Сегодня: 18 | 01 | 2021

Дисертація ПРОГНОЗНА ОЦІНКА РОЗВИТКУ ТЕРИТОРІЙ АТОМНИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ СТАНЦІЙ ТА ЗОН СПОСТЕРЕЖЕНЬ (на прикладі Рівненської АЕС) 2004

Беручи до уваги результати дослідження приведені у розділі 1 (табл. 1.6,1.7), можна стверджувати, що виділення ділянок за такими ознаками є правомірним і доцільним.

Рис.2.1. Поділ території промислового майданчика на характерні ділянки дослідження на початку експлуатації Рівненської АЕС

Суттєве значення для вибору ділянки, яка є найкращою основою для розміщення на ній об’єктів атомної електричної станції, має розповсюдження, потужність та глибина залягання геологічних порід, а також рівень ґрунтових вод. Виходячи з цього, кожна з виділених ділянок досліджувалась за ознаками (до уваги брались найпоширеніші геологічні породи даної місцевості), які мають найвагоміший вплив на прогнозну оцінку даної території, а саме:

1) потужність насипного ґрунту та піску – А1 (рис. 2.2);

2) потужність супіску середньочетвертинного (основного несучого пласту) – А2 (рис. 2.3);

3) потужність глини, суглинку – А3 (рис. 2.4);

4) потужність крейди – А4 (рис. 2.5);

5) глибина залягання супіску середньочетвертинного – А5 (рис. 2.6);

6) глибина залягання глини, суглинку – А6 (рис. 2.7);

7) глибина залягання крейди – А7 (рис. 2.8);

8) рівень ґрунтових вод – А8 (рис. 1.2).

Рис. 2.2. Потужність насипного ґрунту

Рис. 2.3. Потужність супіску середньочетвертинного

Рис. 2.4. Потужність глини, суглинку

Рис. 2.5. Потужність крейди

Рис. 2.6. Глибина залягання супіску середньочетвертинного

Рис. 2.7. Глибина залягання глини, суглинку

Рис. 2.8. Глибина залягання крейди

Метою нашого дослідження є прогнозна оцінка за вищеназваними ознаками, яка покаже перевагу тої чи іншої ознаки на певній ділянці. Це в кінцевому етапі приведе нас до визначення за найкращими показниками території щодо розміщення та будівництва на ній споруд та будівель АЕС.

Оцінка території промислового майданчика здійснювалась за допомогою методу побудови математичної моделі за умов невизначеності, способом прийняття рішення у разі нечіткого відношення переваги на множині альтернатив у випадку нечіткої вхідної інформації [29,58,75,76 98].

Першим етапом є знаходження нормованого власного вектора матриці, що відповідає максимальному власному числу, шляхом розв’язання виразу (2.5). Порівнюючи ознаки одна з одною за вагомістю щодо негативного впливу на стан території та споруд РАЕС, запишемо матрицю відношень ваг ознак у такому вигляді:

Елементи матриці є оцінками, що відтворюють відношення відповідних коефіцієнтів кореляції, які характеризують залежність вертикального зміщення об’єктів АЕС від тої чи іншої зміни досліджуваних ознак геологічних та гідрогеологічних умов даної території (див. табл. 1.6, 1.7). Наприклад: оцінка ознаки – потужність насипного ґрунту та піску (А1) відноситься до оцінки ознаки – потужність супіску середньочетвертинного (А2), як відповідні коефіцієнти кореляції. Отже, .

Встановивши відносні ваги ознак, знаходимо нормований власний вектор цієї матриці, який буде відповідати максимальному власному числу матриці – 8,005 і буде рівний:

.

Нормований власний вектор є результатом попарного порівняння ознак. Найбільше впливають на появу негативних проявів на території АЕС ознаки, відносна вага яких найбільша, а саме: А8 – високий рівень ґрунтових вод (0,153); А4 – значна потужність крейди (0,150); А2 – потужність супіску середньочетвертинного (0,149). Найменший вплив мають ознаки – А3 та А6, потужність та глибина залягання глинистих ґрунтів.

Наступним етапом є знаходження відносних ваг виділених ділянок. Порівнюючи ділянки одна з одною, оцінимо їх за досліджуваними ознаками. У попередньому етапі ми розчленували геологічну будову на окремі шари ґрунтів за їх класифікаційними ознаками. Однак, таке розчленування не дало можливості виділити однорідні в якісному відношенні інженерно - геологічні елементи (шар, частину шару), оскільки при цьому не бралися до уваги фізичний стан ґрунтів, вплив зміни однієї ознаки на іншу. При оцінці ділянок враховувались: в скельних ґрунтах – ступінь вивітрюваності, тріщинуватості, міцність; в піщаних ґрунтах – щільність; у глинистих – вологість і консистенція, а також можлива зміна властивостей ґрунтів у наслідок техногенного навантаження. Результат порівняння приведений у вигляді матриць експертних оцінок за:

А) потужністю насипного ґрунту та піску

;

Б) потужністю супіску середньочетвертинного (основного несучого пласту)

;

В) потужністю глини, суглинку

;

Г) потужністю крейди

;

Ґ) глибиною залягання супіску середньочетвертинного

;

Д) глибиною залягання глини, суглинку

;

Е) глибиною залягання крейди

;

Є) рівнем ґрунтових вод

.

Власні числа матриць, що приведені в табл. 2.1, свідчать про те, що нормовані вектори даних матриць є частковими розв’язками задачі, результат якої можна вважати як прийнятну оцінку відносних ваг розглядуваних ознак.

Таблиця 2.1

Власні числа матриць експертних оцінок ділянок за ознаками

Ознаки

А1

А2

А3

А4

А5

А6

А7

А8

4,061

4,081

4,022

4,061

4,080

4,041

4,081

4,046

Знайдені власні вектори матриць експертних оцінок нормованого виду запишемо у вигляді зведеної матриці:

.

У кожній її колонці вказані відносні ваги приписані відповідній ділянці за відповідною ознакою. Оскільки ознака з меншою вагою має менший вплив на проявлення негативних явищ і рахується кращою, а з більшою – гіршою, то розподіл ваг ділянок щодо певної ознаки (колонка матриці) можна розглядати як функцію мети, що відповідає цій ознаці. Таким чином, на цьому етапі вхідна задача формулюється як задача вибору альтернатив (чотирьох ділянок), з врахуванням восьми функцій мети (ваг ознак), що задані коефіцієнтами відносної важливості цих функцій (вектор W0). Отже, ознаками, що мають найбільший негативний вплив на стан території та споруд АЕС на першій ділянці є високий рівень ґрунтових вод (вага – 0,530) та значна потужність насипного ґрунту (0,449), на другій – наявність глинистих ґрунтів (0,686), на третій – найменша глибина залягання від поверхні супіску середньочетвертинного (0,563) та відкладів крейди (0,428), на четвертій – значна потужність крейди (0,289).

Для одержання результуючого набору ваг ділянок щодо негативного впливу комплексу їх ознак на стійкість споруд та стан території атомної електричної станції, необхідно перемножити зведену матрицю відносних ваг ознак на кожній з ділянок на вектор - рядок - W0 (нормований власний вектор). Результатом є наступні власні ваги ділянок (табл.2.2):

Таблиця 2.2

Ваги ділянок за негативністю впливу на об’єкти та споруди РАЕС

Ділянки

I

II

III

IV

Ваги ділянок

0,251

0,314

0,253

0,181

Четверта ділянка має найменшу вагу (0,181) і була найбільш придатною для розміщення на ній об’єктів та споруд атомної станції. Більшість об’єктів у даний час функціонують на ділянках, прогнозна оцінка яких свідчить про те, що вибір їх під будівництво є невдалим (енергоблоки №1,2 розміщені на ділянці з найбільшою вагою – 0,314), за винятком енергоблоку №4, розміщення якого співпадає з ділянкою IV.

2.3. Прогнозна оцінка розвитку території Рівненської АЕС за умов невизначеності на сучасному етапі

При вишукуваннях під будівництво Рівненської АЕС геологічні та гідрогеологічні умови будівельного майданчика були вивчені недостатньо, що не дало змоги відкрити деякі нестійкі геологічні породи. В зв’язку з цим всі споруди були зведені на природній основі без передбачення можливих негативних проявів у наслідок техногенного навантаження території. На початку експлуатації атомної електричної станції були заповнені водою гідротехнічні споруди, що привело до значного підвищення природного рівня ґрунтових вод, підтоплення території АЕС, активного розвитку карсто - суфозійних процесів, деформації споруд, що будуються, і підвищене осідання існуючих споруд АЕС.

На основі методики побудови математичної моделі за умов невизначеності способом прийняття рішення у разі нечіткого відношення переваги на множині альтернатив у випадку нечіткої вхідної інформації здійснено оцінку стану промислового майданчика Рівненської АЕС на сучасному етапі [28]. У дослідження було включено ознаки ділянок, які появилися внаслідок техногенного впливу, а саме – карсто - суфозійні процеси та результат цементаційних робіт. Територію було розділено на п’ять ділянок (рис. 2.9), кожну з яких було оцінено за десятьма ознаками:

1) потужність насипного ґрунту та піску – А1;

2) потужність супіску середньочетвертинного (основного несучого пласту) – А2;

3) потужність глини, суглинку – А3;

4) потужність крейди – А4;

5) глибина залягання супіску середньочетвертинного – А5;

6) глибина залягання глини, суглинку – А6;

7) глибина залягання крейди – А7;

8) рівень ґрунтових вод – А8;

9) цементація території АЕС – А9;

10) карстонебезпечні процеси – А10.

Рис. 2.9. Поділ території промислового майданчика Рівненської АЕС на характерні ділянки дослідження на сучасному етапі

Поява V ділянки (зона прояву активного карсту) є результатом не вдалого розміщення об’єктів першої черги будівництва (гідротехнічні споруд з значним водоспоживанням) без врахування особливостей геологічних та гідрогеологічних умов даної території.

Порівнюючи ознаки одна з одною за вагомістю, було складено матрицю відношень оцінок ознак у такому вигляді:

Встановивши відносні ваги ознак, нами знайдено нормований власний вектор цієї матриці, який відповідає найбільшому її власному числу λmax= 10,012. Він має вигляд:

Ознаками, що впливають на проявлення негативних явищ на території атомної електричної станції є карстові зони (А10 – 0,135) та ділянки із значною потужністю крейди (А4 – 0,130). Найменшою вагою характеризується цементація карстуючих порід території, яка посилила ґрунти як основу фундаментів.

Далі нами визначені відносні ваги ознак згідно до виділених ділянок (єдині власні числі приведені в табл.2.3). Кожну ознаку було описано у вигляді матриць:

А) потужність насипного ґрунту та піску

;

Б) потужність супіску середньочетвертинного (основного несучого пласту)

;

В) потужність глини, суглинку

;

Г) потужність крейди

;

Ґ) глибина залягання супіску середньочетвертинного

;

Д) глибина залягання глини, суглинку

;

Е) глибина залягання крейди

;

Є) рівень ґрунтових вод

;

Ж) цементація території

;

З) карстонебезпечні процеси явищ

.

Таблиця 2.3

Власні числа матриць оцінки ознак на сучасному етапі

Ознаки

А1

А2

А3

А4

А5

А6

А7

А8

А9

А10

5,062

5,059

5,028

5,000

5,046

5,053

5,020

5,048

5,053

5,033

Розв’язавши задачу (2.5), запишемо відносні ваги ознак (елементи нормованих власних векторів матриць експертних оцінок) на кожній з обраних ділянок у такому вигляді:

На основі даного дослідження нами запропонована шкала поділу ознак за їх вагомістю щодо негативного впливу на стан території та споруд АЕС (табл.2.4)

Таблиця 2.4

Класифікація досліджуваних ознак на території АЕС

Назва ознак

Відносна вага

Безпечні

0,001-0,200

Небезпечні

0,201-0,400

Дуже небезпечні

0,401-0,600

Загрозливі

0,601-0,800

Катастрофічні

0,801-1,000

Ознаками, які мають найбільший вплив на появу негативних явищ є: на першій ділянці є високий рівень ґрунтових вод (А8 – 0,406); на другій – наявність глинистих ґрунтів (А3 0,606); на третій ділянці – невелика глибина залягання супіску середньочетвертинного (А5 – 0,505), на четвертій ділянці – потужність насипного ґрунту та цементаційні роботи (А1, А9 0,186), на п’ятій ділянці – наявність карстонебезпечної зони (А10 – 0,488). Найгіршою та найбільш небезпечною на території РАЕС є ознака А3, яка знаходиться на II ділянці і характеризується нами як загрозлива.