一种核设施环境监测数据统计分析方法及其系统与流程

文档序号:17721856发布日期:2019-05-22 02:13阅读:264来源:国知局
一种核设施环境监测数据统计分析方法及其系统与流程

本发明涉及辐射环境管理信息技术领域,具体涉及一种核设施环境监测数据统计分析方法及其系统。



背景技术:

《辐射环境监测技术规范》(hj/t61-2001)标准中对各类核设施的监测内容和监测频次进行了规定。目前核设施的成员单位依照制定的年度辐射监测计划进行每年的环境和流出物监测,原有核设施环境监测数据在统计时,对于流出物监测:统计分析放射性流出物的年排放量是否满足排放总量的限值;对于环境监测:统计分析环境介质(包括大气、地表水、地下水、土壤、底泥、生物等)年度监测数据是否满足环境质量标准的要求。运行单位通过该年度的监测数据来分析本年度设施的排放情况并根据排放量评价公众的受照剂量。但某一核设施多年各核素的排放趋势及排放总量,缺少相关的统计和分析,且设施的长期运行所致周围区域的环境整体变化情况、变化趋势与变化规律,目前尚缺少相关的研究工作。



技术实现要素:

针对现有技术中存在的缺陷,本发明的目的在于提供一种核设施环境监测数据统计分析方法及其系统,该统计分析方法及其系统可完成流出物、环境监测数据的长期变化趋势分析,实现历史数据的长期变化规律分析,方便识别各核设施排放口源项的变化情况,各环境监测的浓度富集情况及核基地周围环境的整体环境质量现状。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:

一种核设施环境监测数据统计分析方法,该统计分析方法包括:建立核设施周围环境监测数据数据库、建立核设施流出物监测数据数据库以及对数据库内数据进行统计统计分析;

其中,建立核设施周围环境监测数据数据库的方法为:建立收集包括核设施所在区域及其环境功能区划、受纳水体等基本信息数据的环境基础信息单元、建立收集核设施所在区域的辐射本底调查数据的辐射本底调查数据单元、建立收集核设施的历年辐射环境监测数据的历年辐射环境监测数据单元以及建立收集核设施所处区域的环境质量标准限值的环境质量标准限值单元;

建立核设施流出物监测数据数据库的方法为:建立收集国家法规/标准中核素的排放限值的法规排放标准限值单元、建立收集运行单位的管理目标值的目标值单元、建立收集核设施的历年流出物排放数据的历年流出物排放数据单元以及建立收集包括排放设施基本情况、排风口基本信息等排放基础信息的排放基础信息单元;

对库内数据进行统计分析的方法为:当需要对上述核设施周围环境监测数据数据库或核设施流出物监测数据数据库内某一数据进行分析时,可自动调取该数据信息并通过事先预存对应的计算公式进行统计计算分析,并将统计计算分析的结果通过图表的形式显现出来,其中还可以对超出相应标准限值的数据单独标注出来。

同时,本方案还提供一种依据上述核设施环境监测数据统计分析方法的统计分析系统,该统计分析系统为在核设施环境监测数据统计系统内置监测数据的趋势分析模块,该监测数据的趋势分析模块包括有环境监测数据库模块、流出物监测数据库模块以及数据分析模块,其中所述数据分析模块用于对所述环境监测数据库模块和流出物监测数据库模块中的数据进行调取并进行相应的统计分析,其中所述环境监测数据库模块包括有包括核设施所在区域及其环境功能区划、受纳水体等基本信息数据的环境基础信息单元、建立收集核设施所在区域的辐射本底调查数据的辐射本底调查数据单元、建立收集核设施的历年辐射环境监测数据的历年辐射环境监测数据单元以及建立收集核设施所处区域的环境质量标准限值的环境质量标准限值单元,所述流出物监测数据库模块包括有包含国家法规/标准中核素的排放限值的法规排放标准限值单元、建立收集运行单位的管理目标值的目标值单元、建立收集核设施的历年流出物排放数据的历年流出物排放数据单元以及建立收集包括排放设施基本情况、排风口基本信息等排放基础信息的排放基础信息单元。

进一步,所述数据分析模块包括有以时间为横坐标变化的趋势分析的趋势分析单元。

进一步,所述数据分析模块包括有内置本底扣除公式、归一化排放量计算公式和面源氡估算公式的公式计算单元。

进一步,所述数据分析模块还包括有用于统计多组数据的排放偏差和异常点标注的标注单元。

与现有技术相比,本方案具有的有益技术效果为:本方案所提供的核设施环境监测数据统计分析方法和系统可使得对核设施历年的环境监测数据和流出物监测数据进行统计分析,在进行统计分析的基础上对需要监测的数据得到其发展规律和发展趋势,进而为当需要采取相应的措施时提供分析依据,同时也可以直接直观地对需要了解的数据进行查看,极其方便简单。

附图说明

图1为本发明中核设施环境监测数据统计分析系统结构原理示意图。

图2为本发明中a核电厂重水堆机组气载流出物氚排放量趋势示意图(a核电厂为假设的核电厂名称)。

图3为本发明中a核电厂重水堆机组气载流出物氚归一化排放量趋势示意图。

图4为本发明中a铀矿冶设施废石场氡历年排放趋势示意图。

图5为本发明中a核燃料设施土壤中铀浓度历年变化趋势示意图(未扣除本底)。

图6为本发明中a核燃料设施土壤中铀浓度历年变化趋势示意图(扣除本底)。

图中:

1-监测数据的趋势分析模块,2-环境监测数据库模块,3-流出物监测数据库模块,4-数据分析模块,21-环境基础信息单元,22-辐射本底调查数据单元,23-历年辐射环境监测数据单元,24-环境质量标准限值单元,31-法规排放标准限值单元,32-管理目标值的目标值单元,33-历年流出物排放数据单元,34-排放基础信息单元,41-以时间为横坐标变化的趋势分析的趋势分析单元,42-内置本底扣除公式、归一化排放量计算公式和面源氡估算公式的公式计算单元,43-统计多组数据的排放偏差和异常点标注的标注单元。

具体实施方式

下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

本方案是针对现有某一核设施多年各核素的排放趋势及排放总量,缺少相关的统计和分析,且设施的长期运行所致周围区域的环境整体变化情况、变化趋势与变化规律,目前尚缺少相关的研究工作的问题,进而提出的一种核设施环境监测数据统计分析方法及其系统,该统计分析方法及其系统可完成流出物、环境监测数据的长期变化趋势分析,实现历史数据的长期变化规律分析,方便识别各核设施排放口源项的变化情况,各环境监测的浓度富集情况及核基地周围环境的整体环境质量现状。

首先,本方案提供一种核设施环境监测数据统计分析方法,该统计分析方法包括:建立核设施周围环境监测数据数据库、建立核设施流出物监测数据数据库以及对数据库内数据进行统计统计分析;

其中,建立核设施周围环境监测数据数据库的方法为:建立收集包括核设施所在区域及其环境功能区划、受纳水体等基本信息数据的环境基础信息单元、建立收集核设施所在区域的辐射本底调查数据的辐射本底调查数据单元、建立收集核设施的历年辐射环境监测数据的历年辐射环境监测数据单元以及建立收集核设施所处区域的环境质量标准限值的环境质量标准限值单元;

建立核设施流出物监测数据数据库的方法为:建立收集国家法规/标准中核素的排放限值的法规排放标准限值单元、建立收集运行单位的管理目标值的目标值单元、建立收集核设施的历年流出物排放数据的历年流出物排放数据单元以及建立收集包括排放设施基本情况、排风口基本信息等排放基础信息的排放基础信息单元;

对库内数据进行统计分析的方法为:当需要对上述核设施周围环境监测数据数据库或核设施流出物监测数据数据库内某一数据进行分析时,可自动调取该数据信息并通过事先预存对应的计算公式进行统计计算分析,并将统计计算分析的结果通过图表的形式显现出来,其中还可以对超出相应标准限值的数据单独标注出来。

例如,在实际中当需要分析核设施周围的环境质量现状时,内置监测数据的分析模块将调出数据库的历年环境监测数据,并完成横坐标为时间、纵坐标为不同核素浓度的变化曲线,对于某些天然核素需要扣除本底时,勾选扣除本底,监测数据分析模块可自动调用数据库的辐射本底数据,完成数据浓度的扣除计算工作。为了评价该区域的环境质量整体状况,可自动调用环境基础信息,获取所在区域的环境功能区划以及该区域所执行的环境质量标准限值,在趋势图上给出各污染物的环境质量标准限值,并进行数据比较,给出数据偏差,对超标数据进行标注。

当需要分析核设施某污染物的长期排放情况时,内置监测数据的趋势分析模块将调出该设施各排放口该污染物的历年流出物排放监测数据,并完成横坐标为时间、纵坐标为核素排放量的变化曲线,并按照排放口信息,如排风量、预设的核素比例,自动计算得到设施的总α、总β释放量、各核素的释放量。为了分析运行工况,可一次性勾选核设施的全部排放口,统计排放数据。此外,还可以实现该污染物的排放与我国排放标准的对标比较,监测数据分析模块将调用内置的部分计算公式,如核电厂归一化排放量的计算公式(计算方法为采用流出物的年排放量除以同期的年发电量,得到核素的归一化排放量),实现横坐标为时间、纵坐标为该核素的归一化排放量的变化曲线,勾线与国家标准排放限值比较时,实现与排放限值的对标分析,分析数据与限值的关系,对超标数据或异常点进行标注。

参见附图1所示,同时本方案还对应提供一种核设施环境监测数据统计分析系统,该统计分析系统为在核设施环境监测数据统计系统内置监测数据的趋势分析模块1,该监测数据的趋势分析模块1包括有环境监测数据库模块2、流出物监测数据库模块3以及数据分析模块4,其中数据分析模块4用于对环境监测数据库模块2和流出物监测数据库模块3中的数据进行调取并进行相应的统计分析,其中环境监测数据库模块2包括有包括核设施所在区域及其环境功能区划、受纳水体等基本信息数据的环境基础信息单元21、建立收集核设施所在区域的辐射本底调查数据的辐射本底调查数据单元22、建立收集核设施的历年辐射环境监测数据的历年辐射环境监测数据单元23以及建立收集核设施所处区域的环境质量标准限值的环境质量标准限值单元24;流出物监测数据库模块3包括有包含国家法规/标准中核素的排放限值的法规排放标准限值单元31、建立收集运行单位的管理目标值的目标值单元32、建立收集核设施的历年流出物排放数据的历年流出物排放数据单元33以及建立收集包括排放设施基本情况、排风口基本信息等排放基础信息的排放基础信息单元34。数据分析模块4包括有以时间为横坐标变化的趋势分析的趋势分析单元41、内置本底扣除公式、归一化排放量计算公式和面源氡估算公式的公式计算单元42以及用于统计多组数据的排放偏差和异常点标注的标注单元43。

下面结合具体的实施例对本方案中的核设施环境监测数据统计分析系统进行说明:

假设为了分析某核电厂重水堆机组放射性气载流出物中氚的长期排放是否满足国家法规标准限值,做到达标排放。

首先,监测数据的趋势分析模块1将调用流出物监测数据库的国家法规、标准中核素的排放限值、核设施的历年流出物排放数据、排放基础信息。完成核电厂排放基础信息筛查,调用出重水堆机组有氚排放的排放口,获取该排放机组名称、运行工况、发电量、排风口名称、位置、排风量、排放高度、排放时间等。完成重水堆机组所涉及所有排放口的多年的气载流出物氚排放数据筛选。内置监测数据分析模块4将调用核电厂流出物归一化排放量计算公式,完成氚归一化排放量的计算,得出横坐标为时间、纵坐标为核素氚年归一化排放量,形成排放量随年度的变化曲线,并调用国家标准《核动力厂环境辐射防护规定》(gb6249-2011)中氚重水堆机组的年排放量限值,完成趋势线绘制。根据趋势比较,可以看出该核电厂重水堆机组气载氚的长期排放水平的变化趋势,并给出监测数据是否超标,哪一年超标,超标率等情况。

筛选a核电厂排放基础信息,若为重水堆机组则输出其参数,参数见下表1。筛选出重水堆机组中气载流出物放射性核素氚的排放数据,若为氚排放数据则输出其排放数据,并调用模块中重水堆机组气载流出物氚排放的管理目标值,参数见表2。

表1a核电厂重水堆机组参数

表2a核电厂气载流出物氚历年排放数据

完成重水堆机组所涉及所有排放口的多年的气载流出物氚排放数据筛选。输出,a核电厂重水堆机组气载流出物氚历年排放数据与管理目标值的趋势变化,见图2。

内置监测数据分析模块4将调用核电厂流出物归一化排放量计算公式,完成氚归一化排放量的计算,计算方法为采用流出物的年排放量除以同期的年发电量,得到核素的归一化排放量,得出横坐标为时间、纵坐标为核素氚年归一化排放量,形成排放量随年度的变化曲线,并调用国家标准《核动力厂环境辐射防护规定》(gb6249-2011)中氚重水堆机组的年排放量限值,完成趋势线绘制,见图3。

例:为了获取a铀矿冶设施废石场面源氡多年释放量的变化趋势。

监测数据的趋势分析模块1将调用该废石场历年的监测数据(氡析出率监测数据)、设施的排放基础信息(废石场历年的裸露面积、氡释放时间)。完成某铀矿冶设施排放基础信息筛查,调用出该铀矿冶设施废石场有氡排放的排放信息,获取该排放设施名称、裸露面积、位置、排放时间等。内置监测数据分析模块4将调用铀矿冶面源氡释放量估算公式,完成氡排放量的计算,得出横坐标为时间、纵坐标为氡排放量的变化趋势。

筛选a铀矿冶设施废石场面源排放基础信息,并输出其参数,参数见下表3。

表3a铀矿冶设施废石场排放信息

内置监测数据分析模块4将调用铀矿冶面源氡释放量估算公式,采用下式计算氡释放量,frn=s·δ·t;式中:frn——氡释放量,bq/a;s——废石场的裸露面积,m2;δ——氡析出率,bq/(m2·s);t——氡释放时间。获取的氡排放量趋势图见图4。

例:为了获取a核燃料循环设施环境介质土壤中铀浓度的历年变化趋势。对于天然放射性核素,在进行分析和评价时可以选择扣除当地的天然本底。

监测数据的趋势分析模块1将调用该核燃料循环设施的本底调查数据中土壤中铀浓度的监测结果、土壤中铀浓度的历年辐射监测数据、环境基础信息(监测点位名称、与厂址的相对距离、相对方位、采样数量、分析方法、检出限等)、环境质量标准中关于土壤中铀浓度的标准值。内置监测数据分析模块4将在进行趋势分析时,输出历年土壤中铀浓度的变化趋势,选择扣除本底,可自动完成s样品=s监测值-s本底值的计算,给出趋势变化分析。

筛选a核燃料循环设施环境介质土壤监测的环境基础信息,并输出其参数,参数见下表4。

在进行土壤中铀浓度监测数据分析时,可以勾选扣除本底,监测数据分析模块4可自动调用数据库的辐射本底数据,完成数据浓度的扣除计算工作,未扣除本底的趋势分析图见图5,扣除本底的趋势分析图见图6。由图6可以很明显看出1#监测点位土壤中铀浓度在本底范围内,2#点位与该区域本底值相比,铀浓度有所增加。增加的扣除本底功能,可以很明显帮助用户确定哪些点位是超标的。

表4a核燃料循环设施环境介质土壤监测调用信息

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。

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