0;
(3)候选围岩岩层倾PFA
取值规则和方法:对于非层状类候选围岩岩体,PQV13=10;对于层状类地质体,当PFA<
5°时,PQV13=10,当5°≤PFA<10°时,PQV13=5,其他情况PQV13=0;
II、未来自然变化条件一级指标PQV2
(1)区域地震动峰值加速度PSL
取值规则和方法:如果PSL>0.2g,PQV21=0;如果0.15g(2)到区域大地构造二级单元边界的距离PGZ
取值规则和方法:如果预选区边界到区域大地构造二级单元边界的距离PGZ<25km,PQV22=0,即应该缩小预选区的范围;如果PGZ>100km,PQV22=10;如果25km≤PGZ≤100km,PQV22根据等分原则和线性插值法确定;
(3)到极端地质作用强烈影响区的距离PGA
取值规则和方法:如果PGA<25km,PQV23=0;如果PGA>100km,PQV23=10;如果25km≤PGA≤100km,PQV23根据等分原则和线性插值法确定;
(4)自然地质灾害发育程度PND
取值规则和方法:自然地质灾害发育程度分为强烈、中等、弱和不发育四个等级,这四个等级对应的适宜性标度PQV24依次为0、2、7、10;
III、地球化学条件一级指标PQV3
(1)预选区主要围岩类型PTR
取值规则和方法:当PTR为结晶岩、泥质岩、凝灰岩和盐岩这四类岩石时,PQV31=10;否则,PQV31=0;
IV、环境保护条件一级指标PQV4
(1)到三江源头保护区的距离PSS
取值规则和方法:如果PSS=0,则PQV41=0;如果PSS>80km,则PQV41=10;如果080km,按照等分原则和线性插值原则取值;
(2)省级以上环境敏感区的数量PEP
取值规则和方法:统计以预选区中心为圆点80km半径范围内法律法规规定的省级及国家级环境敏感区的数量,如果PEP<20个,则PQV42=10;如果PEP>500个,则PQV42=1;如果20个≤PEP≤500个,按等分原则和线性插值方法确定;(3)重要体的数量PWP
取值规则和方法:统计以预选区中心为圆点80km半径范围内在下游方向法律法规规定的省级及国家级重要水体的数量,如果PWP<10个,则PQV43=10;如果PWP>100个,则PQV43=
1;如果10个≤PWP≤100个,按等分原则和线性插值方法确定;(4)预选区绝对海拔高度PHE取值规则和方法:如果预选区最高处的海拔高度超过3500m,PQV44=0;否则,PQV44=10;
V、社会经济和人文条件一级指标PQV5
(1)区域绝对人口密度PAP
取值规则和方法:区域绝对人口密度指预选区内常驻人口和流动人口总和与预选区的面积比值,如果PAP≥400人/km2,PQV51=0;如果200人/km2≤PAP<400人/km2,PQV51=1;如果
100人/km2≤PAP<200人/km2,PQV51=3;如果20人/km2≤PAP<100人/km2,PQV51=6;如果PAP<
20人/km2,PQV51=10;
(2)重要城镇数量PTW
取值规则和方法:重要城镇数量指预选区内包含的中等及以上规模城镇的数量,如果PTW≤5个,PQV52=10;如果5个100个,PQV52=1;
(3)区域人均生产总值PDP
取值规则和方法:在此阶段区域人均生产总值用预选区所在省级行政区的人均生产总值表征,如果预选区跨多个省级行政区,则按照面积平均后累加;假设全国人均生产总值用PDPn表示,全国省级行政区人均生产总值排在前10名的人均生产总值的平均值用PDP10表示,如果PDP≤PDPn,PQV53=10;如果PDP≥PDP10,PQV53=1;其他情况下,PQV53=5;
步骤2.2.区域调查阶段各指标适宜性标度取值
设区域调查阶段第i个一级指标的适宜性标度用QQVi表示,其中i=1~5;
1、地质条件一级指标QQV1
(1)候选围岩面积QGA
取值规则和方法:如果QGA<50km2,QQV11=1;如果QGA>300km2,则QQV11=10;如果50km2≤QGA≤300km2,QQV11按照等分原则和线性插值原则取值;(2)候选围岩厚度QRT取值规则和方法:如果QRT<100m,QQV12=0;如果QRT>500m,QQV12=10;如果100m≤QRT≤
500m,QQV12按照等分原则和线性原则取值;(3)候选围岩埋深QRD
取值规则和方法:如果候选围岩埋深满足地下500m~1000m深度范围,QQV13=10;否则,QQV13=0;
(4)断裂构造分布面密度QSD
取值规则和方法:断裂构造指切割并穿越预选地段的断裂构造,断裂构造分布面密度
2 4
指在均匀或较均匀分布条件下单位面积内断裂构造数量;如果QSD<1条/km ,QQV1 =10;如果QSD>10条/km2,QQV14=1;如果1条/km2≤QSD≤100条/km2,QQV14按照等分原则和线性原则取值;II、水文地质条件一级指标QQV2
(1)地下水位埋深QWB
1 1
取值规则和方法:假设拟建处置库的埋藏深度为MZ,如果QWB≤MZ,QQV2=5;否则,QQV2=10;
(2)地下水水梯度QHI
取值规则和方法:如果QHI<1‰,QQV22=10;如果QHI>100‰,QQV22=0;如果1‰≤QHI≤
2
100‰,QQV2按照等分原则和线性原则取值;(3)岩体地渗透系数占比QK
取值规则和方法:采用数理统计方法,用岩体低渗透系数≤1×10-8m/s所占比例大小确定QQV23取值;当某地段内岩体的低渗透系数≤1×10-8m/s的占比P{QK│QK≤1×10-8m/s}=1时,QQV23=10;当0.01(4)到区域排泄区的距离QPD
取值规则和方法:如果QPD<50km,QQV24=1;如果QPD>200km,QQV24=10;如果50km≤QPD≤200km,QQV24按等分原则和线性原则取值;(5)断裂构造的导水性QTF
取值规则和方法:重要断裂构造指切割并穿越岩体的断裂构造;在此阶段,根据断裂构造的性质和充填物特征定性判别,分为导水能力差、中、强三种情况,其对应的适宜性标度QQV25取值依次为10、1、0.1;
III、地球化学条件一级指标QQV3
(1)地下水TDS,即QTW
取值规则和方法:如果QTW>100g/l,QQV31=1;如果QTW<1g/l,QQV31=10;如果1g/l≤QTW≤100g/l,QQV31根据等分原则和线性插值法确定;
(2)地下水Eh值,即QEH
取值规则和方法:如果QEH=0,QQV32=6;如果QEH<0,QQV32=10;如果QEH>0,QQV32=1;
(3)地下水年龄QAW
取值规则和方法:如果QAW≤30年,QQV33=0;如果30年1000年10000年,QQV33=10;
(4)地下水中硫酸根浓度QSC
4 4
取值规则和方法:如果QSC<500mg/L,QQV3 =10;如果QSC>5000mg/L,QQV3 =1;如果
500mg/L≤QSC≤5000mg/L,QQV34按照等分原则和线性插值法确定;(5)地下水中氯离子浓度QCC
取值规则和方法:如果QCC<1000mg/l,QQV35=10;如果QCC>5000mg/l,QQV35=1;如果
1000mg/l≤QCC≤5000mg/l,QQV35按照等分原则和线性插值法确定;IV、环境保护条件一级指标QQV4
(1)省级以上环境敏感区的数量QEP
取值规则和方法:统计以地段中心为圆点25km半径范围内法律法规规定的省级及国家级环境敏感区的数量;如果QEP<5个,QQV41=10;如果QEP>50个,QQV41=1;5个≤QEP≤50个,QQV41按等分原则和线性插值方法确定;(2)重要水体的数量QWP
取值规则和方法:统计以预选地段中心为圆点25km半径范围内法律法规规定的省级及国家级重要水体的数量;如果QWP<5个,QQV42=10;如果QWP>20个,QQV42=1;如果5个≤QWP≤20个,QQV42按等分原则和线性插值方法确定;V、社会经济和人文条件一级指标QQV5(1)区域绝对人口密度QAP
取值规则和方法:区域绝对人口密度QAP指以地段中心为圆心半径15km范围内的常驻人口和流动人口总和与面积之比,QAP越大越不适宜选址;如果QAP<5人/km2,QQV51=10;如果QAP>200人/km2,QQV51=0;如果5人/km2≤QAP≤200人/km2,QQV51按等分原则和线性插值方法确定;(2)重要城镇数量QTW
取值规则和方法:重要城镇数量QTW指以地段中心为圆心半径15km范围内的中等及以上规模城镇的数量;如果QTW>50,QQV52=1;如果10(3)人均生产总值QDP
取值规则和方法:此阶段人均生产总值QDP指预选地段所在地级行政区的人均生产总值,如果预选地段跨多个地级行政区,则按照面积平均后累加;假设全国地级行政区的人均生产总值的平均值为QDPx,全国地级行政区中人均生产总值排在倒数第50名的人均生产总值用QDP-50表示;如果QDP>2QDPx,QQV53=1;如果QDPx步骤2.3.场址评价和确认阶段各指标适宜性标度取值
设场址评价和确认阶段第i个一级指标的分值用SQVi表示,其中i=1~10;
1、地质条件一级指标SQV1
(1)候选围岩面积SGA
取值规则和方法:如果候选围岩面积SGA<10km2,SQV11=1;如果10km2≤SGA<20km2,SQV11=3;如果20km2≤SGA<50km2,SQV11=6;如果SGA≥50km2,SQV11=10;
(2)候选围岩厚度SRT
取值规则和方法:如果候选围岩厚度SRT<100m,SQV12=0;如果100m≤SRT<200m,SQV12=
2 2
3;如果200m≤SRT<400m,SQV1=6;如果SRT≥400m,SQV1=10;
(3)岩石导热系数SCT
取值规则和方法:候选场址中SCT最大者的SQV13=10,候选场址中SCT最小者的SQV13=
1,其他候选场址的SQV13按等分原则和线性插值方法确定;
(4)断裂构造分布面密度SSD
取值规则和方法:此阶段仅统计切割并穿越候选场址的断裂构造,如果断裂构造分布面密度SSD>5/km2,SQV14=1;如果5/km2≥SSD>1/km2,SQV14=3;如果1/km2≥SSD>0.2/km2,SQV14=6;如果SSD≤0.2/km2,SQV14=10;
(5)到重要断裂构造的加权距离SFD
取值规则和方法:所谓重要断裂构造指切割并穿越了预选地段的断裂构造,在此阶段统计范围为候选场址周围25km范围;假设第i个候选场址周围25km范围内有重要断裂构造m个,其距离用DSj表示;按照距离场址由近及远给定每条重要断裂构造的权重,用kj表示,距离DSj与权重kj的关系如下式所示:
设距离kj内重要断裂构造数量用Yk表示,其中k为距离区间数量,则该第i个候选场址到重要断裂构造的加权距离指标SFDi表示如下:
对于所有候选场址,SFD最大者的SQV15=10,SFD最小者的SQV15=1,其他场址的SQV15按等分原则和线性插值法确定;
II、未来自然变化条件一级指标SQV2
(1)强烈地质作用发生概率SPG
取值规则和方法:假设第j个候选场址的某一地质作用发生的概率为Pi,i=1,2,3,…,K,则选择这些地质作用发生概率最大者代表该候选场址出现强烈地质作用的概率,即SPGj=Max(Pi,i=1,2,3,…,K);要求SPGj小于万分之一,当满足小于万分之一时,第j个候选场址的SQV21的值取10;其他场址的SQV21按等分原则和线性插值法确定;
(2)极端气象气候灾害发生概率SPT
取值规则和方法:假设第j个候选场址的某一极端气象气候灾害发生的概率为Pi,i=1,
2,3,…,K,则选择这些气象气候灾害发生概率最大者代表该候选场址出现极端气象气候灾害的概率,即SPTj=Max(Pi,i=1,2,3,…,K);要求SPTj发生的概率小于一百五十分之一,当SPTj发生的概率小于一百五十分之一时,第j个候选场址的SQV22取值为10,当SPTj发生的概率为百分之一百时,SQV22取值为0,其他场址的SQV22按等分原则和线性插值法确定;
(3)场址到活动断层的距离SMP
取值规则和方法:如果SMP≤5km,SQV23=0;如果5km100km,SQV23=10;
(4)场地SL-2级水平峰值加速度SSL
取值规则和方法:候选场址中SSL最大者的SQV24=1,候选场址中SSL最小者的SQV24=
10,其他候选场址的SQV24值按等分原则和线性插值法确定;
(5)场址近区域外围附近无高震级发震断层带指向场址SZX
取值规则和方法:设候选场址边界外围25km范围内为场址近区域,如果候选场址的场址近区域外围附近具有发生不小于7级地震的发震构造带并指向该候选场址,则从SZX角度考虑该候选场址不适宜作为场址;否则,从SZX角度考虑该候选场址适宜作为场址;场址近区域外围附近无高震级发震断层带指向场址,则SQV25取值为10,场址近区域外围附近有高震级发震断层带指向场址,则取值为0,其他候选场址的SQV25值按等分原则和线性插值法确定;
(6)场址近区域内无发震断层指向场址SZJ
取值规则和方法:设候选场址边界外围25km范围内为场址近区域,如果候选场址的场址近区域内有发震断层并指向候选场址,则从SZJ角度考虑该候选场址不适宜作为场址;否
6
则,从SZJ角度考虑该候选场址适宜作为场址;场址近区域内无发震断层指向场址,SQV2 取值为10,场址近区域内有发震断层指向场址,SQV26取值为0,其他候选场址的SQV26值按等分原则和线性插值法确定;
III、水文地质条件一级指标SQV3
(1)地下水水力梯度SHI
取值规则和方法:如果SHI<1‰,SQV31=10;如果SHI>100‰,SQV31=0;如果1‰≤SHI≤
100‰,SQV31按照等分原则和线性原则取值;(2)岩体地渗透系数占比SK
取值规则和方法:采用数理统计方法,用岩体渗透系数≤1×10-9m/s的所占比例大小确定SQV32取值;当某场址内岩体的渗透系数SK≤1×10-9m/s的占比P{SK│SK≤1×10-9m/s}=1时,SQV32=10;当占比满足0.01(3)到区域排泄区的距离SPD
取值规则和方法:如果SPD<50km,SQV33=1;如果SPD>200km,SQV33=110;如果50km≤SPD≤200km,SQV33按照等分原则和线性原则取值;
(4)断裂构造的导水系数STF
取值规则和方法:在此阶段,重点考虑切割并穿越候选场址的断裂构造的导水性,获得定量数据;采用数理统计方法,用断裂构造的导水系数≤1×10-5m2/s的概率大小确定某候选场址的适宜性标度SQV34取值;当某候选场址内STF≤1×10-5m2/s的概率P{STF│STF≤1×
10-5m2/s}=1时,SQV34=10;当概率0.01(5)处置库与重要水体的水力联系指标SHR
取值规则和方法:考虑候选场址下游80km范围内的重要水体,如果处置库候选场址所在地下水系统与下游水体有水力联系,则场址不适宜,SQV35取值为0;否则,场址适宜SQV35取值为10,其他候选场址的SQV35按等分原则和线性插值方法确定;
IV、地球化学条件一级指标SQV4
(1)特征放射性核素在岩石矿物中的吸附系数SKD
取值规则和方法:候选场址中SKD值最小者的SQV41=1,候选场址中SKD最大者的SQV41=
10,其他候选场址的SQV41按等分原则和线性插值方法确定;
(2)特征放射性核素在裂隙充填物中的吸附系数SKF
取值规则和方法:候选场址中SKF值最小者的SQV42=1,候选场址中SKF最大者的SQV42=
10,其他候选场址的SQV42按等分原则和线性插值方法确定;
(3)地下水TDS,即STW
取值规则和方法:如果STW>100g/l,SQV43=1;如果STW<1g/l,SQV43=10;如果1g/l≤STW≤100g/l,SQV43根据等分原则和线性插值法确定;(4)地下水年龄SAW
取值规则和方法:如果30年4
=6;如果SAW>10000年,SQV4=10;
(5)地下水中硫酸根浓度SSC
取值规则和方法:如果SSC<500mg/L,SQV45=10;如果SSC>5000mg/L,SQV45=1;如果
500mg/L≤SSC≤5000mg/L,SQV45按照等分原则和线性插值法确定;(6)地下水中氯离子浓度SCC
取值规则和方法:如果SCC<1000mg/l,SQV46=10;如果SCC>5000mg/l,SQV46=1;如果
1000mg/l≤SCC≤5000mg/l,SQV46按照等分原则和线性插值法确定;(7)放射性物质在岩石中的有效扩散系数SDE
7 7
取值规则和方法:候选场址中SDE最大的SQV4 =10,候选场址中SDE最小的SQV4=1,其他候选场址的SQV47按等分原则和线性插值方法确定;
(8)放射性物质在地下水系统中的溶解度SSD
取值规则和方法:候选场址中SSD最大的SQV48=1,候选场址中SSD最小的SQV48=10,其他候选场址的SQV48按等分原则和线性插值方法确定;
V、人类活动一级指标
(1)场址到可利用资源地的距离SUD
取值规则和方法:对于SUD最大的候选场址,SQV51=10,对于SUD最小的候选场址,SQV51=1,其他候选场址的SQV51按等分原则和线性插值方法确定;
(2)人类活动引起的场址淹没概率SFH
取值规则和方法:对于SFH最大的候选场址,SQV52=1,对于SFH最小的候选场址,SQV52=
10,其他候选场址的SQV52按等分原则和线性插值方法确定;
VI、建造与工程条件一级指标
(1)岩石强度与应力比SRP
取值规则和方法:假设岩石单轴抗压强度RC与测得的最大主应力σ1比值用RP表示,即RP=RC/σ1;当某场址内RP≥5的概率为1时,即SRP=P{RP│RPi≥5}=1,SQV61=10,其中i=1,
2,…,K,K为某场址内完成的试验数量;当0.1≤SRP<1时,SQV61=10×P;当SRP<0.1时,
1
SQV6=1;
(2)岩体完整性指数指标SKV
取值规则和方法:岩体完整程度分为完整、较完整、较破碎、破碎、极破碎五个等级,其对应的岩体完整性指数Kv范围分别为:Kv>0.75,0.552
≤0.35,Kv<0.15,其对应的适宜性标度SQV6取值分别为10、4、1、0.1、0;
(3)温度和辐照作用下岩石的损伤应力值STR
取值规则和方法:对于STR最大的候选场址,SQV63=10,对于STR最小的候选场址,SQV63=1,其他候选场址的SQV63按等分原则和线性插值方法确定;
(4)温度和辐照作用下岩石的蠕变速率SRR
取值规则和方法:对于SRR最大的候选场址,SQV64=1,对于SRR最小的候选场址,SQV64=
10,其他候选场址的SQV64按等分原则和线性插值方法确定;
(5)场地比高SBG
取值规则和方法:对于SBG最大的候选场址,SQV65=1,对于SBG最小的候选场址,SQV65=
10,其他候选场址的SQV65按等分原则和线性插值方法确定;
VII、废物运输条件一级指标SQV7
(1)到乏燃料商用后处理厂的距离SDM
取值规则和方法:对于SDM最大的候选场址,SQV71=1,对于SDM最小的候选场址,SQV71=
10,其他候选场址的SQV71按等分原则和线性插值方法确定;
(2)新增改建运输道路的路程SGD
取值规则和方法:对于SGD最大的候选场址,SQV72=1,对于SGD最小的候选场址,SQV72=
10,其他候选场址的SQV72按等分原则和线性插值方法确定;
(3)废物运输费用STD
3 3
取值规则和方法:对于STD最大的候选场址,SQV7=1,对于STD最小的候选场址,SQV7 =
10,其他候选场址的SQV73按等分原则和线性插值方法确定;
(4)运输中产生的辐射照射剂量SPR
取值规则和方法:对于SPR最大的候选场址,SQV74=1,对于SPR最小的候选场址,SQV74=
10,其他候选场址的SQV74按等分原则和线性插值方法确定;
VIII、环境保护条件一级指标SQV8
(1)到国家级保护区的加权距离指标SDS
取值规则和方法:统计范围为候选场址周围80km,设第i个候选场址周围80km范围内有国家级保护区m个,其距离用DSj表示;按照距离场址由近及远给定每个保护区的权重,用kj表示,距离DSj与权重kj的关系如下式所示:
设距离kj内保护区数量用Yk表示,其中k为距离区间数量,则该第i个候选场址到国家级保护区的加权距离指标SDSi表示如下:
SDS=0时,SQV81=0;SDS≠0时,对于SDS最大的候选场址,SQV81=10,对于SDS最小的候选场址,SQV81=1,其他情况按等分原则和线性插值法确定;
(2)到省级保护区的加权距离指标SDA
取值规则和方法:统计范围为候选场址周围80km,设第i个候选场址周围80km范围内有省级保护区m个,其距离用DAj表示;按照距离场址由近及远给定每个保护区的权重,用kj表示,距离与权重的关系如下式所示:
设距离kj内保护区数量用Yk表示,其中k为距离区间数量,则该候选场址到省级保护区的加权距离指标SDAi表示如下:
SDA=0时,SQV82=0;SDA≠0时,对于SDA最大的候选场址,SQV82=10,对于SDA最小的候选场址,SQV82=1,其他情况按等分原则和线性插值法确定;(3)到下游重要水体的加权距离指标SDW
取值规则和方法:统计范围为候选场址周围80km,假设第i个候选场址下游周围80km范围内有重要水体m个,其距离用DWj表示;按照距离场址由近及远给定下游每个重要水体的权重,用kj表示,距离与权重的关系如下式所示:
设距离kj内保护区数量用Yk表示,其中k为距离区间数量,则该候选场址到到下游重要水体的加权距离指标SDWi表示如下:
SDW=0时,SQV83=0;SDW≠0时,对于SDW最大的候选场址,SQV83=10;对于SDW最小的候选场址,SQV83=1,其他情况按等分原则和线性插值法确定;
IX、土地利用条件一级指标SQV9
(1)土地利用类型SLC
取值规则和方法:如果土地类型为农用地中的耕地、园地、林地、草地,SQV91=5;如果土地利用类型为建设用地中的商服用地、工矿仓储用地、住宅用地、公共管理与公共服务用地、特殊用地,SQV91=0;如果土地类型为未利用地中的其他土地,SQV91=10;如果土地利用类型为除上述列举的类型之外的类型,SQV91=7;
(2)土地利用价值SVL
取值规则和方法:土地利用价值分为利用价值高、中、低及无利用价值四个等级,其适宜性标度SQV92值依次为1、3、6、10;
X、社会经济和人文条件一级指标SQV10
(1)少数民族人口比例SMP
取值规则和方法:假设以场址周围地区半径80km为评价地带,SMP参数值与适宜性标度值SQV101之间的关系如下:
(2)地方政府是否支持SCS
取值规则和方法:调查统计范围为场址周围80km范围内涉及到的县市级及以上地方政府;如果地方政府积极支持,SQV102=10;如果地方政府不反对,SQV102=6;如果地方政府反对,SQV102=0;
(3)当地公众支持场址的比例SPS
取值规则和方法:对候选场址所在区域的常住人口进行问卷调查,统计范围为场址周围80km范围内涉及到的县市级行政区域;如果当地公众支持场址的比例SPS<50%,SQV103=
0;如果当地公众支持场址的比例SPS≥50%,SQV103根据不同SPS值按等分原则和线性插值法确定。

说明书全文

基于德尔菲法的高放废物地质处置库场址适宜性评价方法

技术领域

[0001] 本发明属于核设施退役放射性废物治理领域,具体涉及一种基于德尔菲法的高放废物地质处置库场址适宜性评价方法。

背景技术

[0002] 高放射性核废物,简称高放废物,其放射性强、毒性大、发热,且核素半衰期极长,必须采取可靠的手段将其与人类生存环境有效隔离。从目前世界发展情况看,采用深地质埋藏(距地表深约500-1000米的地质体中)并与生物圈隔离的地质处置方式被认为是一种有效、安全的处置手段,已成为国际共识。高放废物的安全处置在科学、技术、人文和社会学方面面临一系列重大、复杂的难题,其难点在于如何实现高放废物与生物圈进行充分、彻底、可靠地隔离;如何实现隔离时间超过一万年、甚至十万年;如何有效预测隔离的可靠性等。其中,如何选择符合条件的场址、如何评价场址的适宜性是解决高放废物安全处置的科学技术难题之一。
[0003] 我国的《放射性污染防治法》明确规定“高平放射性固体废物实行集中的深地质处置”。根据2011年国务院公布的《放射性废物安全管理条例》,我国大陆地区低、中水平放射性固体废物处置设施关闭后应满足300年以上的安全隔离要求;高水平放射性固体废物和α放射性固体废物深地质处置设施关闭后应满足1万年以上的安全隔离要求。因而,高放废物地质处置库工程又称之为万年工程,其场址的筛选和适宜性评价既不同于一般民用工程,也不同于现有的所有核工程。
[0004] 我国高放废物地质处置库场址筛选和评价工作始于1985年,初步在全国筛选了6大预选区和21个重点地段以及7个候选场址,但场址筛选和评价工作仍然处于整个高放废物地质处置研究开发的初期阶段。无论是预选区筛选还是重点地段和候选场址的筛选,采用的方法是专家主观定性评价。
[0005] 定量化评价是信息化时代,特别是大数据时代管理学的重要发展方向,广泛应用于自然科学和社会科学研究中,为科学决策提供支撑。鉴于高放废物地质处置库工程具有建设条件复杂、安全等级高、服务期限长(1万年以上)等特点,处置库场址适宜性定量化评价是高放废物地质处置研究开发过程中场址决策的必然要求。
[0006] 德尔菲法是在20世纪40年代由赫尔默(Helmer)和戈登(Gordon)首创,1946年,美国兰德公司为避免集体讨论存在的屈从于权威或盲目服从多数的缺陷,首次采用这种方法进行定性预测,后来该方法被迅速广泛采用。如前所述,德尔菲法本身仅仅是一权重预测方法,通过专家按照规定程序调查指标的权重,因此德尔菲法本身不能进行场址适宜性定量评价,仅仅为适宜性定量评价提供了不可或缺的权重参数输入。换言之,对于场址适宜性定量评价来说,仅仅有权重还不够,必须与定量化评价指标结合起来才能进行定量化评价。
[0007] 如何利用德尔菲法为高放废物地质处置库场址适宜性进行定量化评价是核设施退役与放射性废物治理技术领域亟需解决的技术问题。

发明内容

[0008] 本发明需要解决的技术问题为:高放废物地质处置库场址适宜性难以进行定量评价。
[0009] 本发明的技术方案如下所述:
[0010] 一种基于德尔菲法的高放废物地质处置库场址适宜性评价方法,包括以下步骤:步骤1.确定高放废物地质处置库场址适宜性定量评价的指标;步骤2.构建指标定量化的规则和标准;步骤3.用德尔菲法确定指标的权重;步骤4.计算高放废物地质处置库场址适宜性最终分值。
[0011] 步骤1所述指标包括:规划选址阶段指标、区域调查阶段指标、以及场址评价和确认阶段指标。
[0012] 步骤2中,采用PQV、QQV和SQV分别代表规划选址阶段指标适宜性标度、区域调查阶段指标适宜性标度、以及场址评价和确认阶段指标适宜性标度;
[0013] PQVi1j1表示规划选址阶段第i1个一级指标中第j1个二级指标的适宜性标度;QQVi2j2表示区域调查阶段第i2个一级指标中第j2个二级指标的适宜性标度;SQVi3j3表示场址评价和确认阶段第i3个一级指标中第j3个二级指标的适宜性标度;
[0014] 步骤2.1.规划选址阶段各指标适宜性标度取值
[0015] 设规划选址阶段第i个一级指标的适宜性标度为PQVi,其中i=1~5;
[0016] I、地质条件一级指标PQV1
[0017] (1)候选围岩厚度PRT
[0018] 取值规则和方法:如果泥质岩和盐岩地质体连续分布厚度小于100m,其它岩类厚度小于500m,则适宜性标度PQV11=0;如果泥质岩和盐岩地质体连续分布厚度小于100m,其它岩类厚度小于500m,适宜性标度PQV11=10;
[0019] (2)候选围岩埋深PRD
[0020] 取值规则和方法:如果候选围岩埋深满足地下500m~1000m深度范围,PQV12=10;否则,PQV12=0;
[0021] (3)候选围岩岩层倾PFA
[0022] 取值规则和方法:对于非层状类候选围岩岩体,PQV13=10;对于层状类地质体,当PFA<5°时,PQV13=10,当5°≤PFA<10°时,PQV13=5,其他情况PQV13=0;
[0023] II、未来自然变化条件一级指标PQV2
[0024] (1)区域地震动峰值加速度PSL
[0025] 取值规则和方法:如果PSL>0.2g,PQV21=0;如果0.15g0.1g
[0026] (2)到区域大地构造二级单元边界的距离PGZ
[0027] 取值规则和方法:如果预选区边界到区域大地构造二级单元边界的距离PGZ<25km,PQV22=0,即应该缩小预选区的范围;如果PGZ>100km,PQV22=10;如果25km≤PGZ≤
2
100km,PQV2根据等分原则和线性插值法确定;
[0028] (3)到极端地质作用强烈影响区的距离PGA
[0029] 取值规则和方法:如果PGA<25km,PQV23=0;如果PGA>100km,PQV23=10;如果25km≤PGA≤100km,PQV23根据等分原则和线性插值法确定;
[0030] (4)自然地质灾害发育程度PND
[0031] 取值规则和方法:自然地质灾害发育程度分为强烈、中等、弱和不发育四个等级,这四个等级对应的适宜性标度PQV24依次为0、2、7、10;
[0032] III、地球化学条件一级指标PQV3
[0033] (1)预选区主要围岩类型PTR
[0034] 取值规则和方法:当PTR为结晶岩、泥质岩、凝灰岩和盐岩这四类岩石时,PQV31=1
10;否则,PQV3=0;
[0035] IV、环境保护条件一级指标PQV4
[0036] (1)到三江源头保护区的距离PSS
[0037] 取值规则和方法:如果PSS=0,则PQV41=0;如果PSS>80km,则PQV41=10;如果0
[0038] (2)省级以上环境敏感区的数量PEP
[0039] 取值规则和方法:统计以预选区中心为圆点80km半径范围内法律法规规定的省级及国家级环境敏感区的数量,如果PEP<20个,则PQV42=10;如果PEP>500个,则PQV42=1;如果20个≤PEP≤500个,按等分原则和线性插值方法确定;(3)重要水体的数量PWP[0040] 取值规则和方法:统计以预选区中心为圆点80km半径范围内在下游方向法律法规规定的省级及国家级重要水体的数量,如果PWP<10个,则PQV43=10;如果PWP>100个,则PQV43=1;如果10个≤PWP≤100个,按等分原则和线性插值方法确定;(4)预选区绝对海拔高度PHE
[0041] 取值规则和方法:如果预选区最高处的海拔高度超过3500m,PQV44=0;否则,PQV44=10;
[0042] V、社会经济和人文条件一级指标PQV5
[0043] (1)区域绝对人口密度PAP
[0044] 取值规则和方法:区域绝对人口密度指预选区内常驻人口和流动人口总和与预选区的面积比值,如果PAP≥400人/km2,PQV51=0;如果200人/km2≤PAP<400人/km2,PQV51=1;如果100人/km2≤PAP<200人/km2,PQV51=3;如果20人/km2≤PAP<100人/km2,PQV51=6;如果PAP<20人/km2,PQV51=10;
[0045] (2)重要城镇数量PTW
[0046] 取值规则和方法:重要城镇数量指预选区内包含的中等及以上规模城镇的数量,如果PTW≤5个,PQV52=10;如果5个100个,PQV52=1;
[0047] (3)区域人均生产总值PDP
[0048] 取值规则和方法:在此阶段区域人均生产总值用预选区所在省级行政区的人均生产总值表征,如果预选区跨多个省级行政区,则按照面积平均后累加;假设全国人均生产总值用PDPn表示,全国省级行政区人均生产总值排在前10名的人均生产总值的平均值用PDP103 3 3
表示,如果PDP≤PDPn,PQV5=10;如果PDP≥PDP10,PQV5=1;其他情况下,PQV5=5;
[0049] 步骤2.2.区域调查阶段各指标适宜性标度取值
[0050] 设区域调查阶段第i个一级指标的适宜性标度用QQVi表示,其中i=1~5;
[0051] 1、地质条件一级指标QQV1
[0052] (1)候选围岩面积QGA
[0053] 取值规则和方法:如果QGA<50km2,QQV11=1;如果QGA>300km2,则QQV11=10;如果50km2≤QGA≤300km2,QQV11按照等分原则和线性插值原则取值;(2)候选围岩厚度QRT[0054] 取值规则和方法:如果QRT<100m,QQV12=0;如果QRT>500m,QQV12=10;如果100m≤QRT≤500m,QQV12按照等分原则和线性原则取值;
[0055] (3)候选围岩埋深QRD
[0056] 取值规则和方法:如果候选围岩埋深满足地下500m~1000m深度范围,QQV13=10;否则,QQV13=0;
[0057] (4)断裂构造分布面密度QSD
[0058] 取值规则和方法:断裂构造指切割并穿越预选地段的断裂构造,断裂构造分布面2 4
密度指在均匀或较均匀分布条件下单位面积内断裂构造数量;如果QSD<1条/km ,QQV1 =
10;如果QSD>10条/km2,QQV14=1;如果1条/km2≤QSD≤100条/km2,QQV14按照等分原则和线性原则取值;II、水文地质条件一级指标QQV2
[0059] (1)地下水位埋深QWB
[0060] 取值规则和方法:假设拟建处置库的埋藏深度为MZ,如果QWB≤MZ,QQV21=5;否则,QQV21=10;
[0061] (2)地下水水梯度QHI
[0062] 取值规则和方法:如果QHI<1‰,QQV22=10;如果QHI>100‰,QQV22=0;如果1‰≤QHI≤100‰,QQV22按照等分原则和线性原则取值;(3)岩体地渗透系数占比QK[0063] 取值规则和方法:采用数理统计方法,用岩体低渗透系数≤1×10-8m/s所占比例大小确定QQV23取值;当某地段内岩体的低渗透系数≤1×10-8m/s的占比P{QK│QK≤1×10-8m/s}=1时,QQV23=10;当0.01
[0064] (4)到区域排泄区的距离QPD
[0065] 取值规则和方法:如果QPD<50km,QQV24=1;如果QPD>200km,QQV24=10;如果50km≤QPD≤200km,QQV24按等分原则和线性原则取值;
[0066] (5)断裂构造的导水性QTF
[0067] 取值规则和方法:重要断裂构造指切割并穿越岩体的断裂构造;在此阶段,根据断裂构造的性质和充填物特征定性判别,分为导水能力差、中、强三种情况,其对应的适宜性标度QQV25取值依次为10、1、0.1;
[0068] III、地球化学条件一级指标QQV3
[0069] (1)地下水TDS,即QTW
[0070] 取值规则和方法:如果QTW>100g/l,QQV31=1;如果QTW<1g/l,QQV31=10;如果1g/l≤QTW≤100g/l,QQV31根据等分原则和线性插值法确定;(2)地下水Eh值,即QEH[0071] 取值规则和方法:如果QEH=0,QQV32=6;如果QEH<0,QQV32=10;如果QEH>0,QQV32=1;
[0072] (3)地下水年龄QAW
[0073] 取值规则和方法:如果QAW≤30年,QQV33=0;如果30年10000年,QQV33=10;
[0074] (4)地下水中硫酸根浓度QSC
[0075] 取值规则和方法:如果QSC<500mg/L,QQV34=10;如果QSC>5000mg/L,QQV34=1;如果500mg/L≤QSC≤5000mg/L,QQV34按照等分原则和线性插值法确定;(5)地下水中氯离子浓度QCC
[0076] 取值规则和方法:如果QCC<1000mg/l,QQV35=10;如果QCC>5000mg/l,QQV35=1;如果1000mg/l≤QCC≤5000mg/l,QQV35按照等分原则和线性插值法确定;IV、环境保护条件一级指标QQV4
[0077] (1)省级以上环境敏感区的数量QEP
[0078] 取值规则和方法:统计以地段中心为圆点25km半径范围内法律法规规定的省级及国家级环境敏感区的数量;如果QEP<5个,QQV41=10;如果QEP>50个,QQV41=1;5个≤QEP≤1
50个,QQV4按等分原则和线性插值方法确定;(2)重要水体的数量QWP
[0079] 取值规则和方法:统计以预选地段中心为圆点25km半径范围内法律法规规定的省级及国家级重要水体的数量;如果QWP<5个,QQV42=10;如果QWP>20个,QQV42=1;如果5个≤QWP≤20个,QQV42按等分原则和线性插值方法确定;V、社会经济和人文条件一级指标QQV5[0080] (1)区域绝对人口密度QAP
[0081] 取值规则和方法:区域绝对人口密度QAP指以地段中心为圆心半径15km范围内的常驻人口和流动人口总和与面积之比,QAP越大越不适宜选址;如果QAP<5人/km2,QQV51=10;如果QAP>200人/km2,QQV51=0;如果5人/km2≤QAP≤200人/km2,QQV51按等分原则和线性插值方法确定;(2)重要城镇数量QTW
[0082] 取值规则和方法:重要城镇数量QTW指以地段中心为圆心半径15km范围内的中等及以上规模城镇的数量;如果QTW>50,QQV52=1;如果10
[0083] (3)人均生产总值QDP
[0084] 取值规则和方法:此阶段人均生产总值QDP指预选地段所在地级行政区的人均生产总值,如果预选地段跨多个地级行政区,则按照面积平均后累加;假设全国地级行政区的人均生产总值的平均值为QDPx,全国地级行政区中人均生产总值排在倒数第50名的人均生产总值用QDP-50表示;如果QDP>2QDPx,QQV53=1;如果QDPx
[0085] 步骤2.3.场址评价和确认阶段各指标适宜性标度取值
[0086] 设场址评价和确认阶段第i个一级指标的分值用SQVi表示,其中i=1~10;
[0087] 1、地质条件一级指标SQV1
[0088] (1)候选围岩面积SGA
[0089] 取值规则和方法:如果候选围岩面积SGA<10km2,SQV11=1;如果10km2≤SGA<20km2,SQV11=3;如果20km2≤SGA<50km2,SQV11=6;如果SGA≥50km2,SQV11=10;
[0090] (2)候选围岩厚度SRT
[0091] 取值规则和方法:如果候选围岩厚度SRT<100m,SQV12=0;如果100m≤SRT<200m,SQV12=3;如果200m≤SRT<400m,SQV12=6;如果SRT≥400m,SQV12=10;
[0092] (3)岩石导热系数SCT
[0093] 取值规则和方法:候选场址中SCT最大者的SQV13=10,候选场址中SCT最小者的SQV13=1,其他候选场址的SQV13按等分原则和线性插值方法确定;
[0094] (4)断裂构造分布面密度SSD
[0095] 取值规则和方法:此阶段仅统计切割并穿越候选场址的断裂构造,如果断裂构造分布面密度SSD>5/km2,SQV14=1;如果5/km2≥SSD>1/km2,SQV14=3;如果1/km2≥SSD>0.2/km2,SQV14=6;如果SSD≤0.2/km2,SQV14=10;
[0096] (5)到重要断裂构造的加权距离SFD
[0097] 取值规则和方法:所谓重要断裂构造指切割并穿越了预选地段的断裂构造,在此阶段统计范围为候选场址周围25km范围;假设第i个候选场址周围25km范围内有重要断裂构造m个,其距离用DSj表示;按照距离场址由近及远给定每条重要断裂构造的权重,用kj表示,距离DSj与权重kj的关系如下式所示:
[0098]
[0099] 设距离kj内重要断裂构造数量用Yk表示,其中k为距离区间数量,则该第i个候选场址到重要断裂构造的加权距离指标SFDi表示如下:
[0100]
[0101] 对于所有候选场址,SFD最大者的SQV15=10,SFD最小者的SQV15=1,其他场址的SQV15按等分原则和线性插值法确定;
[0102] II、未来自然变化条件一级指标SQV2
[0103] (1)强烈地质作用发生概率SPG
[0104] 取值规则和方法:假设第j个候选场址的某一地质作用发生的概率为Pi,i=1,2,3,…,K,则选择这些地质作用发生概率最大者代表该候选场址出现强烈地质作用的概率,即SPGj=Max(Pi,i=1,2,3,…,K);要求SPGj小于万分之一,当SPGj小于万分之一时,第j个候选场址的SQV21的值取10;其他场址的SQV21按等分原则和线性插值法确定。
[0105] (2)极端气象气候灾害发生概率SPT
[0106] 取值规则和方法:假设第j个候选场址的某一极端气象气候灾害发生的概率为Pi,i=1,2,3,…,K,则选择这些气象气候灾害发生概率最大者代表该候选场址出现极端气象气候灾害的概率,即SPTj=Max(Pi,i=1,2,3,…,K);要求SPTj发生的概率小于一百五十分之一,当SPTj发生的概率小于一百五十分之一时,第j个候选场址的SQV22取值为10,当SPTj2 2
发生的概率为百分之一百时,第j个候选场址的SQV2取值为0,其他场址的SQV2按等分原则和线性插值法确定。
[0107] (3)场址到活动断层的距离SMP
[0108] 取值规则和方法:如果SMP≤5km,SQV23=0;如果5km100km,SQV23=10;
[0109] (4)场地SL-2级水平峰值加速度SSL
[0110] 取值规则和方法:候选场址中SSL最大者的SQV24=1,候选场址中SSL最小者的SQV24=10,其他候选场址的SQV24值按等分原则和线性插值法确定;
[0111] (5)场址近区域外围附近无高震级发震断层带指向场址SZX
[0112] 取值规则和方法:设候选场址边界外围25km范围内为场址近区域,如果候选场址的场址近区域外围附近具有发生不小于7级地震的发震构造带并指向该候选场址,则从SZX角度考虑该候选场址不适宜作为场址;否则,从SZX角度考虑该候选场址适宜作为场址;场5
址近区域外围附近无高震级发震断层带指向场址,则SQV2取值10,场址近区域外围附近有高震级发震断层带指向场址,则取值为0。
[0113] (6)场址近区域内无发震断层指向场址SZJ
[0114] 取值规则和方法:设候选场址边界外围25km范围内为场址近区域,如果候选场址的场址近区域内有发震断层并指向候选场址,则从SZJ角度考虑该候选场址不适宜作为场址;否则,从SZJ角度考虑该候选场址适宜作为场址;场址近区域内无发震断层指向场址,SQV26取值为10,场址近区域内有发震断层指向场址,SQV26取值为0。
[0115] III、水文地质条件一级指标SQV3
[0116] (1)地下水水力梯度SHI
[0117] 取值规则和方法:如果SHI<1‰,SQV31=10;如果SHI>100‰,SQV31=0;如果1‰≤SHI≤100‰,SQV31按照等分原则和线性原则取值;(2)岩体地渗透系数占比SK[0118] 取值规则和方法:采用数理统计方法,用岩体渗透系数≤1×10-9m/s的所占比例大小确定SQV32取值;当某场址内岩体的渗透系数SK≤1×10-9m/s的占比P{SK│SK≤1×10-9m/s}=1时,SQV32=10;当占比满足0.01
[0119] (3)到区域排泄区的距离SPD
[0120] 取值规则和方法:如果SPD<50km,SQV33=1;如果SPD>200km,SQV33=110;如果50km≤SPD≤200km,SQV33按照等分原则和线性原则取值;
[0121] (4)断裂构造的导水系数STF
[0122] 取值规则和方法:在此阶段,重点考虑切割并穿越候选场址的断裂构造的导水性,获得定量数据;采用数理统计方法,用断裂构造的导水系数≤1×10-5m2/s的概率大小确定4 -5 2
某候选场址的适宜性标度SQV3取值;当某候选场址内STF≤1×10 m/s的概率P{STF│STF≤
1×10-5m2/s}=1时,SQV34=10;当概率0.01
[0123] (5)处置库与重要水体的水力联系指标SHR
[0124] 取值规则和方法:考虑候选场址下游80km范围内的重要水体,如果处置库候选场址所在地下水系统与下游水体有水力联系,则场址不适宜,SQV35取值为0;否则,场址适宜SQV35取值为10;
[0125] IV、地球化学条件一级指标SQV4
[0126] (1)特征放射性核素在岩石矿物中的吸附系数SKD
[0127] 取值规则和方法:候选场址中SKD值最小者的SQV41=1,候选场址中SKD最大者的SQV41=10,其他候选场址的SQV41按等分原则和线性插值方法确定;
[0128] (2)特征放射性核素在裂隙充填物中的吸附系数SKF
[0129] 取值规则和方法:候选场址中SKF值最小者的SQV42=1,候选场址中SKF最大者的SQV42=10,其他候选场址的SQV42按等分原则和线性插值方法确定;
[0130] (3)地下水TDS,即STW
[0131] 取值规则和方法:如果STW>100g/l,SQV43=1;如果STW<1g/l,SQV43=10;如果1g/l≤STW≤100g/l,SQV43根据等分原则和线性插值法确定;(4)地下水年龄SAW
[0132] 取值规则和方法:如果30年SQV4=6;如果SAW>10000年,SQV4=10;
[0133] (5)地下水中硫酸根浓度SSC
[0134] 取值规则和方法:如果SSC<500mg/L,SQV45=10;如果SSC>5000mg/L,SQV45=1;如果500mg/L≤SSC≤5000mg/L,SQV45按照等分原则和线性插值法确定;(6)地下水中氯离子浓度SCC
[0135] 取值规则和方法:如果SCC<1000mg/l,SQV46=10;如果SCC>5000mg/l,SQV46=1;如果1000mg/l≤SCC≤5000mg/l,SQV46按照等分原则和线性插值法确定;(7)放射性物质在岩石中的有效扩散系数SDE
[0136] 取值规则和方法:候选场址中SDE最大的SQV47=10,候选场址中SDE最小的SQV47=1,其他候选场址的SQV47按等分原则和线性插值方法确定;
[0137] (8)放射性物质在地下水系统中的溶解度SSD
[0138] 取值规则和方法:候选场址中SSD最大的SQV48=1,候选场址中SSD最小的SQV48=10,其他候选场址的SQV48按等分原则和线性插值方法确定;
[0139] V、人类活动一级指标
[0140] (1)场址到可利用资源地的距离SUD
[0141] 取值规则和方法:对于SUD最大的候选场址,SQV51=10,对于SUD最小的候选场址,SQV51=1,其他候选场址的SQV51按等分原则和线性插值方法确定;
[0142] (2)人类活动引起的场址淹没概率SFH
[0143] 取值规则和方法:对于SFH最大的候选场址,SQV52=1,对于SFH最小的候选场址,SQV52=10,其他候选场址的SQV52按等分原则和线性插值方法确定;
[0144] VI、建造与工程条件一级指标
[0145] (1)岩石强度与应力比SRP
[0146] 取值规则和方法:假设岩石单轴抗压强度RC与测得的最大主应力σ1比值用RP表示,即RP=RC/σ1;当某场址内RP≥5的概率为1时,即SRP=P{RP│RPi≥5}=1,SQV61=10,其中i=1,2,…,K,K为某场址内完成的试验数量;当0.1≤SRP<1时,SQV61=10×P;当SRP<0.1时,
1
SQV6=1;
[0147] (2)岩体完整性指数指标SKV
[0148] 取值规则和方法:岩体完整程度分为完整、较完整、较破碎、破碎、极破碎五个等级,其对应的岩体完整性指数Kv范围分别为:Kv>0.75,0.55
[0149] (3)温度和辐照作用下岩石的损伤应力值STR
[0150] 取值规则和方法:对于STR最大的候选场址,SQV63=10,对于STR最小的候选场址,SQV63=1,其他候选场址的SQV63按等分原则和线性插值方法确定;
[0151] (4)温度和辐照作用下岩石的蠕变速率SRR
[0152] 取值规则和方法:对于SRR最大的候选场址,SQV64=1,对于SRR最小的候选场址,4 4
SQV6=10,其他候选场址的SQV6按等分原则和线性插值方法确定;
[0153] (5)场地比高SBG
[0154] 取值规则和方法:对于SBG最大的候选场址,SQV65=1,对于SBG最小的候选场址,SQV65=10,其他候选场址的SQV65按等分原则和线性插值方法确定;
[0155] VII、废物运输条件一级指标SQV7
[0156] (1)到乏燃料商用后处理厂的距离SDM
[0157] 取值规则和方法:对于SDM最大的候选场址,SQV71=1,对于SDM最小的候选场址,SQV71=10,其他候选场址的SQV71按等分原则和线性插值方法确定;
[0158] (2)新增改建运输道路的路程SGD
[0159] 取值规则和方法:对于SGD最大的候选场址,SQV72=1,对于SGD最小的候选场址,SQV72=10,其他候选场址的SQV72按等分原则和线性插值方法确定;
[0160] (3)废物运输费用STD
[0161] 取值规则和方法:对于STD最大的候选场址,SQV73=1,对于STD最小的候选场址,SQV73=10,其他候选场址的SQV73按等分原则和线性插值方法确定;
[0162] (4)运输中产生的辐射照射剂量SPR
[0163] 取值规则和方法:对于SPR最大的候选场址,SQV74=1,对于SPR最小的候选场址,SQV74=10,其他候选场址的SQV74按等分原则和线性插值方法确定;
[0164] VIII、环境保护条件一级指标SQV8
[0165] (1)到国家级保护区的加权距离指标SDS
[0166] 取值规则和方法:统计范围为候选场址周围80km,设第i个候选场址周围80km范围内有国家级保护区m个,其距离用DSj表示;按照距离场址由近及远给定每个保护区的权重,用kj表示,距离DSj与权重kj的关系如下式所示:
[0167]
[0168] 设距离kj内保护区数量用Yk表示,其中k为距离区间数量,则该第i个候选场址到国家级保护区的加权距离指标SDSi表示如下:
[0169]
[0170] SDS=0时,SQV81=0;SDS≠0时,对于SDS最大的候选场址,SQV81=10,对于SDS最小的候选场址,SQV81=1,其他情况按等分原则和线性插值法确定;
[0171] (2)到省级保护区的加权距离指标SDA
[0172] 取值规则和方法:统计范围为候选场址周围80km,设第i个候选场址周围80km范围内有省级保护区m个,其距离用DAj表示;按照距离场址由近及远给定每个保护区的权重,用kj表示,距离与权重的关系如下式所示:
[0173]
[0174] 设距离kj内保护区数量用Yk表示,其中k为距离区间数量,则该候选场址到省级保护区的加权距离指标SDAi表示如下:
[0175]
[0176] SDA=0时,SQV82=0;SDA≠0时,对于SDA最大的候选场址,SQV82=10,对于SDA最小的候选场址,SQV82=1,其他情况按等分原则和线性插值法确定;(3)到下游重要水体的加权距离指标SDW
[0177] 取值规则和方法:统计范围为候选场址周围80km,假设第i个候选场址下游周围80km范围内有重要水体m个,其距离用DWj表示;按照距离场址由近及远给定下游每个重要水体的权重,用kj表示,距离与权重的关系如下式所示:
[0178]
[0179] 设距离kj内保护区数量用Yk表示,其中k为距离区间数量,则该候选场址到到下游重要水体的加权距离指标SDWi表示如下:
[0180]
[0181] SDW=0时,SQV83=0;SDW≠0时,对于SDW最大的候选场址,SQV83=10;对于SDW最小的候选场址,SQV83=1,其他情况按等分原则和线性插值法确定;
[0182] IX、土地利用条件一级指标SQV9
[0183] (1)土地利用类型SLC
[0184] 取值规则和方法:如果土地类型为农用地中的耕地、园地、林地、草地,SQV91=5;如果土地利用类型为建设用地中的商服用地、工矿仓储用地、住宅用地、公共管理与公共服务用地、特殊用地,SQV91=0;如果土地类型为未利用地中的其他土地,SQV91=10;如果土地利用类型为除上述列举的类型之外的类型,SQV91=7;
[0185] (2)土地利用价值SVL
[0186] 取值规则和方法:土地利用价值分为利用价值高、中、低及无利用价值四个等级,其适宜性标度SQV92值依次为1、3、6、10;
[0187] X、社会经济和人文条件一级指标SQV10
[0188] (1)少数民族人口比例SMP
[0189] 取值规则和方法:假设以场址周围地区半径80km为评价地带,SMP参数值与适宜性标度值SQV101之间的关系如下:
[0190]
[0191] (2)地方政府是否支持SCS
[0192] 取值规则和方法:调查统计范围为场址周围80km范围内涉及到的县市级及以上地方政府;如果地方政府积极支持,SQV102=10;如果地方政府不反对,SQV102=6;如果地方政府反对,SQV102=0;
[0193] (3)当地公众支持场址的比例SPS
[0194] 取值规则和方法:对候选场址所在区域的常住人口进行问卷调查,统计范围为场址周围80km范围内涉及到的县市级行政区域;如果当地公众支持场址的比例SPS<50%,SQV103=0;如果当地公众支持场址的比例SPS≥50%,SQV103根据不同SPS值按等分原则和线性插值法确定。
[0195] 本发明的有益效果为:
[0196] (1)本发明的基于德尔菲法的高放废物地质处置库场址适宜性评价方法,以建立评价指标为基础,以德尔菲法为手段来确定指标权重,以构建指标定量化的规则和标准为核心,解决了高放废物地质处置库场址适宜性定量评价的难题,适用于高放废物地质处置库等大型、复杂且安全评价周期超长(1万年以上)的场址适宜性定量化评价;
[0197] (2)采用本发明的基于德尔菲法的高放废物地质处置库场址适宜性评价方法,完成了对高放废物地质处置新疆预选区雅满苏和天湖地段候选场址筛选与评价研究项目中重点地段的适宜性评价和候选场址推选,经过评价,以10分为满分,雅满苏地段适宜性标度为8.26,天湖地段适宜性标度为8.08,因此判定雅满苏地段的适宜性优于天湖地段,主要表现在雅满苏地段具有岩体面积较大、完整、渗透性较低、裂隙网络不发育、断裂构造或蚀变带导水能力极弱等优点。

具体实施方式

[0198] 下面结合实施例对本发明的基于德尔菲法的高放废物地质处置库场址适宜性评价方法进行详细说明。
[0199] 本发明的基于德尔菲法的高放废物地质处置库场址适宜性评价方法,包括以下4个步骤:
[0200] 步骤1.确定高放废物地质处置库场址适宜性定量评价的指标
[0201] 确定高放废物地质处置库场址适宜性定量评价的指标本方法的基础。本发明参考《世界核地质科学》期刊论文“高放废物地质处置库场址适宜性定量化评价的指标体系初探”中确定的原则和提出的指标体系,确定高放废物地质处置库场址适宜性定量评价的指标。
[0202] 指标分为规划选址阶段、区域调查阶段、场址评价和确认阶段共三个阶段,由10个一级指标和59个二级指标组合而成。其中,规划选址阶段的场址适宜性定量化评价指标由地质条件、未来自然变化条件、地球化学条件、环境保护条件以及社会经济和人文条件等5个一级指标和15个二级指标构成;区域调查阶段的场址适宜性定量化评价指标由地质条件、水文地质条件、地球化学条件、环境保护条件以及社会经济和人文条件等5个一级指标和19个二级指标构成;场址评价和确认阶段的场址适宜性定量化评价指标由地质条件、未来自然变化、水文地质、地球化学、建造和工程条件、人类活动、废物运输、环境保护、土地使用、社会经济和人文条件等10个一级指标和43个二级指标构成。各阶段的一级指标和二级指标组合关系如表1所示。
[0203] 表1高放废物地质处置库场址适宜性定量评价指标列表
[0204]
[0205]
[0206]
[0207] 步骤2.构建指标定量化的规则和标准
[0208] 构建指标定量化的规则和标准是本方法的核心,目的是在建立指标与场址适宜性的定量关系,即针对高放废物地质处置库场址适宜性定量评价指标建立了每一个指标参数与适宜性标度之间的函数关系。
[0209] 所谓指标参数,是指描述处置库场址某一特征或者属性的数据、信息。所谓适宜性标度,是指用来度量一级指标或二级指标对场址适宜性影响程度的定量化数值。
[0210] 采用PQV、QQV和SQV分别代表规划选址阶段、区域调查阶段、场址评价和确认阶段指标适宜性标度。具体而言,PQVi1j1表示规划选址阶段第i1个一级指标中第j1个二级指标的适宜性标度;QQVi2j2表示区域调查阶段第i2个一级指标中第j2个二级指标的适宜性标度;SQVi3j3表示场址评价和确认阶段第i3个一级指标中第j3个二级指标的适宜性标度。
[0211] 步骤2.1.规划选址阶段各指标适宜性标度取值
[0212] 在此阶段,场址区域筛选指标体系由地质条件、未来自然变化条件、地球化学条件、环境保护条件、社会经济和人文条件等5个一级指标和15个二级指标构成,如表1所示。假设第i个一级指标的适宜性标度为PQVi,其中i=1~5。
[0213] 1、地质条件一级指标PQV1
[0214] (1)候选围岩厚度PRT
[0215] 取值规则和方法:候选围岩厚度越大越好。如果泥质岩和盐岩地质体连续分布厚度小于100m,其它岩类厚度小于500m,则适宜性标度PQV11=0;如果泥质岩和盐岩地质体连1
续分布厚度小于100m,其它岩类厚度小于500m,适宜性标度PQV1=10。
[0216] (2)候选围岩埋深PRD
[0217] 取值规则和方法:一般要求处置库埋藏在地下500m~1000m深度范围内,该深度标准为国际共识,如果满足该深度范围,PQV12=10;否则,PQV12=0。
[0218] (3)候选围岩岩层倾角PFA
[0219] 取值规则和方法:对于非层状类候选围岩岩体,PQV13=10;对于层状类地质体,当PFA<5°时,PQV13=10,当5°≤PFA<10°时,PQV13=5,其他情况PQV13=0。
[0220] 2、未来自然变化条件一级指标PQV2
[0221] (1)区域地震动峰值加速度PSL
[0222] 取值规则和方法:以国家标准中国地震动参数区划图(GB18306-2001)给出的地震动峰值加速度分区值为依据,处于低值的区域比处在高值的区域适宜性更好。如果PSL>0.2g,PQV21=0;如果0.15g0.05g
[0223] (2)到区域大地构造二级单元边界的距离PGZ
[0224] 取值规则和方法:以张培震院士编著的中国区域大地构造分区与分级所定义的二级构造单元为依据,如果预选区边界到区域大地构造二级单元边界的距离PGZ<25km,则PQV22=0,即应该缩小预选区的范围;如果PGZ>100km,则PQV22=10;如果25km≤PGZ≤100km,PQV22根据等分原则和线性插值法确定,PGZ指标参数值与适宜性标度值PQV22之间的关系如表2所示。
[0225] 表2PGZ参数值与适宜性标度PQV22取值关系表
[0226]PGZ(km) <25 25~33 33~42 42~50 50~58 58~67 67~75 75~83 83~92 92~100 >100PQV22 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
[0227] (3)到极端地质作用强烈影响区的距离PGA
[0228] 取值规则和方法:如果PGA<25km,则PQV23=0;如果PGA>100km,则PQV23=10;如果25km≤PGA≤100km,PQV23根据距离远近按等分原则取值,PGA指标参数值与适宜性标度值PQV23之间的关系如表3所示。
[0229] 表3PGA参数值与适宜性标度PQV23取值关系表
[0230]
[0231] (4)自然地质灾害发育程度PND
[0232] 取值规则和方法:本报告以《中国西部地质灾害图(1:250万)》定义的标准和分区为依据,自然地质灾害发育程度可分为强烈、中等、弱和不发育四个等级,这四个等级对应的适宜性标度PQV24依次为0、2、7、10。
[0233] 3、地球化学条件一级指标PQV3
[0234] (1)预选区主要围岩类型PTR
[0235] 取值规则和方法:当PTR为结晶岩、泥质岩、凝灰岩和盐岩等四类岩石时,PQV31=10;否则,PQV31=0。
[0236] 4、环境保护条件一级指标PQV4
[0237] (1)到三江源头保护区的距离PSS
[0238] 取值规则和方法:如果PSS=0,则PQV41=0;如果PSS>80km,则PQV41=10;如果0
[0239] 表4PSS参数值与适宜性标度PQV41取值关系表
[0240]PSS(km) 0 0~9 9~18 18~27 27~36 36~45 45~54 54~63 63~72 72~80 >80PQV41 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
[0241] (2)省级以上环境敏感区的数量PEP
[0242] 取值规则和方法:主要统计以预选区中心为圆点80km半径范围内法律法规规定的省级及国家级环境敏感区的数量。如果PEP<20个,则PQV42=10;如果PEP>500个,则PQV42=1;如果20个≤PEP≤500个,按等分原则和线性插值方法确定。PEP参数值与PQV42之间的关系如表5所示。
[0243] 表5PEP参数值与适宜性标度PQV42取值关系表
[0244]
[0245] (3)重要水体的数量PWP
[0246] 取值规则和方法:主要统计以预选区中心为圆点80km半径范围内在下游方向法律法规规定的省级及国家级重要水体的数量。如果PWP<10个,则PQV43=10;如果PWP>100个,则PQV43=1;如果10个≤PWP≤100个,按等分原则和线性插值方法确定。PWP参数值与适宜性标度值之间的关系如表6所示。
[0247] 表6PWP参数值与适宜性标度PQV43取值关系表
[0248]
[0249] (4)预选区绝对海拔高度PHE
[0250] 取值规则和方法:如果预选区最高处的海拔高度超过3500m,PQV44=0;否则,PQV44=10。
[0251] 5、社会经济和人文条件一级指标PQV5
[0252] (1)区域绝对人口密度PAP
[0253] 取值规则和方法:区域绝对人口密度指预选区内常驻人口和流动人口总和与预选区的面积比值。如果PAP≥400人/公里2,PQV51=0;如果200人/公里2≤PAP<400人/公里2,PQV51=1;如果100人/公里2≤PAP<200人/公里2,PQV51=3;如果20人/公里2≤PAP<100人/公里2,PQV51=6;如果PAP<20人/公里2,PQV51=10。
[0254] (2)重要城镇数量PTW
[0255] 取值规则和方法:重要城镇数量指预选区内包含的中等及以上规模城镇的数量。如果PTW≤5个,PQV52=10;如果5个如果PTW>100个,PQV52=1。
[0256] (3)区域人均生产总值PDP
[0257] 取值规则和方法:在此阶段区域人均生产总值用预选区所在省级行政区的人均生产总值表征。如果预选区跨多个省级行政区,则按照面积平均后累加。假设全国人均生产总值用PDPn表示,全国省级行政区人均生产总值排在前10名的人均生产总值的平均值用PDP10表示。如果PDP≤PDPn,PQV53=10;如果PDP≥PDP10,PQV53=1;其他情况下,PQV53=5。
[0258] 步骤2.2.区域调查阶段各指标适宜性标度取值
[0259] 在此阶段,场址区域筛选指标体系由地质条件、水文地质条件、地球化学条件、环境保护条件、社会经济和人文条件等5个一级指标和19个二级指标构成,如表1所示。假设第i个一级指标的适宜性标度用QQVi表示,其中i=1~5。
[0260] 1、地质条件一级指标QQV1
[0261] (1)候选围岩面积QGA
[0262] 取值规则和方法:如果QGA<50km2,QQV11=1;如果QGA>300km2,则QQV11=10;如果50km2≤QGA≤300km2,QQV11按照等分原则和线性插值原则取值。候选围岩面积QGA参数值与适宜性标度值之间的关系如表7所示。
[0263] 表7QGA参数值与适宜性标度QQV11取值关系表
[0264]
[0265] (2)候选围岩厚度QRT
[0266] 取值规则和方法:如果QRT<100m,QQV12=0;如果QRT>500m,QQV12=10;如果100m≤QRT≤500m,QQV12按照等分原则和线性原则取值。QRT参数值与适宜性标度值之间的关系如表8所示。
[0267] 表8QRT参数值与适宜性标度QQV12取值关系表
[0268]
[0269] (3)候选围岩埋深QRD
[0270] 取值规则和方法:与规划选址阶段的取值规则相同,一般要求处置库埋藏在地下500m~1000m深度范围内,如果满足该深度范围,QQV13=10;否则,QQV13=0。
[0271] (4)断裂构造分布面密度QSD
[0272] 取值规则和方法:断裂构造指切割并穿越预选地段的断裂构造,断裂构造分布面密度指在均匀或较均匀分布条件下单位面积内断裂构造数量。如果QSD<1条/km2,QQV14=10;如果QSD>10条/km2,QQV14=1;如果1条/km2≤QSD≤100条/km2,QQV14按照等分原则和线性原则取值。QSD参数值与适宜性标度值之间的关系如表9所示。
[0273] 表9QSD参数值与适宜性标度QQV14取值关系表
[0274]QSD(条/km2) <1 1~2 2~3 3~4 4~5 5~6 6~7 7~8 8~10 >10
QQV14 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
[0275] 2、水文地质条件一级指标QQV2
[0276] (1)地下水位埋深QWB
[0277] 取值规则和方法:假设拟建处置库的埋藏深度为MZ,如果QWB≤MZ,QQV21=5;否则,QQV21=10。
[0278] (2)地下水水力梯度QHI
[0279] 取值规则和方法:如果QHI<1‰,QQV22=10;如果QHI>100‰,QQV22=0;如果1‰≤QHI≤100‰,QQV22按照等分原则和线性原则取值。QHI参数值与适宜性标度值之间的关系如表10所示。
[0280] 表10QHI参数值与适宜性标度QQV22取值关系表
[0281]QHI(‰) <1 1~12 12~23 23~34 34~45 45~56 56~67 67~78 78~89 89~100 >100QQV22 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
[0282] (3)岩体地渗透系数占比QK
[0283] 取值规则和方法:采用数理统计方法,用岩体低渗透系数≤1×10-8m/s所占比例大小确定QQV23取值。当某地段内岩体的低渗透系数≤1×10-8m/s的占比P{QK│QK≤1×10-8m/s}=1时,QQV23=10;当0.01
[0284] (4)到区域排泄区的距离QPD
[0285] 取值规则和方法:如果QPD<50km,QQV24=1;如果QPD>200km,QQV24=10;如果50km≤QPD≤200km,QQV24按等分原则和线性原则取值。到区域排泄区的距离QPD指标参数值与适宜性标度值之间的关系如表11所示。
[0286] 表11QPD参数值与适宜性标度QQV24取值关系表
[0287]
[0288] (5)断裂构造的导水性QTF
[0289] 取值规则和方法:重要断裂构造指切割并穿越岩体的断裂构造。在此阶段,一般根据断裂构造的性质和充填物特征定性判别,分为导水能力差、中、强三种情况,其对应的适宜性标度QQV25取值依次为10、1、0.1。
[0290] 3、地球化学条件一级指标QQV3
[0291] (1)地下水TDS,即QTW
[0292] 取值规则和方法:如果QTW>100g/l,QQV31=1;如果QTW<1g/l,QQV31=10;如果1g/l≤QTW≤100g/l,QQV31根据等分原则和线性插值法确定。QTW参数值与适宜性标度值之间的关系如表12所示。
[0293] 表12QTW参数值与适宜性标度QQV31取值关系表
[0294]QTW(g/l) <1 1~13 13~25 25~37 37~49 49~61 61~73 73~85 85~100 >100QQV31 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
[0295] (2)地下水Eh值,即QEH
[0296] 取值规则和方法:如果QEH=0,QQV32=6;如果QEH<0,QQV32=10;如果QEH>0,QQV32=1。
[0297] (3)地下水年龄QAW
[0298] 取值规则和方法:如果QAW≤30年,QQV33=0;如果30年10000年,QQV33=10。
[0299] (4)地下水中硫酸根浓度QSC
[0300] 取值规则和方法:如果QSC<500mg/L,QQV34=10;如果QSC>5000mg/L,QQV34=1;如果500mg/L≤QSC≤5000mg/L,QQV34按照等分法和线性插值法确定。QSC参数值与适宜性标度值之间的关系如表13所示。
[0301] 表13QSC参数值与适宜性标度QQV34取值关系表
[0302]
[0303] (5)地下水中氯离子浓度QCC
[0304] 取值规则和方法:如果QCC<1000mg/l,QQV35=10;如果QCC>5000mg/l,QQV35=1;如果1000mg/l≤QCC≤5000mg/l,QQV35按照等分法和线性插值法确定。QCC参数值与适宜性标度值之间的关系如表14所示。
[0305] 表14QCC参数值与适宜性标度QQV35取值关系表
[0306]
[0307] 4、环境保护条件一级指标QQV4
[0308] (1)省级以上环境敏感区的数量QEP
[0309] 取值规则和方法:主要统计以地段中心为圆点25km半径范围内法律法规规定的省级及国家级环境敏感区的数量。如果QEP<5个,QQV41=10;如果QEP>50个,QQV41=1;5个≤QEP≤50个,QQV41按等分原则和线性插值方法确定。QEP参数值与适宜性标度值之间的关系如表15所示。
[0310] 表15QEP参数值与适宜性标度QQV41取值关系表
[0311]QEP(个) <5 5~11 11~17 17~23 23~29 29~35 35~40 40~45 45~50 >50QQV41 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
[0312] (2)重要水体的数量QWP
[0313] 取值规则和方法:主要统计以预选地段中心为圆点25km半径范围内法律法规规定的省级及国家级重要水体的数量。如果QWP<5个,QQV42=10;如果QWP>20个,QQV42=1;如果52
个≤QWP≤20个,QQV4按等分原则和线性插值方法确定。QWP参数值与适宜性标度值之间的关系如表16所示。
[0314] 表16QWP参数值与适宜性标度QQV42取值关系表
[0315]QWP(个) <5 5~7 7~9 9~11 11~13 13~15 15~17 17~19 19~20 >20
QQV42 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
[0316] 5、社会经济和人文条件一级指标QQV5
[0317] (1)区域绝对人口密度QAP
[0318] 取值规则和方法:区域绝对人口密度QAP指以地段中心为圆心半径15km范围内的常驻人口和流动人口总和与面积之比,QAP越大越不适宜选址。如果QAP<5人/km2,QQV51=10;如果QAP>200人/km2,QQV51=0;如果5人/km2≤QAP≤200人/km2,QQV51按等分原则和线性插值方法确定。QAP参数值与适宜性标度值之间的关系如表17所示。
[0319] 表17QWP参数值与适宜性标度QQV51取值关系表
[0320]
[0321] (2)重要城镇数量QTW
[0322] 取值规则和方法:重要城镇数量QTW指以地段中心为圆心半径15km范围内的中等及以上规模城镇的数量。如果QTW>50,QQV52=1;如果10
[0323] (3)人均生产总值QDP
[0324] 取值规则和方法:此阶段人均生产总值QDP指预选地段所在地级行政区的人均生产总值。如果预选地段跨多个地级行政区,则按照面积平均后累加。假设全国地级行政区的人均生产总值的平均值为QDPx;全国地级行政区中人均生产总值排在倒数第50名的人均生产总值用QDP-50表示。如果QDP>2QDPx,QQV53=1;如果QDPx
[0325] 步骤2.3.场址评价和确认阶段各指标适宜性标度取值
[0326] 场址评价和确认阶段场址适宜性定量化评价指标体系由地质条件、未来自然变化条件、水文地质条件、地球化学条件、人类活动、建造与工程条件、废物运输条件、环境保护条件、土地利用条件、社会经济和人文条件等10个一级指标和43个二级指标构成,如表1所示。假设第i个一级指标的分值用SQVi表示,其中i=1~10。
[0327] 1、地质条件一级指标SQV1
[0328] (1)候选围岩面积SGA
[0329] 取值规则和方法:如果候选围岩面积SGA<10km2,SQV11=1;如果10km2≤SGA<20km2,SQV11=3;如果20km2≤SGA<50km2,SQV11=6;如果SGA≥50km2,SQV11=10。
[0330] (2)候选围岩厚度SRT
[0331] 取值规则和方法:如果候选围岩厚度SRT<100m,SQV12=0;如果100m≤SRT<200m,SQV12=3;如果200m≤SRT<400m,SQV12=6;如果SRT≥400m,SQV12=10。
[0332] (3)岩石导热系数SCT
[0333] 取值规则和方法:候选场址中SCT最大者的SQV13=10,候选场址中SCT最小者的3 3
SQV1=1,其他候选场址的SQV1按等分原则和线性插值方法确定。
[0334] (4)断裂构造分布面密度SSD
[0335] 取值规则和方法:此阶段仅仅统计切割并穿越候选场址的断裂构造。如果断裂构造分布面密度SSD>5/km2,SQV14=1;如果5/km2≥SSD>1/km2,SQV14=3;如果1/km2≥SSD>0.2/2 4 2 4
km,SQV1=6;如果SSD≤0.2/km,SQV1=10。
[0336] (5)到重要断裂构造的加权距离SFD
[0337] 取值规则和方法:在此阶段,统计范围为候选场址周围25km范围。所谓重要断裂构造指切割并穿越了预选地段的断裂构造。假设第i个候选场址周围25km范围内有重要断裂构造m个,其距离用DSj表示;按照距离场址由近及远给定每条重要断裂构造的权重,用kj表示,距离与权重的关系如表18所示;假设表18对应的距离区间内重要断裂构造数量用Yk表示,其中k为距离区间数量。则该第i个候选场址到重要断裂构造的加权距离指标SFDi表示如下:
[0338]
[0339] 表18场址到重要断裂构造的距离与权重对应关系表
[0340]
[0341] 对于所有候选场址,SFD最大者的SQV15=10,SFD最小者的SQV15=1,其他场址的SQV15按等分原则和线性插值法确定。
[0342] 2、未来自然变化条件一级指标SQV2
[0343] (1)强烈地质作用发生概率SPG
[0344] 取值规则和方法:假设第j个候选场址的某一地质作用发生的概率为Pi(i=1,2,3,…,K),则选择这些地质作用发生概率最大者代表该候选场址出现强烈地质作用的概率,即SPGj=Max(Pi,i=1,2,3,…,K)。根据我国有关管理规定,处置库安全评价期至少为一万年,因此一般要求发生强烈地质作用的最大概率为万年一遇,即SPGj应小于万分之一。当SPGj小于万分之一,第j个候选场址的SQV21取值为10,其他场址的SQV21按等分原则和线性插值法确定,
[0345] (2)极端气象气候灾害发生概率SPT
[0346] 取值规则和方法:假设第j个候选场址的某一极端气象气候灾害发生的概率为Pi(i=1,2,3,…,K),则选择这些气象气候灾害发生概率最大者代表该候选场址出现极端气象气候灾害的概率,即SPTj=Max(Pi,i=1,2,3,…,K)。根据国内外经验,处置库安全运行期为150年,因此一般要求SPTj发生的概率应小于一百五十分之一。当SPTj发生的概率小于一2
百五十分之一时,第j个候选场址的SQV2取值为10,当SPTj发生的概率为百分之一百时,第j个候选场址的SQV22取值为0,其他场址的SQV22按等分原则和线性插值法确定。
[0347] (3)场址到活动断层的距离SMP
[0348] 取值规则和方法:如果SMP≤5km时,SQV23=0;如果5km10km100km,则SQV2=10。
[0349] (4)场地SL-2级水平峰值加速度SSL
[0350] 取值规则和方法:根据有关标准,通过现场调查和计算获得不同候选场址的场地SL-2级水平峰值加速度。候选场址中SSL最大者的SQV24=1;候选场址中SSL最小者的SQV244
=10,其他候选场址的SQV2值按等分原则和线性插值法确定。
[0351] (5)场址近区域外围附近无高震级发震断层带指向场址SZX
[0352] 取值规则和方法:假设候选场址边界外围25km范围内为场址近区域,如果候选场址的场址近区域外围附近具有发生不小于7级地震的发震构造带并指向该候选场址,则从SZX角度考虑该候选场址不适宜作为场址;否则,从SZX角度考虑该候选场址适宜作为场址。场址近区域外围附近无高震级发震断层带指向场址,则SQV25取值为10,场址近区域外围附近有高震级发震断层带指向场址,则取值为0。
[0353] (6)场址近区域内无发震断层指向场址SZJ
[0354] 取值规则和方法:假设候选场址边界外围25km范围内为场址近区域,如果候选场址的场址近区域内有发震断层并指向候选场址,则从SZJ角度考虑该候选场址不适宜作为场址;否则,从SZJ角度考虑该候选场址适宜作为场址。场址近区域内无发震断层指向场址,SQV26取值为10,场址近区域内有发震断层指向场址,SQV26取值为0;其他候选场址的SQV26值按等分原则和线性插值法确定。
[0355] 3、水文地质条件一级指标SQV3
[0356] (1)地下水水力梯度SHI
[0357] 取值规则和方法:如果SHI<1‰,SQV31=10;如果SHI>100‰,SQV31=0;如果1‰≤SHI≤100‰,SQV31按照等分原则和线性原则取值。SHI参数值与适宜性标度值之间的关系如表19所示。
[0358] 表19SHI参数值与适宜性标度SQV31取值关系表
[0359]SHI(‰) <1 1~12 12~23 23~34 34~45 45~56 56~67 67~78 78~89 89~100 >100SQV31 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
[0360] (2)岩体地渗透系数占比SK
[0361] 取值规则和方法:采用数理统计方法,用岩体渗透系数≤1×10-9m/s的所占比例大小确定SQV32取值。当某场址内岩体的渗透系数SK≤1×10-9m/s的占比P{SK│SK≤1×10-9m/s}=1时,SQV32=10;当占比满足0.01
[0362] (3)到区域排泄区的距离SPD
[0363] 取值规则和方法:如果SPD<50km,SQV33=1;如果SPD>200km,SQV33=110;如果50km≤SPD≤200km,SQV33按照等分原则和线性原则取值。SPD与适宜性标度值之间的关系如表20所示。
[0364] 表20SPD参数值与适宜性标度SQV33取值关系表
[0365]
[0366] (4)断裂构造的导水系数STF
[0367] 取值规则和方法:在此阶段,重点考虑切割并穿越候选场址的断裂构造的导水性,通过水文地质试验等方法获得定量数据。采用数理统计方法,用断裂构造的导水系数≤1×10-5m2/s的概率大小确定某候选场址的适宜性标度SQV34取值。当某候选场址内STF≤1×10-5m2/s的概率P{STF│STF≤1×10-5m2/s}=1时,SQV34=10;当概率0.015m2/s}<1时,SQV34=10×P;当概率P{STF│STF≤1×10-5m2/s}≤0.01时,SQV34=0.1。
[0368] (5)处置库与重要水体的水力联系指标SHR
[0369] 取值规则和方法:主要考虑候选场址下游80km范围内,如果80km以外有特别重要的水体,也需调查。如果处置库候选场址所在地下水系统与下游水体有水力联系则场址不适宜,SQV35取值为0;否则,场址适宜SQV35取值为10,其他候选场址的SQV35按等分原则和线性插值方法确定。
[0370] 4、地球化学条件一级指标SQV4
[0371] (1)特征放射性核素在岩石矿物中的吸附系数SKD
[0372] 取值规则和方法:根据不同SKD值大小确定,候选场址中SKD值最小者的SQV41=1,候选场址中SKD最大者的SQV41=10,其他候选场址的SQV41按等分原则和线性插值方法确定。
[0373] (2)特征放射性核素在裂隙充填物中的吸附系数SKF
[0374] 取值规则和方法:根据不同SKF值大小确定,候选场址中SKF值最小者的SQV42=1,2 2
候选场址中SKF最大者的SQV4 =10,其他候选场址的SQV4 按等分原则和线性插值方法确定。
[0375] (3)地下水TDS,即STW
[0376] 取值规则和方法:如果STW>100g/l,SQV43=1;如果STW<1g/l,SQV43=10;如果1g/l3
≤STW≤100g/l,SQV4根据等分原则和线性插值法确定。STW参数值与适宜性标度值之间的关系如表21所示。
[0377] 表21STW参数值与适宜性标度SQV43取值关系表
[0378]STW(g/l) <1 1~13 13~25 25~37 37~49 49~61 61~73 73~85 85~100 >100SQV43 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
[0379] (4)地下水年龄SAW
[0380] 取值规则和方法:如果30年10000年,SQV44=10。
[0381] (5)地下水中硫酸根浓度SSC
[0382] 取值规则和方法:如果SSC<500mg/L,SQV45=10;如果SSC>5000mg/L,SQV45=1;如果500mg/L≤SSC≤5000mg/L,SQV45按照等分法和线性插值法确定。SSC参数值与适宜性标度值之间的关系如表22所示。
[0383] 表22SSC参数值与适宜性标度SQV45取值关系表
[0384]
[0385] (6)地下水中氯离子浓度SCC
[0386] 取值规则和方法:如果SCC<1000mg/l,SQV46=10;如果SCC>5000mg/l,SQV46=1;如果1000mg/l≤SCC≤5000mg/l,SQV46按照等分法和线性插值法确定。SCC参数值与适宜性标度值之间的关系如表23所示。
[0387] 表23SCC参数值与适宜性标度SQV46取值关系表
[0388]
[0389] (7)放射性物质在岩石中的有效扩散系数SDE
[0390] 取值规则和方法:候选场址中SDE最大的SQV47=10,候选场址中SDE最小的SQV47=1,其他候选场址的SQV47按等分原则和线性插值方法确定。
[0391] (8)放射性物质在地下水系统中的溶解度SSD
[0392] 取值规则和方法:候选场址中SSD最大的SQV48=1,候选场址中SSD最小的SQV48=10,其他候选场址的SQV48按等分原则和线性插值方法确定。
[0393] 5、人类活动一级指标
[0394] (1)场址到可利用资源地的距离SUD
[0395] 取值规则和方法:距离这些资源越远越适宜。如果SUD=0,表明场址压覆了可利用资源,该场址不适宜。对于SUD最大的候选场址,SQV51=10,对于SUD最小的候选场址,SQV51=1,其他候选场址的SQV51按等分原则和线性插值方法确定。
[0396] (2)人类活动引起的场址淹没概率SFH
[0397] 取值规则和方法:对于SFH最大的候选场址,SQV52=1,对于SFH最小的候选场址,SQV52=10,其他候选场址的SQV52按等分原则和线性插值方法确定。
[0398] 6、建造与工程条件一级指标
[0399] (1)岩石强度与应力比SRP
[0400] 取值规则和方法:假设岩石单轴抗压强度RC与测得的最大主应力σ1比值用RP表示,即RP=RC/σ1。当RP≥10时,应力问题不会对工程建造产生影响;当5≤RP<10时,会产生轻微的岩壁开裂现象;当3≤RP<5时,会产生明显的岩壁开裂现象;当RP<3时,会有岩爆现象出现。本研究采用某候选场址内各试验点的RP值的统计概率分布为基准确定SRP指标的赋值,而且以RP≥5的概率大小确定标度值。当某场址内RP≥5的概率为1时,即SRP=P{RP│RPi≥5}=1,SQV61=10,其中i=1,2,…,K,K为某场址内完成的试验数量;当0.1≤SRP<1时,SQV61=10×P;当SRP<0.1时,SQV61=1。
[0401] (2)岩体完整性指数指标SKV
[0402] 取值规则和方法:岩体完整程度分为完整、较完整、较破碎、破碎、极破碎五个等级,其对应的岩体完整性指数Kv范围分别为:Kv>0.75,0.55
[0403] (3)温度和辐照作用下岩石的损伤应力值STR
[0404] 取值规则和方法:岩石的损伤应力值表征了岩石的长期强度,对于处置库长期安全性有重要意义。对于STR最大的候选场址,SQV63=10,对于STR最小的候选场址,SQV63=1,其他候选场址的SQV63按等分原则和线性插值方法确定。
[0405] (4)温度和辐照作用下岩石的蠕变速率SRR
[0406] 取值规则和方法:对于SRR最大的候选场址,SQV64=1,对于SRR最小的候选场址,SQV64=10,其他候选场址的SQV64按等分原则和线性插值方法确定。
[0407] (5)场地比高SBG
[0408] 取值规则和方法:对于SBG最大的候选场址,SQV65=1,对于SBG最小的候选场址,SQV65=10,其他候选场址的SQV65按等分原则和线性插值方法确定。
[0409] 7、废物运输条件一级指标SQV7
[0410] (1)到乏燃料商用后处理厂的距离SDM
[0411] 取值规则和方法:对于SDM最大的候选场址,SQV71=1,对于SDM最小的候选场址,SQV71=10,其他候选场址的SQV71按等分原则和线性插值方法确定。
[0412] (2)新增改建运输道路的路程SGD
[0413] 取值规则和方法:对于SGD最大的候选场址,SQV72=1,对于SGD最小的候选场址,SQV72=10,其他候选场址的SQV72按等分原则和线性插值方法确定。
[0414] (3)废物运输费用STD
[0415] 取值规则和方法:对于STD最大的候选场址,SQV73=1,对于STD最小的候选场址,SQV73=10,其他候选场址的SQV73按等分原则和线性插值方法确定。
[0416] (4)运输中产生的辐射照射剂量SPR
[0417] 取值规则和方法:对于SPR最大的候选场址,SQV74=1,对于SPR最小的候选场址,4 4
SQV7=10,其他候选场址的SQV7按等分原则和线性插值方法确定。
[0418] 8、环境保护条件一级指标SQV8
[0419] (1)到国家级保护区的加权距离指标SDS
[0420] 取值规则和方法:统计范围为候选场址周围80km。假设第i个候选场址周围80km范围内有国家级保护区m个,其距离用DSj表示;按照距离场址由近及远给定每个保护区的权重,用kj表示,距离与权重的关系如表24所示;假设表24对应的距离区间内保护区数量用Yk表示,其中k为距离区间数量,则该第i个候选场址到国家级保护区的加权距离指标SDSi表示如下。SDS值越大候选场址越适宜,其适宜性标度值SQV8越大;如果到国家级保护区的距离为零,则表明候选场址在保护区内,不适宜。
[0421]
[0422] 表24场址到国家级保护区的距离与权重对应关系表
[0423]
[0424] SDS=0时,SQV81=0;SDS≠0时,对于SDS最大的候选场址,SQV81=10,对于SDS最小的候选场址,SQV81=1,其他情况按等分原则和线性插值法确定。
[0425] (2)到省级保护区的加权距离指标SDA
[0426] 取值规则和方法:统计范围为候选场址周围80km。假设第i个候选场址周围80km范围内有省级保护区m个,其距离用DAj表示;按照距离场址由近及远给定每个保护区的权重,用kj表示,距离与权重的关系如表25所示;假设表25对应的距离区间内保护区数量用Yk表示,其中k为距离区间数量,则该候选场址到省级保护区的加权距离指标SDAi表示如下。SDA值越大候选场址越适宜,其适宜性标度值越大;如果到省级保护区的距离为零,则表明候选场址在保护区内,不适宜。
[0427]
[0428] SDA=0时,SQV82=0;SDA≠0时,对于SDA最大的候选场址,SQV82=10,对于SDA最小的候选场址,SQV82=1,其他情况按等分原则和线性插值法确定。
[0429] 表25场址到省级保护区的距离与权重对应关系表
[0430]
[0431] (3)到下游重要水体的加权距离指标SDW
[0432] 取值规则和方法:统计范围为候选场址周围80km。假设第i个候选场址下游周围80km范围内有重要水体m个,其距离用DWj表示;按照距离场址由近及远给定下游每个重要水体的权重,用kj表示,距离与权重的关系如表26所示;假设表26对应的距离区间内保护区数量用Yk表示,其中k为距离区间数量,则该候选场址到下游重要水体的加权距离指标SDWi表示如下。SDW值越大候选场址越适宜,其标度值越大;如果到下游重要水体的加权距离为零,则表明候选场址和水体处于同一位置,不适宜。
[0433]
[0434] SDW=0时,SQV83=0;SDW≠0时,对于SDW最大的候选场址,SQV83=10;对于SDW最小的候选场址,SQV83=1,其他情况按等分原则和线性插值法确定。
[0435] 表26场址到下游重要水体的加权距离与权重对应关系表
[0436]
[0437] 9、土地利用条件一级指标SQV9
[0438] (1)土地利用类型SLC
[0439] 取值规则和方法:土地利用类型指《中华人民共和国土地管理法》和《土地利用现状分类》(GB/T 21010-2007)定义的土地类型。不同的土地利用类型间接表明了土地利用价值。如果土地类型为农用地中的耕地(01)、园地(02)、林地(03)、草地(043),则SQV91取值较小,如SQV91=5;如果土地利用类型为建设用地中的商服用地(05)、工矿仓储用地(06)、住宅用地(07)、公共管理与公共服务用地(08)、特殊用地(09),则SQV91取值为0;如果土地类型为未利用地中的其他土地(124,125,126,127),则SQV91取值为10;如果土地利用类型为除上述列举的类型之外的类型,则SQV91取值较大,如SQV91=7。
[0440] (2)土地利用价值SVL
[0441] 取值规则和方法:土地利用价值可分为利用价值高、中、低及无利用价值四个等级,其适宜性标度SQV92值依次为1、3、6、10。
[0442] 10、社会经济和人文条件一级指标SQV10
[0443] (1)少数民族人口比例SMP
[0444] 取值规则和方法:假设以场址周围地区半径80km为评价地带,一般地,评价地带内少数民族人口占该区域总人口的比例SMP越小越适宜。SMP参数值与适宜性标度值SQV101之间的关系如下。
[0445]
[0446] (2)地方政府是否支持SCS
[0447] 取值规则和方法:调查统计范围为场址周围80km范围内涉及到的县市级及以上地方政府。如果地方政府积极支持,SQV102=10;如果地方政府不反对,SQV102=6;如果地方政府反对,SQV102=0。
[0448] (3)当地公众支持场址的比例SPS
[0449] 取值规则和方法:对候选场址所在区域的常住人口进行问卷调查,统计范围为场址周围80km范围内涉及到的县市级行政区域。如果当地公众支持场址的比例SPS<50%,SQV103=0;如果当地公众支持场址的比例SPS≥50%,SQV103根据不同SPS值按等分原则和线性插值法确定。
[0450] 步骤3.用德尔菲法确定指标的权重
[0451] 采用德尔菲法确定指标的权重,通过专家调查来实现权重赋值,权重是场址适宜性定量化评价不可或缺的输入参数。
[0452] 步骤4.计算高放废物地质处置库场址适宜性最终分值
[0453] 计算高放废物地质处置库场址适宜性最终分值,这是本方法的最终输出结果,是高放废物地质处置库场址适宜性综合排序的依据。本发明参考《世界核地质科学》期刊论文“高放废物地质处置库场址适宜性定量化评价的指标体系初探”中提出的计算方法和步骤,计算高放废物地质处置库场址适宜性最终分值。
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