一种环境影响评估系统及其设计方法与流程

1.本发明属于辐射防护技术领域，具体涉及一种环境影响评估系统及其设计方法。


背景技术：

2.环境影响评价是一项控制环境影响的制度，旨在减少项目开发导致的污染，维护人类健康与生态平衡。
3.核燃料元件厂针对核材料的生产、运输、试验过程对环境存在某些影响因素，需要对其正常工况与事故工况进行环境影响评价相关工作，但在核材料生产、运输、试验的环境影响评价工作中存在工作内容重复繁琐、效率低下的特点，需要程序化的改进，提高效率、节省时间。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种环境影响评估系统及其设计方法，通过建立厂址特征参数模块、源项模块、数据库模块、大气扩散模块、剂量计算模块，并采用数据库模块调用存储厂址特征参数模块、源项模块的数据，经大气扩散模块、剂量计算模块的相应公式模式计算后，输出接收点的剂量评价结果，从而构建环境影响评估系统。
5.为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种环境影响评估系统设计方法，包括如下步骤：
6.建立厂址特征参数模块，所述厂址特征参数模块包括社会环境参数子模块、设施参数子模块、污染物参数子模块；
7.建立源项模块，所述源项模块包括正常源项子模块、事故源项子模块；
8.建立数据库模块，所述数据库模块按所述厂址特征参数模块、源项模块、大气扩散模块、以及剂量计算模块进行分区；
9.建立大气扩散模块；
10.建立剂量计算模块；
11.构建环境影响评估系统：通过所述数据库模块调用所述存储厂址特征参数模块、源项模块的数据，经所述大气扩散模块、剂量计算模块的相应公式模式计算后，输出接收点的剂量评价结果。
12.进一步，所述大气扩散模块包括：正常工况子模块、事故工况子模块；
13.所述正常工况子模块主要包括生产设施运行单元、轰击试验单元；
14.所述事故工况子模块主要包括粉末散落事故单元、车屑着火事故单元、运输着火事故单元；
15.所述大气扩散模块首先从所述厂址特征参数模块、源项模块或所述数据库模块中调用所需输入参数，经相应公式模式计算后，将输出结果保存，以供所述剂量计算模块使用。
16.进一步，所述剂量计算模块中包括：正常工况剂量计算子模块、事故工况剂量计算子模块；
17.所述正常工况剂量计算子模块主要用于计算空气浸没外照射剂量、地表沉积外照射剂量、吸入内照射剂量与食入内照射剂量；
18.所述事故工况剂量计算子模块主要用于计算空气浸没外照射剂量、吸入内照射剂量；
19.所述剂量计算模块通过文本、表格、图形显示剂量计算结果。
20.进一步，所述社会环境参数子模块包括气象参数单元、地形参数单元、人口参数单元、食谱参数单元；
21.所述设施参数子模块包括设施总平面布置单元、烟囱位置及参数单元；
22.所述污染物参数子模块包括核素库单元、核素丰度单元。
23.进一步，所述气象参数单元内置包头地区多年的典型气象数据，所述地形参数单元内置厂址地形数据，所述人口参数单元内置厂址人口数据，所述食谱参数单元内置厂址食谱数据；
24.所述设施总平面布置单元预置现有设施分布，所述烟囱位置及参数单元预置烟囱位置及参数；
25.所述核素库单元包括预置的常用核素及其参数；所述核素丰度单元包括预置的常用核素丰度。
26.进一步，所述建立厂址特征参数模块的步骤中，包括：
27.将气象观测数据、地形数据、人口数据、食谱数据分别按指定步骤手动输入对应的所述气象参数单元、地形参数单元、人口参数单元、食谱参数单元中，或将气象观测数据、地形数据、人口数据、食谱数据按指定格式excel表格分别批量导入对应的所述气象参数单元、地形参数单元、人口参数单元、食谱参数单元中。
28.进一步，所述现有设施分布包括：现有设施分布的谷歌卫星图，或jpg、png格式的现有设施分布示意图。
29.进一步，所述建立厂址特征参数模块的步骤，包括：
30.在所述设施总平面布置单元中输入设施更新分布；
31.在所述烟囱位置及参数单元中增加、删除或修改烟囱位置及参数；
32.在所述核素库单元中，根据提示手动增加、删除或修改所述常用核素；
33.在所述核素丰度单元中，根据提示手动增加、删除或修改上述常用核素丰度。
34.进一步，所述正常源项子模块包括生产设施源项单元、轰击试验源项单元；
35.所述事故源项子模块包括粉末洒落事故源项单元、车屑着火事故源项单元、以及运输着火事故源项单元。
36.进一步，所述生产设施源项单元包括内置的源项计算公式、内置的推荐参数；所述轰击试验源项单元包括内置的源项计算公式、内置的推荐参数；
37.所述粉末散落事故源项单元、车屑着火事故源项单元、运输着火事故源项单元均包括内置的源项计算公式、内置的推荐参数。
38.进一步，所述建立大气扩散模块的步骤，包括：
39.在所述大气扩散模块中导入历史计算评价实例。
40.本发明还提供一种环境影响评估系统，包括：厂址特征参数模块、源项模块、数据库模块、大气扩散模块、剂量计算模块，
41.所述厂址特征参数模块包括：社会环境参数子模块、设施参数子模块、污染物参数子模块；
42.所述源项模块包括：正常源项子模块、事故源项子模块；
43.所述数据库模块按厂址特征参数模块、源项模块、大气扩散模块以及剂量计算模块进行分区，并分别存储相应参数内容；
44.所述大气扩散模块包括：正常工况子模块、事故工况子模块；
45.所述剂量计算模块中包括：正常工况剂量计算子模块、事故工况剂量计算子模块。
46.本发明的有益效果在于：采用本发明所提供的环境影响评估系统及其设计方法，通过建立厂址特征参数模块、源项模块、数据库模块、大气扩散模块、剂量计算模块，采用数据库模块调用存储厂址特征参数模块、源项模块的数据，依次经大气扩散模块、剂量计算模块的相应公式模式计算后，输出接收点的剂量评价结果，从而构建形成环境影响评估系统。而且，本发明提供的系统基于核燃料元件厂特征信息与核材料生产、运输、试验过程中的特点，采用大气扩散模块、剂量计算模块中的相应公式模式计算后，输出接收点的剂量评价结果，搭建所述系统的平台支持常用的办公软件。采用本发明所提供的设计方法构建的环境影响评估系统，可改进目前核燃料元件厂针对核材料生产、运输、试验过程对环境影响评价工作中存在的内容重复繁琐、效率低下等问题，能有效提高工作效率、节省时间。
附图说明
47.图1是本发明所提供的环境影响评估系统设计方法示意图。
具体实施方式
48.为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行进一步清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
49.如图1所示，本发明实施方式提供的一种环境影响评估系统设计方法，所述方法包括如下步骤：
50.s1、建立厂址特征参数模块；
51.本实施方式中，所述厂址特征参数模块包括：社会环境参数子模块、设施参数子模块、污染物参数子模块等。
52.s1.1、社会环境参数子模块包括气象参数单元、地形参数单元、人口参数单元、食谱参数单元。
53.(1)气象参数单元包括基础的气象观测数据，所述气象观测数据包括风速、风向、总云、低云、温度、降雨量、太阳高度角、经纬度、以及夜晚白天的起始时间(北京时间24小时制)等。气象观测数据可按指定步骤手动逐月输入气象参数单元中，也可按指定格式excel表格批量导入气象参数单元中，气象观测数据导入格式如表3所示。
54.同时，气象参数单元内置包头地区多年的典型气象数据，气象参数单元可直接调用气象参数单元内置的典型气象数据。气象参数单元中的气象观测数据、典型气象数据可
用于联合频率计算与aermet计算。
55.此外，可在气象参数单元中输入联合频率、不同风向年降雨量等参数，气象参数单元也可直接调用气象参数单元内置的联合频率、不同风向降雨量等气象数据。联合频率输入样表如表4所示，不同风向的年降雨量输入样表如表5所示。
56.(2)地形参数单元内置厂址地形数据，地形参数单元可调用地形参数单元内置的厂址地形数据；同时也可根据实际情况，在地形参数单元中按指定步骤手动输入地形数据，或者将地形数据按指定格式excel表格批量导入地形参数单元中。
57.(3)人口参数单元内置厂址人口数据，人口参数单元可调用人口参数单元内置的厂址人口数据；同时也可根据实际情况，在人口参数单元中按指定步骤手动输入人口数据，或者将人口数据按指定格式excel表格批量导入人口参数单元中；人口数据导入格式如表2所示。
58.(4)食谱参数单元内置厂址食谱数据，食谱参数单元可调用食谱参数单元内置的厂址食谱数据；同时也可根据实际情况，在食谱参数单元中按指定步骤手动输入食谱数据，或者将食谱数据按指定格式excel表格批量导入食谱参数单元中；食谱数据导入格式如表1所示。
59.上述气象参数单元通过数据库模块实现直接调用气象参数单元内置的典型气象数据、联合频率和不同风向降雨量等参数的过程；地形参数单元通过数据库模块调用地形参数单元内置的厂址地形数据、人口参数单元通过数据库模块调用人口参数单元内置的厂址人口数据、食谱参数单元通过数据库模块调用食谱参数单元内置的厂址食谱数据的过程。
60.表1食谱数据导入格式表(kg/a)
61.[0062][0063]
表2人口数据导入格式表
[0064][0065][0066]
在表2中，表格横列为与评价源项中心点的直线距离。
[0067]
表3气象数据导入格式表
[0068][0069]
表4联合频率输入样表
[0070]
[0071][0072]
表5不同风向的年降雨量输入样表
[0073]
风向nnneneeneeesesesse降雨量，mm
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
风向ssswswwswwwnwnwnnw降雨量，mm
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
[0074]
s1.2、设施参数子模块主要包括：设施总平面布置单元、烟囱位置及参数单元。
[0075]
(1)设施总平面布置单元预先内置现有设施分布，设施总平面布置单元可调用设施总平面布置单元中预先内置的现有设施分布；同时也可根据实际情况，在设施总平面布置单元中输入设施更新分布。现有设施分布可包括现有设施分布的谷歌卫星图或jpg、png等格式的现有设施分布示意图。根据实际情况变化，在输入设施更新分布时，可直接导入jpg、png等格式的设施更新分布谷歌卫星图或设施更新分布示意图。现有设施分布图、设施更新分布示意图的大小在200m以内。
[0076]
(2)烟囱位置及参数单元包括烟囱位置坐标、高度、内径、排风量、排放速率、以及临近建筑物的高度与宽度等烟囱位置及参数。上述烟囱位置及参数可预置于烟囱位置及参数单元中，也可在烟囱位置及参数单元中增加、删除或修改上述烟囱位置及参数。在烟囱位置及参数单元的可视化界面中，用户可直接根据提示输入、修改或删除烟囱位置及参数，同时也可按如表6所示烟囱位置及参数导入格式表导入excel表格。
[0077]
确定烟囱位置坐标时，可导入或直接通过数据库模块调用设施总平面布置单元中预先内置的现有设施分布的谷歌卫星图或jpg、png等格式的现有设施分布示意图；然后以现有设施分布的谷歌卫星图或jpg、png等格式的现有设施分布示意图为背景，手动标注坐标原点(0,0)，再根据比例尺确定烟囱位置坐标。
[0078]
表6烟囱位置及参数导入格式表
[0079][0080]
s1.3、污染物参数子模块主要包括：核素库单元、核素丰度单元。
[0081]
核素库单元包括预置的常用核素及其参数，所述常用核素及其参数包括核素的半衰期、比活度、剂量转换因子、浓集因子以及生态转移参数等参数。常用核素及其参数预置于核素库单元中，可通过数据库模块直接调用常用核素及其参数。
[0082]
上述常用核素及其参数可在核素库单元界面中手动输入，也可将常用核素及其参数按指定格式excel表格导入核素库单元中，核素库单元的参数输入格式表如表7、生态转移参数输入样式表如表8所示。在核素库单元中，也可根据提示手动增加、删除或修改上述常用核素及其参数。
[0083]
核素丰度单元包括预置的常用核素丰度，也可输入核素丰度，并设置计算同位素活度功能。常用核素丰度预置于核素丰度单元中，可通过数据库模块直接调用常用核素丰度。在核素丰度单元中，也可根据提示手动增加、删除或修改上述常用核素丰度。
[0084]
表7核素库单元的参数输入格式表
[0085][0086]
表8生态转移参数输入样式表
[0087][0088]
s2、建立源项模块；
[0089]
本实施方式中，所述源项模块包括：正常源项子模块、事故源项子模块。
[0090]
s2.1、正常源项子模块主要包括：生产设施源项单元、轰击试验源项单元。
[0091]
(1)生产设施源项单元按污染源源项类型分为：点源源项、面源源项、体源源项。
[0092]
①
点源源项的数据包括点源位置与尺寸参数、点源排放参数、点源源项粒径分布参数，其中，点源位置与尺寸参数包括排气筒坐标、高度、出口直径、出口烟气量以及出口烟气温度；点源排放参数包括排放方式、排放强度、排放时间。点源源项的数据输入格式表如表9所示(表9中未列出点源源项的全部数据)，点源源项的数据具体输入格式如下：
[0093]
污染源类型：点源
[0094]
污染源编号：
[0095]
污染核素：
[0096]
排气筒底部中心坐标：x，y(utm坐标，或者给出经纬度)。
[0097]
排气筒底部海拔高度：m；也可以不输入，直接采用aermap载入当地地形数据。
[0098]
排气筒高度：m
[0099]
排气筒出口内径：m
[0100]
烟气流速：m/s
[0101]
烟气温度：℃
[0102]
烟气密度：g/m3[0103]
烟气粒径：μm
[0104]
年排放小时数：s/a
[0105]
污染物排放速率：bq/s
[0106]
表9点源源项的数据输入格式表
[0107][0108]
[0109]
②
面源源项的数据包括面源位置与尺寸参数、面源排放参数、面源源项粒径分布参数，其中，面源位置与尺寸参数包括几何中级底座坐标、平均有效高度、宽度与长度；面源排放参数包括排放方式、排放强度、排放时间。面源源项的数据输入格式表如表10所示(表10中未列出面源源项的全部数据)，面源源项的数据具体输入格式如下：
[0110]
污染源类型：面源
[0111]
污染源编号：
[0112]
污染核素：
[0113]
面源坐标：矩形面源，包括初始点坐标，面源长度(m)，面源宽度(m)，与正北方向逆时针的夹角；多边形面源，多边形面源的顶点数及各顶点的坐标；近圆形面源，中心点坐标，近圆形半径(m)，近圆形顶点数。
[0114]
面源海拔高度：m，可以不输入，直接采用aermap载入当地地形数据。
[0115]
面源有效排放高度：m
[0116]
烟气密度：g/m3[0117]
烟气粒径：μm
[0118]
年排放小时数：s/a
[0119]
污染物排放速率：bq/s
[0120]
表10面源源项的数据输入格式表
[0121][0122][0123]
③
体源源项的数据包括体源位置与尺寸参数、体源排放参数、体源源项粒径分布参数，其中，体源位置与尺寸参数包括体源几何中级底座坐标、体源平均有效高度、体源宽度与长度；体源排放参数包括排放方式、排放强度、排放时间。体源源项的数据输入格式表如表11所示(表11中未列出体源源项的全部数据)，体源源项具体输入格式如下：
[0124]
污染源类型：体源
[0125]
污染源编号：
[0126]
污染核素：
[0127]
体源中心坐标：x，y(utm坐标，或者给出经纬度)。
[0128]
体源所在位置的海拔高度：m，可以不输入，直接采用aermap载入当地地形数据。
[0129]
体源有效排放高度：m
[0130]
烟气密度：g/m3[0131]
烟气粒径：μm
[0132]
年排放小时数：s/a
[0133]
污染物排放速率：bq/s
[0134]
表11体源源项的数据输入格式表
[0135][0136]
针对不同类型污染源源项，只需在生产设施源项单元中输入所述厂址特征参数模块中未提供的部分参数。
[0137]
生产设施源项单元包括内置的源项计算公式、内置的推荐参数，同时也可输入相关源项参数。
[0138]
(2)轰击试验源项单元属于类似事故工况源项。
[0139]
爆炸事故中，包括核素种类、核素比活度、核素释放质量、损伤半径(dr)、泄露途径因子(lpf)、气溶胶份额(arf)、可吸入份额(rf)、等同高爆炸药(tnt)质量以及已有源项。
[0140]
轰击试验源项单元包括内置的源项计算公式(nrc nureg 6410公式)、内置的推荐参数，同时也可输入相关源项参数。
[0141]
s2.2、事故源项子模块包括粉末洒落事故源项单元、车屑着火事故源项单元、以及运输着火事故源项单元。
[0142]
(1)粉末散落事故源项单元属于事故源项子模块。
[0143]
粉末散落事故源项单元中，包括核素种类、沉积速率、沉积度、释放半径、释放时间、再悬浮因子等源项，以及已有源项。
[0144]
所述粉末散落事故源项单元包括内置的源项计算公式(nrc nureg6410公式)、内置的推荐参数，同时也可输入相关源项参数。
[0145]
(2)车屑着火事故源项单元与运输着火事故单元属于事故源项子模块。
[0146]
车屑着火事故源项单元与运输着火事故中，均包括核素种类、核素比活度、核素释放质量、损伤半径(dr)、泄露途径因子(lpf)、气溶胶份额(arf)、可吸入份额(rf)、已有源项、以及燃烧参数等源项。
[0147]
燃烧参数中包括燃料体积、燃烧时间、火焰高度(高于地面)、燃烧释放热量、燃烧半径、烟云高度、空气温度以及释热率。
[0148]
所述车屑着火事故源项单元、运输着火事故单元均包括内置源项计算公式(nrc nureg 6410公式)、内置推荐参数，同时也可输入相关源项参数。
[0149]
s3、建立数据库模块；
[0150]
数据库模块按厂址特征参数模块、源项模块、大气扩散模块、以及剂量计算模块进行分区，并分别存储相对应的参数内容。
[0151]
数据库模块主要用于存储厂址特征参数模块与相应子模块、源项模块与相应子模块、大气扩散模块与相应子模块、以及剂量计算模块与相应子模块的中间数据、输入输出结
果等重要参数，以便在后续使用过程中可随时查看、调用。
[0152]
数据库模块中，厂址特征参数模块与源项模块的数据，主要以表格的形式保存，并以表格形式显示；大气扩散模块与剂量计算模块的数据，主要以文件(txt、word或excel格式)或表格形式保存，并以文件或表格形式显示。
[0153]
s4、建立大气扩散模块；
[0154]
本实施方式中，所述大气扩散模块包括：正常工况子模块、事故工况子模块。
[0155]
(1)正常工况子模块主要包括生产设施运行单元、轰击试验单元。
[0156]
生产设施运行单元中采用cairdos和aermod扩散模式；轰击试验单元采用hotspot和rg 1.145公式模式。
[0157]
(2)事故工况子模块主要包括粉末散落事故单元、车屑着火事故单元与运输着火事故单元三部分。上述三部分均可采用pavan和rg 1.145公式模式。
[0158]
大气扩散模块首先从厂址特征参数模块、源项模块或数据库模块中调用所需输入参数，经相应公式模式pavan和rg 1.145计算后，将输出结果保存，以供剂量计算模块使用。
[0159]
进一步，步骤s4中，包括在大气扩散模块中导入历史计算评价实例，即用户可将计算评价各项的输入参数、过程参数保存在大气扩散模块中，以便后续遇到类似问题时可直接导入，避免重复工作。
[0160]
s5、建立剂量计算模块；
[0161]
本实施方式中，所述剂量计算模块中包括：正常工况剂量计算子模块、事故工况剂量计算子模块。
[0162]
(1)正常工况剂量计算子模块主要用于计算空气浸没外照射剂量、地表沉积外照射剂量、吸入内照射剂量与食入内照射剂量。
[0163]
(2)事故工况剂量计算子模块主要用于计算空气浸没外照射剂量、吸入内照射剂量。
[0164]
在本实施方式中，将大气扩散模块的输出结果作为所述剂量计算模块的输入参数，通过剂量计算公式计算得到正常工况下的空气浸没外照射剂量、地表沉积外照射剂量、吸入内照射剂量与食入内照射剂量，以及事故工况下的空气浸没外照射剂量、吸入内照射剂量。
[0165]
进一步，所述剂量计算模块可通过文本、表格、图形显示剂量计算结果，也可以查看已有的剂量计算结果(包括当前的剂量计算结果、历史剂量计算结果)。其中，使用表格或者图形显示剂量计算结果时，既可显示中间过程结果，也可显示最终剂量计算结果；可根据不同的剂量表示类别(沉降量、空气中核素浓度以及公众有效剂量等)分别显示剂量计算结果，同种剂量表示类别的数据也可分段显示剂量计算结果(如：不同距离的沉降量等)。
[0166]
s6、构建环境影响评估系统。
[0167]
上述步骤s1～s5中建立的存储厂址特征模块、源项模块、大气扩散模块、剂量计算模块、以及数据库模块用于管理存储数据，包括数据的输入、修改、导出、查询功能，并按照辐射环境影响评价要求输出相关数据。
[0168]
通过数据库模块调用存储厂址特征参数模块、源项模块的数据，依次经大气扩散模块、剂量计算模块中的相应公式模式计算后，输出接收点的剂量评价结果(包括分布图和表格)，构建形成环境影响评估系统。
[0169]
所述系统基于某厂特征信息与某材料生产、运输、试验过程中的特点，采用大气扩散模块、剂量计算模块中的相应公式模式计算后，输出接收点的剂量评价结果。搭建所述系统的平台支持常用的办公软件(microsoft office、wps等)。
[0170]
本发明实施方式的另一方面，还提供了一种环境影响评估系统，采用上述环境影响评估系统设计方法构建而成，所述系统包括：厂址特征参数模块、源项模块、数据库模块、大气扩散模块、以及剂量计算模块。
[0171]
厂址特征参数模块包括：社会环境参数子模块、设施参数子模块、污染物参数子模块等；
[0172]
源项模块包括：正常源项子模块、事故源项子模块；
[0173]
数据库模块按厂址特征参数模块、源项模块、大气扩散模块以及剂量计算模块进行分区，并分别存储相应参数内容；数据库模块主要用于存储厂址特征模块、源项模块、大气扩散模块、剂量计算模块的中间数据、输入输出结果等重要参数，以便在后续使用过程中可随时查看、调用；
[0174]
大气扩散模块包括：正常工况子模块、事故工况子模块；大气扩散模块首先从厂址特征参数模块、源项模块或数据库模块中调用所需输入参数，经相应公式模式计算后，将输出结果保存供剂量计算模块使用；
[0175]
剂量计算模块中包括：正常工况剂量计算子模块、事故工况剂量计算子模块，将大气扩散模块的输出结果作为所述剂量计算模块的输入参数，通过剂量计算公式计算得到正常工况下的空气浸没外照射剂量、地表沉积外照射剂量、吸入内照射剂量与食入内照射剂量，以及事故工况下的空气浸没外照射剂量、吸入内照射剂量；
[0176]
厂址特征参数模块、源项模块、数据库模块、大气扩散模块、以及剂量计算模块的技术特征、技术效果与上述环境影响评估系统设计方法实施方式的技术特征和技术效果对应，此处不再赘述。
[0177]
本发明所述的方法并不限于所述具体实施方式，上述实施方式只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其他的特定方式或其他的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。