侏倭组地层有害气体危险性分区评价方法技术

本发明专利技术公开了侏倭组地层有害气体危险性分区评价方法，按照各因素的分级表对各因素进行打分，然后根据层次分析法、熵权法和线性加权组合法确定的权重系数，得到侏倭组瓦斯危险性分区指数，最终由得分判断侏倭组瓦斯危险性分区等级。本发明专利技术主观判断法采用层次分析法，客观分析法采用熵权法，并采用线性加权法综合主观和客观计算结果，得到各评价指标的综合权重值，保证其有效性和准确性。保证其有效性和准确性。保证其有效性和准确性。

【技术实现步骤摘要】
侏倭组地层有害气体危险性分区评价方法


[0001]本专利技术属于环境评估领域，具体涉及侏倭组地层有害气体危险性分区评价方法。

技术介绍

[0002]近年来为了改善甘孜、阿坝及凉山地区的交通出行条件，在川西高原开展了大量的高速交通建设工程。川西高原地区构造背景复杂，深大断裂发育，岩浆侵入频繁，矿产丰富，地层岩性也是复杂多变。该区域具备多种有害气体生成的物质基础和储集的地质、构造条件。随着隧道建设速度在川西地区的不断推进，隧道遭遇有害气体的困扰也日益明显。
[0003]由于有害气体在侏倭组地层形成、运移和储集等过程中受到地质构造、构造活动史、沉积演化史等因素影响，其分布规律往往具有随机性特点，并且目前关于侏倭组地层隧道研究少有对有害气体涌出量进行定量预测。因此需要侏倭组地层有害气体危险性分区评价体系，用于分析不同有害气体危险性区域对隧道工程建设和施工的影响，以期为隧道规划选线提供依据。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供侏倭组地层有害气体危险性分区评价方法，按照各因素的分级表对各因素进行打分，然后根据层次分析法、熵权法和线性加权组合法确定的权重系数，得到侏倭组瓦斯危险性分区指数，最终由得分判断侏倭组瓦斯危险性分区等级。
[0005]侏倭组地层有害气体危险性分区评价方法，包括如下步骤：
[0006](1)选取评价指标：针对侏倭组地层有害气体危险性大小选取评价指标U
ij
；
[0007](2)通过层次分析法计算各项指标权重：根据选定的评价指标相互关系，构建危险性等级评价指标层次结构体系，采用和积法对判断矩阵进行计算，求解权重向量，最后对判断矩阵进行一致性检验，得到第一权重；
[0008](3)通过熵权法计算各项指标权重：根据选定的评价指标建立判断矩阵，标准化判断矩阵，计算特征比重和熵值，得到第二权重；
[0009](4)通过线性加权组合法计算各项指标权重：将各项指标按相对重要程度排序，按计算得到的主、客观权重大小对各评价指标进行排序，确定待定系数k1、k2的数值，根据第一权重、第二权重和待定系数得到组合权重值；
[0010](5)计算侏倭组有害气体分区指数：根据层次分析法、熵权法和线性加权组合法确定的权重系数，提出侏倭组有害气体分区指数计算公式，对评价指标进行打分，将每个评价指标的分数代入侏倭组有害气体分区指数计算公式，得到侏倭组有害气体分区指数，分数越高，危险性越高。
[0011]优选的，步骤(1)中，评价指标包括一级指标和二级指标，一级指标包括底层特性U1、沉积环境U2和地质构造U3，地层特性U1的二级指标包括水分和灰分含量U
11
、总有机碳含量U
12
、埋藏深度U
13
和地层厚度U
14
，沉积环境U2的二级指标包括沉积相U
21
，地质构造U3的二级指标包括断层性质及规模U
31
和褶皱类型U
32
。
[0012]优选的，步骤(2)中，构建危险性等级评价指标层次结构体系的具体方法为：核心层为侏倭组地层有害气体危险性分区评价指标体系，要素层为底层特性U1、沉积环境U2和地质构造U3，指标层为水分和灰分含量U
11
、总有机碳含量U
12
、埋藏深度U
13
、地层厚度U
14
、沉积相U
21
、断层性质及规模U
31
和褶皱类型U
32
。
[0013]优选的，步骤(2)中，采用和积法对判断矩阵进行计算的具体方法为：构建指标层次结构体系后，从顶层开始，以上一层元素为依据，从上往下对本层次各元素之间的重要性进行两两比较，从而建立判断矩阵，其形式如下：
[0014][0015]其中，a
ij
表示指标间的相对重要性标度。
[0016]优选的，步骤(2)中，若判断矩阵具有完全一致性时，其最大特征值与矩阵阶数相同，即λ
max
＝n；当判断矩阵的一致性评价不满足时，即λ
max
≠n，说明判断矩阵的一致性较差，则引入判断矩阵偏离一致性指标CI；
[0017][0018]为了标度不同阶数的判断矩阵一致性的好差，引入了随机一致性比率CR。RI则为平均随机一致性指标：
[0019][0020]当CR＜0.1，认为判断矩阵具有满意的一致性，反之，则需要调整判断矩阵，直到具有满意的一致性。
[0021]优选的，步骤(3)中，根据选定的评价指标建立判断矩阵具体方法为：若参与评价的对象有m个，每个评价对象又有n个待评价指标，将第i个评价对象的第j个评价指标记为r
ij
，则原始数据的判断矩阵R＝(r
ij
)
m
×
n
(i＝1，2，
…
，m；j＝1，2，
…
，n)：
[0022][0023]优选的，步骤(3)中，标准化判断矩阵具体方法为：
[0024]越大越优的效益型指标：
[0025][0026]越小越优的成本型指标：
[0027][0028]式中：x
ij
为r
ij
归一化后的值，0≤x
ij
≤1；max(r
j
)、min(r
j
)为第j指标的最大值和最小值；最终形成标准化后的判断矩阵X＝(x
ij
)
m
×
n
(i＝1，2，
…
，m；j＝1，2，
…
，n)。
[0029]优选的，步骤(3)中，计算特征比重和熵值，得到第二权重具体方法为：计算对象i的第j项指标的特征比重p
ij
，因0≤x
ij
≤1，所以0≤p
ij
≤1，
[0030][0031]计算第j项评价指标的熵值e
j
，当p
ij
＝0或1时，令p
ij
ln(p
ij
)＝0，
[0032][0033]确定指标熵权
[0034][0035]式中：d
j
＝1－e
j
为指标的差异性系数，其值越大说明该指标提供的信息量越大，应给予较大的权重。
[0036]优选的，步骤(4)中，线性加权组合公式为
[0037]w
j
＝k1a
j
+k2b
j
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3
‑
1)
[0038]式中，a
j
为第一权重，b
j
为第二权重，k1、k2为待定系数，k1＞0、k2＞0，且k1+k2＝1。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.侏倭组地层有害气体危险性分区评价方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)选取评价指标：针对侏倭组地层有害气体危险性大小选取评价指标U
ij
；(2)通过层次分析法计算各项指标权重：根据选定的评价指标相互关系，构建危险性等级评价指标层次结构体系，采用和积法对判断矩阵进行计算，求解权重向量，最后对判断矩阵进行一致性检验，得到第一权重；(3)通过熵权法计算各项指标权重：根据选定的评价指标建立判断矩阵，标准化判断矩阵，计算特征比重和熵值，得到第二权重；(4)通过线性加权组合法计算各项指标权重：将各项指标按相对重要程度排序，按计算得到的主、客观权重大小对各评价指标进行排序，确定待定系数k1、k2的数值，根据第一权重、第二权重和待定系数得到组合权重值；(5)计算侏倭组有害气体分区指数：根据层次分析法、熵权法和线性加权组合法确定的权重系数，提出侏倭组有害气体分区指数计算公式，对评价指标进行打分，将每个评价指标的分数代入侏倭组有害气体分区指数计算公式，得到侏倭组有害气体分区指数，分数越高，危险性越高。2.根据权利要求1所述侏倭组地层有害气体危险性分区评价方法，其特征在于：步骤(1)中，评价指标包括一级指标和二级指标，一级指标包括底层特性U1、沉积环境U2和地质构造U3，地层特性U1的二级指标包括水分和灰分含量U
11
、总有机碳含量U
12
、埋藏深度U
13
和地层厚度U
14
，沉积环境U2的二级指标包括沉积相U
21
，地质构造U3的二级指标包括断层性质及规模U
31
和褶皱类型U
32
。3.根据权利要求1所述侏倭组地层有害气体危险性分区评价方法，其特征在于：步骤(2)中，构建危险性等级评价指标层次结构体系的具体方法为：核心层为侏倭组地层有害气体危险性分区评价指标体系，要素层为底层特性U1、沉积环境U2和地质构造U3，指标层为水分和灰分含量U
11
、总有机碳含量U
12
、埋藏深度U
13
、地层厚度U
14
、沉积相U
21
、断层性质及规模U
31
和褶皱类型U
32
。4.根据权利要求1所述侏倭组地层有害气体危险性分区评价方法，其特征在于：步骤(2)中，采用和积法对判断矩阵进行计算的具体方法为：构建指标层次结构体系后，从顶层开始，以上一层元素为依据，从上往下对本层次各元素之间的重要性进行两两比较，从而建立判断矩阵，其形式如下：其中，a
ij
表示指标间的相对重要性标度。5.根据权利要求1所述侏倭组地层有害气体危险性分区评价方法，其特征在于：步骤(2)中，若判断矩阵具有完全一致性时，其最大特征值与矩阵阶数相同，即λ
max
＝n；当判断矩阵的一致性评价不满足时，即λ
m...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏培东，马洪生，唐涛，李有贵，谢伟，邱鹏，武文湘，陆星好，杨枫，黎俊麟，刘自强，
申请(专利权)人：四川省公路规划勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：