一种油页岩原位开采生态环境评价方法及系统与流程

本发明属于资源开采对生态环境影响评价，特别涉及一种油页岩原位开采生态环境评价方法及系统。

背景技术：

1、自人类社会进入蒸汽内燃机时代、电气时代以来，石油和煤炭一直是人类社会活动的主要能源支撑，但由于石油与煤炭都是不可再生的化石能源以及长时间的开采，导致能源枯竭问题日益凸显。人们也一直在寻求可接替能源；油页岩因其资源丰富以及开发利用的可行性的特点，被列为21世纪非常重要的接替能源。

2、油页岩资源是在地壳内由地质作用形成的固体自然富集物，属于非常规油气资源，具有重大的经济意义，油页岩含油率大于3.5％或有机碳含量大于5.0％。我国页岩油已探明储量28亿吨，居世界第九，在能源尤为紧缺的大背景下，油页岩的开发利用将是国家能源开发研究的重点。

3、油页岩开采技术分为原位开采和异位开采，原位开采成本低、质量高、更为环保的优点，使其成为油页岩开发利用的热点和主流。然而，油页岩的原位开采技术同样会对矿区生态环境造成影响：例如对地下水、地表水、土壤和大气等环境产生一定的不良影响。因此，对开采生态环境进行评价非常有必要。

4、然而目前，国内外仍缺乏对油页岩原位开采的生态环境进行评测，并考核开采区域是否适宜进行油页岩开采的开采生态环境评价体系；无法有效评估开采活动对生态环境的影响。

技术实现思路

1、针对上述问题，一方面本发明公开了一种油页岩原位开采生态环境评价方法，提供了用于评估开采区域是否适宜油页岩开采的生态环境评价指标体系，所述方法如下：

2、构建油页岩原位开采生态环境影响评价指标体系，所述评价指标体系包括目标层、准则层和指标层；

3、利用文献分析法，构建递阶层次分析体系，初步确定准则层和指标层说明，并开展专家咨询会最终确定准则层和指标层指标及其说明；

4、采用德尔菲法，向专家发放调查问卷；

5、根据调查数据结合层次分析法对同等级同类指标进行重要性比较，并对准则层和指标层指标权重进行计算；

6、采用综合指数法对指标体系进行综合评价。

7、进一步地，所述目标层包括油页岩原位开采生态环境评价指标a；

8、所述准则层包括：环境选址b1，环境风险b2，环境治理b3；

9、所述指标层包括：水文地质c1，工程地质c2，生态敏感c3，环境容量c4，地下水风险及防范d1，环境地质风险及防范d2，其他环境风险及防范d3，清洁生产e1，污染治理e2，过程管控e3。

10、进一步地，所述环境选址b1主要通过水文地质c1、工程地质c2、生态敏感c3和环境容量c4四个三级指标进行评价；

11、环境风险b2主要通过地下水风险及防范d1、环境地质风险及防范d2和其他环境风险及防范d3三个三级指标进行评估；

12、环境治理b3主要通过清洁生产e1、污染治理e2和过程管控e3三个三级指标进行评估。

13、进一步地，所述向专家发放调查问卷的专家为地质、油气开采、水文地质、地下水保护、环境规划、环境影响评价等领域的十数位专家。

14、进一步地，所述结合层次分析法对同等级同类指标进行重要性比较为：

15、根据返回的调查问卷生成数据表，并将数据表由三标度法转化为九标度法，进行重要性比较；

16、所述对准则层和指标层指标权重进行计算为：

17、优化指标权重计算模型，并根据调查数据和指标权重计算模型计算各项指标权重。

18、进一步地，所述优化指标权重计算模型过程为：

19、建立判断权重向量矩阵模型；

20、根据判断权重向量矩阵模型，建立不同专家之间的判断权重向量矩阵的一致性模型；

21、根据不同专家之间的判断权重向量矩阵的一致性模型，建立专家判断矩阵一致度模型；

22、将所有专家的判断矩阵一致度归一化，得到专家判断矩阵的相对一致度模型；

23、根据专家判断矩阵的相对一致度模型，优化指标权重向量矩阵模型；

24、利用方根法对指标权重向量矩阵进行计算，得出油页岩原位开采生态环境评价指标体系各个层级指标权重。

25、进一步地，所述判断权重向量矩阵模型如下：

26、

27、式中，w(k)为根据专家k的调查问卷数据生成的判断权重向量矩阵，m为聘请专家总数，n为对应层级指标中的评价指标总数；

28、所述不同专家之间的判断权重向量矩阵的一致性模型如下：

29、

30、式中，w(i)、w(j)分别为第i和第j个专家的判断权重向量矩阵，θij为两向量w(i)和w(j)之间的夹角，sij为第i个专家和第j个专家判断权重向量矩阵之间的一致性；

31、所述专家判断矩阵的一致度模型如下：

32、

33、式中，si为第i个专家的判断矩阵一致度；

34、所述专家判断矩阵的相对一致度模型如下：

35、

36、式中，si'为第i个专家判断矩阵的相对一致度；

37、所述优化后的指标权重向量矩阵模型如下：

38、

39、式中，w为优化后的指标权重向量矩阵。

40、进一步地，所述采用综合指数法对指标体系进行综合评价过程为：

41、利用综合指数法，结合准则层指标和指标层指标，构建油页岩原位开采生态环境评价指标a的综合评价模型，并根据油页岩原位开采生态环境评价指标a对项目进行综合评价，综合评价模型如下：

42、

43、式中，n’为准则层指标影响因素总数，wi'为第i’个准则层指标在油页岩评价体系中的权重，m’为准则层指标中的指标层指标总数，ui'j'为第i’个准则层指标中第j’个指标层指标所占的比重，li'j'为第i’个准则层指标中第j’个指标层指标的评价考核值。

44、进一步地，所述根据油页岩原位开采生态环境评价指标a对项目进行综合评价的评价标准为：90-100分为优，75-90为良，60-75为中，小于60分为差，其中60分为中，75分为良，90分和100分为优。

45、另一方面，一种油页岩原位开采生态环境评价系统，所述系统包括：

46、评价指标体系建立模块：用于构建包含目标层、准则层和指标层的油页岩原位开采生态环境影响评价指标体系；

47、指标说明建立模块：利用文献分析法，构建递阶层次分析体系，初步确定准则层和指标层说明，并开展专家咨询会最终确定准则层和指标层指标及其说明；

48、指标权重计算模块：采用德尔菲法，向专家发放调查问卷，根据调查数据结合层次分析法对同等级同类指标进行重要性比较，并对准则层和指标层指标权重进行计算；

49、指标体系综合评价模块：采用综合指数法对指标体系进行综合评价。

50、进一步地，所述指标权重计算模块包括：

51、指标重要性比较子模块：用于将调查问卷生成的数据表由三标度法转化为九标度法，进行重要性比较；

52、指标权重计算模型优化子模块：用于优化指标权重计算模型，并根据调查数据和指标权重计算模型计算各项指标权重。

53、进一步地，所述指标权重计算模型优化子模块包括：

54、建立判断权重向量矩阵模型；

55、根据判断权重向量矩阵模型，建立不同专家之间的判断权重向量矩阵的一致性模型；

56、根据不同专家之间的判断权重向量矩阵的一致性模型，建立专家判断矩阵一致度模型；

57、将所有专家的判断矩阵一致度归一化，得到专家判断矩阵的相对一致度模型；

58、根据专家判断矩阵的相对一致度模型，优化指标权重向量矩阵模型；

59、利用方根法对指标权重向量矩阵进行计算，得出油页岩原位开采生态环境评价指标体系各个层级指标权重。

60、进一步地，所述判断权重向量矩阵模型如下：

61、

62、式中，w(k)为根据专家k的调查问卷数据生成的判断权重向量矩阵，m为聘请专家总数，n为对应层级指标中的评价指标总数；

63、所述不同专家之间的判断权重向量矩阵的一致性模型如下：

64、

65、式中，w(i)、w(j)分别为第i和第j个专家的判断权重向量矩阵，θij为两向量w(i)和w(j)之间的夹角，sij为第i个专家和第j个专家判断权重向量矩阵之间的一致性；

66、所述专家判断矩阵的一致度模型如下：

67、

68、式中，si为第i个专家的判断矩阵一致度；

69、所述专家判断矩阵的相对一致度模型如下：

70、

71、式中，si'为第i个专家判断矩阵的相对一致度；

72、所述优化后的指标权重向量矩阵模型如下：

73、

74、式中，w为优化后的指标权重向量矩阵。

75、进一步地，所述指标体系综合评价模块包括：

76、综合评价模型建立子模块：利用综合指数法，结合准则层指标和指标层指标，构建油页岩原位开采生态环境评价指标a的综合评价模型；

77、综合评价子模块：用于根据油页岩原位开采生态环境评价指标a对项目进行综合评价；

78、所述油页岩原位开采生态环境评价指标a的综合评价模型为：

79、

80、式中，n’为准则层指标影响因素总数，wi'为第i’个准则层指标在油页岩评价体系中的权重，m’为第i’个准则层指标中的指标层指标总数，ui'j'为第i’个准则层指标中第j’个指标层指标所占的比重，li'j'为第i’个准则层指标中第j’个指标层指标的评价考核值。

81、进一步地，所述对项目进行综合评价的评价标准为：90-100分为优，75-90为良，60-75为中，小于60分为差，其中60分为中，75分为良，90分和100分为优。

82、本发明提出了一种油页岩原位开采生态环境评价方法及系统，该方法基于层次分析法、文献分析法和德尔菲法，再通过综合分析法构建出一整套油页岩原位开采生态环境影响评价方法，解决了目前油页岩原位开采对环境影响缺乏有效评价手段的技术问题。

83、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。