基于云模型的退役铀尾矿库渗水污染现状分析及水质综合评价

摘要

铀尾矿一般通过尾矿库渗漏污染地下水，是放射性核素向周围环境扩散的主要途径。退役铀尾矿库库龄不断增长的同时，库区内的放射性核素渗入地下水的可能性和摄入量会大大增加，从而造成地下水环境污染并传播给周围的各种生物，对生态造成严重危害，具有长期性、隐蔽性、危害程度大和恢复难的特点。因此，有必要对铀尾矿库渗水进行污染现状分析及水质评价，明确渗水的水质现状，了解渗水中的主要污染物以及周边地下水可能存在的污染情况，为铀尾矿库水环境治理及退役治理工程提供依据。
　　本文首先对退役铀尾矿库的环境概况进行了介绍，对渗水中各污染物质进行了分析，在此基础上，采用主成分分析与相关性分析相结合的指标筛选方法构建了渗水水质评价指标体系；选用 AHP法与CRITIC法相结合的组合赋权法对评价指标进行了赋权，利用云模型改进水污染指数法，建立了基于云模型的水质综合评价模型，并将该模型应用于退役铀尾矿库渗水水质综合评价中，与原有水污染指数法进行了比较。本文完成的主要工作与研究成果如下：
　　（1）对渗水中的污染物质进行了分析，确定渗水中的主要污染物质有酸碱度、U、∑α、NH4-N、Mn、Zn、F离子；采用主成分分析与相关性分析相结合的指标筛选方法构建了渗水水质评价指标体系，最终确定的评价指标有pH、U、Ra、∑β、NH4-N、Mn、F-、Zn，与渗水污染分析中的结果基本相符合，证明了该方法所构建的渗水水质评价指标体系的合理性。
　　（2）结合AHP法和CRITIC法的优点，提出了基于AHP-CRITIC的组合赋权法，利用组合赋权法对渗水水质评价因子进行赋权，其分析过程与结果比单一赋权方法更具有客观性和合理性，为水质综合评价提供了数据支持。
　　（3）针对水环境指数法存在的缺陷与不足，借鉴了云模型的特点和优势，利用云模型改进水污染指数法，建立了基于云模型的水质综合评价模型，根据WPI值分级标准，利用正态云发生器生成WPI值评价云模型；根据水质评价因子的实测数据计算得到其对应的WPI值，利用逆向云发生器生成单因子 WPI值云模型；结合组合权重，通过综合云算法得到综合WPI值云模型，与WPI值评价云模型进行比较，最终判定水质评价等级。
　　（4）将基于云模型的水质综合评价模型应用于现有退役铀尾矿库渗水水质评价中，得到各坝段渗水的水质综合评价结果，并与原有水污染指数法的评价结果进行对比，对比结果表明，该方法是客观、可靠的，能很好地反映渗水的水质现状，并有效弥补了水污染指数法存在的缺点和不足，为水质评价方法的研究提供了新的思路。

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第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.3 现有水质评价方法及比较

1.4 研究目的和内容

1.5 研究思路

第2章 云模型理论基础

2.1 云模型的定义

2.2 云模型的数字特征

2.3 云模型的类型

2.4 云发生器

2.5 正态云模型

2.6 本章小结

第3章 退役铀尾矿库渗水环境现状研究

3.1 铀尾矿库退役工程及其环境监测

3.2 尾矿库渗水中污染物质分析

3.3 本章小结

第4章 退役铀尾矿库渗水水质评价指标体系的构建

4.1 指标筛选方法的选取

4.2 评价指标筛选模型

4.3 评价指标体系的构建

4.4 本章小结

第5章 基于AHP-CRITIC的退役铀尾矿库渗水水质赋权方法

5.1 赋权方法的确定

5.2 AHP法确定权重

5.3 CRITIC法确定权重

5.4 组合权重确定方法

5.5 本章小结

第6章 基于云模型的退役铀尾矿库渗水水质综合评价

6.1 水污染指数法原理

6.2 利用云模型改进水污染指数法

6.3 基于云模型的退役铀尾矿库渗水水质综合评价方法

6.4 实例应用分析

6.5 本章小结

第7章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

附录 云模型评价的MATLAB程序

发表的论文和参与的课题

致谢