System komputerowy do oceny możliwości zagospodarowania struktur geologicznych powstał przy wykorzystaniu powszechnie używanego narzędzia, jakim jest Microsoft Excel. System został zaimplementowany w języku programowania Visual Basic for Applications jako makro (podprogram) komunikujący się z arkuszem kalkulacyjnym Excel’a.
Visual Basic for Applications (VBA) jest to język programowania oparty na Visual Basic'u (VB) zaimplementowany w aplikacjach pakietu Microsoft Office. Ta uproszczona wersja Visual Basic'a służy przede wszystkim do automatyzacji pracy z dokumentami poprzez makropolecenia. Podstawową różnicą między VBA a VB jest to, że VBA nie pozwala na tworzenie samodzielnych skompilowanych aplikacji typu EXE. Kod programu napisanego w VBA zawsze zawarty jest w dokumencie utworzonym przy pomocy programu obsługującego VBA − w pliku *.XLSM arkusza MS Excel. Program taki wymaga zatem środowiska uruchomieniowego, którym jest zainstalowana na komputerze aplikacja obsługująca dany dokument. VBA został po raz pierwszy dołączony do arkusza kalkulacyjnego Excel 5. Począwszy od Microsoft Office 2000 pakiet został wyposażony w Edytor Visual Basic'a. Ułatwia on znacznie pracę z kodem (Czarny, 2008).
W związku z powyższym można stwierdzić, że poprzez kolejne edycje Excel z prostego arkusza kalkulacyjnego stał się dość rozbudowanym narzędziem, którego sposób wykorzystania w małym stopniu zależy od możliwości sprzętowych, a w coraz większym stopniu od umiejętności i pomysłowość użytkownika. Excel udostępnia skomplikowane formuły obliczeniowe, sortowanie i grupowanie danych, przeróżne wykresy czy tabele przestawne. Na szczycie tej listy znajduje się Visual Basic for Applications, który daje w zasadzie nieograniczone możliwości tworzenia nowych funkcji użytkowych i obliczeniowych.
VBA to przede wszystkim język programowania, jednak nie trzeba koniecznie być programistą, aby z niego korzystać. Proste makra można tworzyć przy użyciu rejestratora makropoleceń. Makro to przecież zapis pewnej sekwencji komend, które mogą być automatycznie wykonywane jako jedna całość. Excel rejestruje kolejne działania, generując na ich podstawie odpowiedni kod VBA. Język programowania pozwala jednak na więcej − makra można modyfikować, tworzyć samodzielnie bloki poleceń czy funkcje, przygotowywać własne aplikacje i dodatki do programu głównego.
Uzyskanie bardziej zaawansowanych efektów wymaga oczywiście poznania języka programowania.
Makropolecenia są obecnie szeroko stosowane przez użytkowników, o różnym stopniu zaawansowania oraz developerów. Zatem, biorąc pod uwagę wszystkie powyższe względy, zdecydowano się wykorzystać w niniejszej pracy język programowania Visual Basic for Applications, a cały stworzony program komputerowy podpiąć pod program Microsoft Excel.
Opracowany system komputerowy składa się z dwóch podstawowych części. Zawiera graficzny interfejs do komunikacji z użytkownikiem, który znajduje się w arkuszu kalkulacyjnym wraz z dodatkowymi formularzami zaprogramowanymi w języku Visual Basic służącymi do pobierania danych od użytkownika oraz zwracania mu ewentualnych komunikatów i wszelkich wyników (rys. 5.4).
Rys. 5.4 Interfejs użytkownika w arkuszu kalkulacyjnym programu Excel
Drugi element to kod źródłowy, który jest niewidoczny dla użytkownika i stanowi zapis programu komputerowego przy pomocy języka programowania Visual Basic. Kod opisuje operacje, jakie powinien wykonać komputer na otrzymanych od użytkownika danych (rys. 5.5). Jest on wynikiem pracy programisty − autorki pracy i pozwala wyrazić w czytelny sposób strukturę oraz działanie programu komputerowego. Kod źródłowy został stworzony w oparciu o model matematyczny metody AHP opisany w podrozdziale 3.2.1.
Rys. 5.5 Okno z kodem źródłowym
Zgodnie z przedstawionymi w podrozdziale 5.2 etapami budowy modelu systemu decyzyjnego w postaci drzewa hierarchicznego, najpierw wykonano dekompozycję problemu decyzyjnego oraz wyznaczono cel nadrzędny (wybór najlepszego zastosowania dla wybranej struktury geologicznej). Określono rodzaje struktur geologicznych (struktury tektoniczne w poziomach wodonośnych, złoża ropy naftowej i złoża gazu ziemnego) możliwe do wykorzystania oraz kryteria główne i podkryteria oceny struktur. Dla struktur w poziomach wodonośnych przyjęto 20 kryteriów (tab. 5.1), a dla złóż węglowodorów − 15 kryteriów (tab. 5.2). Zdefiniowano również cztery możliwe zastosowania − warianty decyzyjne (magazynowanie gazu ziemnego, składowanie dwutlenku węgla, składowanie odpadów, struktura nie nadaje się do wykorzystania).
W następnym etapie wyznaczono macierze ocen dla kryteriów poprzez porównania poszczególnych elementów parami. W oparciu o drzewo hierarchiczne dokonano oceny ważności elementów znajdujących się na poszczególnych poziomach tego drzewa przez porównanie parami. Macierze ocen wykonano przy wykorzystaniu 9−cio stopniowej skali Saaty’ego (podrozdział 4.2.). Określenie macierzy ocen porównujących kryteria, czyli ocenę ważności kryteriów i podkryteriów, ustalono na podstawie opinii eksperckiej autorki pracy. Ustalenie ważności poszczególnych elementów przebiegało zgodnie z zasadami metody porównań kryteriów poprzez określenie stopnia dominacji
jednego nad drugim. Macierze ocen dla kryteriów zostały wykonane dla struktur w poziomach wodonośnych (tab. 5.3) oraz złóż węglowodorów (tab. 5.4).
Wartości wag przyporządkowanych przy porównywaniu kryteriów decyzyjnych parami zarówno dla struktur w poziomach wodonośnych, jak i złóż węglowodorów wykazują podobieństwa dla poszczególnych grup kryteriów (por. tab. 5.3 i 5.4).
W przypadku kryteriów geologicznych dla obu analizowanych grup przyjęto ich silną dominację nad pozostałymi grupami kryteriów, z wyjątkiem kryterium − kontakt z wodami pitnymi, gdzie, w zależności od rozważanego kryterium, występuje równowaga lub dominacja tego ostatniego. W grupie kryteriów geologicznych założono silną dominację wielkości struktury (miąższość, wielkość przestrzeni porowej lub zasoby) i jakości uszczelnienia (miąższość i litologia). Wynika to, z przyjęcia przez autorkę założenia, że właściwości te są wstępnymi warunkami do zakwalifikowania struktury, do jakiegokolwiek zagospodarowania.
Tab. 5.1 Kryteria decyzyjne dla struktur tektonicznych w poziomach wodonośnych Numer
kryterium Nazwa kryterium
f1 Typ struktury tektonicznej
f2 Litologia nadkładu
f3 Miąższość uszczelnienia struktury
f4 Zaangażowanie tektoniczne
f5 Głębokość zalegania struktury
f6 Miąższość przestrzeni porowej
f7 Wielkość przestrzeni porowej
f8 Właściwości petrofizyczne − porowatość
f9 Właściwości petrofizyczne − przepuszczalność
f10 Mineralizacja wód złożowych
f11 Występowanie złóż surowców
f12 Zgodność z MZPZ
f13 Lokalizacja w stosunku do obszarów chronionych
f14 Akceptacja i świadomość społeczna
f15 Istniejąca infrastruktura transportowa
f16 Lokalizacja w pobliżu dużego emitenta lub rurociągu
f17 Istniejąca infrastruktura do zatłaczania
f18 Sposób użytkowania terenów
f19 Kontakt hydrauliczny z wodami pitnymi
Tab. 5.2 Kryteria decyzyjne dla złóż węglowodorów Numer
kryterium Nazwa kryterium
f1 Typ złoża (ropy naftowej lub gazu ziemnego)
f2 Miąższość uszczelnienia struktury
f3 Zaangażowanie tektoniczne
f4 Głębokość zalegania struktury
f5 Miąższość przestrzeni porowej
f6 Wielkość przestrzeni porowej − zasoby geologiczne
f7 Właściwości petrofizyczne − porowatość
f8 Właściwości petrofizyczne − przepuszczalność
f9 Zgodność z MZPZ
f10 Lokalizacja w stosunku do obszarów chronionych
f11 Akceptacja i świadomość społeczna
f12 Istniejąca infrastruktura transportowa
f13 Lokalizacja w pobliżu dużego emitenta lub rurociągu
f14 Istniejąca infrastruktura do zatłaczania
f15 Sposób użytkowania terenów
Druga, co do ważności grupa kryteriów − w opinii decydenta − to kryteria środowiskowe, które mogą, w skrajnym przypadku, wyeliminować możliwości zagospodarowania struktury (lokalizacja obiektu na terenie chronionym o dużych ograniczeniach lub płytko występujące wody pitne). Kryteria te wykazują dominację nad pozostałymi grupami, z wyjątkiem kryteriów geologicznych.
Pozostałe kryteria charakteryzują się brakiem dominacji nad wymienionymi wyżej grupami kryteriów. Są to czynniki, które mogą ulegać zmianie w czasie. Należąca do tej grupy kryteriów akceptacja społeczna może zmieniać się z negatywnej na pozytywną, wraz z rosnącą wiedzą i świadomością społeczeństwa. Uwarunkowania planistyczne (aspekty prawne) mogą być dopasowywane do przewidywanego gospodarowania górotworem na danym terenie poprzez odpowiednie zapisy w miejscowych planach zagospodarowania przestrzennego. Również czynniki techniczne mogą ulegać zmianie wraz z rozwojem infrastruktury transportowej (drogi, rurociągi) lub powstaniem nowych emitentów na analizowanym terenie. Budowa infrastruktury do zatłaczania gazu, odpadów lub dwutlenku węgla będzie związana jedynie z kosztami.
Tab. 5.3 Macierz ocen porównań parami kryteriów decyzyjnych dla struktur w poziomach wodonośnych kryterium f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14 f15 f16 f17 f18 f19 f20 f1 1 1/5 1/5 1/3 1/5 1/7 1/9 1/3 1/7 1/3 5 5 1/3 3 5 5 7 7 1/3 3 f2 5 1 1 3 1 1/3 1/3 5 1/3 3 5 7 3 3 5 5 7 7 1 3 f3 5 1 1 3 3 1 1/3 5 1 3 5 5 3 5 5 5 7 7 3 5 f4 3 1/3 1/3 1 1/3 1/5 1/5 1 1/5 1 3 3 1 1 3 3 5 5 1/3 3 f5 5 1 1/3 3 1 1/3 1/5 3 1/3 1 5 5 3 3 5 3 5 5 1 3 f6 7 3 1 5 3 1 1/3 5 1 3 5 5 5 5 7 7 7 5 5 5 f7 9 3 3 5 5 3 1 7 3 5 7 7 3 7 9 7 9 7 3 5 f8 3 1/5 1/5 1 1/3 1/5 1/7 1 1/5 1 3 3 1 1 3 1 5 3 1/3 3 f9 7 3 1 5 3 1 1/3 5 1 5 5 5 3 5 7 7 9 5 5 5 f10 3 1/3 1/3 1 1 1/3 1/5 1 1/5 1 3 3 1 1 3 3 5 3 1 3 f11 1/5 1/5 1/5 1/3 1/5 1/5 1/7 1/3 1/5 1/3 1 1 1/3 1/3 1 1 3 1 1/5 1/3 f12 1/5 1/7 1/5 1/3 1/5 1/5 1/7 1/3 1/5 1/3 1 1 1/3 1/3 1 1/3 3 1 1/5 1/3 f13 3 1/3 1/3 1 1/3 1/5 1/3 1 1/3 1 3 3 1 1 3 1 5 3 1 3 f14 1/3 1/3 1/5 1 1/3 1/5 1/7 1 1/5 1 3 3 1 1 3 3 5 5 1/3 1 f15 1/5 1/5 1/5 1/3 1/5 1/7 1/9 1/3 1/7 1/3 1 1 1/3 1/3 1 1 1 1 1/5 1/3 f16 1/5 1/5 1/5 1/3 1/3 1/7 1/7 1 1/7 1/3 1 3 1 1/3 1 1 3 3 1/5 1/3 f17 1/7 1/7 1/7 1/5 1/5 1/7 1/9 1/5 1/9 1/5 1/3 1/3 1/5 1/5 1 1/3 1 1 1/7 1/5 f18 1/7 1/7 1/7 1/5 1/5 1/5 1/7 1/3 1/5 1/3 1 1 1/3 1/5 1 1/3 1 1 1/7 1/5 f19 3 1 1/3 3 1 1/5 1/3 3 1/5 1 5 5 1 3 5 5 7 7 1 3 f20 1/3 1/3 1/5 1/3 1/3 1/5 1/5 1/3 1/5 1/3 3 3 1/3 1 3 3 5 5 1/3 1
Tab. 5.4 Macierz ocen porównań parami kryteriów decyzyjnych dla złóż węglowodorów kryteriu m f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14 f15 f1 1 1/5 1/5 1/5 1/7 1/9 1/5 1/7 1/5 1/5 1/5 1/3 1/7 3 3 f2 5 1 1 1 1/3 1/5 1 1/3 3 3 3 3 3 5 5 f3 5 1 1 1 1/3 1/5 3 1/3 1 1 3 3 3 5 5 f4 5 1 1 1 1/3 1/5 1 1/3 3 1 3 3 3 5 5 f5 7 3 3 3 1 1/3 3 1 5 3 5 5 3 7 7 f6 9 5 5 5 3 1 5 5 5 5 5 7 5 7 9 f7 5 1 1/3 1 1/3 1/5 1 1/3 1 1 3 3 3 5 5 f8 7 3 3 3 1 1/5 3 1 3 3 5 5 5 7 7 f9 5 1/3 1 1/3 1/5 1/5 1 1/3 1 1 1 3 3 5 5 f10 5 1/3 1 1 1/3 1/5 1 1/3 1 1 3 3 1 5 5 f11 5 1/3 1/3 1/3 1/5 1/5 1/3 1/5 1 1/3 1 3 1/3 5 3 f12 3 1/3 1/3 1/3 1/5 1/7 1/3 1/5 1/3 1/3 1/3 1 1/3 3 3 f13 7 1/3 1/3 1/3 1/3 1/5 1/3 1/5 1/3 1 3 3 1 5 5 f14 1/3 1/5 1/5 1/5 1/7 1/7 1/5 1/7 1/5 1/5 1/5 1/3 1/5 1 1 f15 1/3 1/5 1/5 1/5 1/7 1/9 1/5 1/7 1/5 1/5 1/3 1/3 1/5 1 1
Wagi dla przyjętych kryteriów decyzyjnych, zgodnie z metodą AHP opracowaną przez Saaty'ego (1990), zostały określone przez ich porównanie parami i znalezienie przybliżonych wektorów własnych macierzy porównań (por. tab. 5.3 i 5.4). Wektory wag kryteriów zostały obliczone z wykorzystaniem wartości średnich elementów znajdujących się w poszczególnych wierszach znormalizowanych macierzy porównań. Zbiorcze zestawienie wartości obliczonych priorytetów kryteriów dla drzewa hierarchii struktur w poziomach wodonośnych przedstawia tab. 5.5, a dla złóż węglowodorów − tab. 5.6.
Tab. 5.5 Zestawienie priorytetów (wag) kryteriów dla struktur w poziomach wodonośnych Numer
kryterium
Nazwa kryterium Wartość
wagi
Pozycja
f1 Typ struktury tektonicznej 0,0378 9
f2 Litologia nadkładu 0,075 5
f3 Miąższość uszczelnienia struktury 0,095 4
f4 Zaangażowanie tektoniczne 0,036 11
f5 Głębokość zalegania struktury 0,060 6
f6 Miąższość przestrzeni porowej 0,115 3
f7 Wielkość przestrzeni porowej 0,166 1
f8 Właściwości petrofizyczne − porowatość 0,032 12
f9 Właściwości petrofizyczne − przepuszczalność 0,116 2
f10 Mineralizacja wód złożowych 0,0384 8
f11 Występowanie złóż surowców 0,014 16
f12 Zgodność z MZPZ 0,013 17
f13 Lokalizacja w stosunku do obszarów chronionych 0,037 10
f14 Akceptacja i świadomość społeczna 0,030 13
f15 Istniejąca infrastruktura transportowa 0,012 18
f16 Lokalizacja w pobliżu dużego emitenta lub rurociągu 0,018 15
f17 Istniejąca infrastruktura do zatłaczania 0,009 20
f18 Sposób użytkowania terenów 0,011 19
f19 Kontakt hydrauliczny z wodami pitnymi 0,058 7
Tab. 4.6. Zestawienie priorytetów (wag) kryteriów dla złóż węglowodorów Numer
kryterium
Nazwa kryterium Wartość
wagi
Pozycja
f1 Typ złoża (ropy naftowej lub gazu ziemnego) 0,016 13
f2 Miąższość uszczelnienia struktury 0,072 4
f3 Zaangażowanie tektoniczne 0,067 5
f4 Głębokość zalegania struktury 0,065 6
f5 Miąższość przestrzeni porowej 0,131 2
f6 Wielkość przestrzeni porowej − zasoby geologiczne 0,233 1
f7 Właściwości petrofizyczne − porowatość 0,058 7
f8 Właściwości petrofizyczne − przepuszczalność 0,127 3
f9 Zgodność z MZPZ 0,050 9
f10 Lokalizacja w stosunku do obszarów chronionych 0,053 8
f11 Akceptacja i świadomość społeczna 0,035 11
f12 Istniejąca infrastruktura transportowa 0,024 12
f13 Lokalizacja w pobliżu dużego emitenta lub rurociągu 0,045 10
f14 Istniejąca infrastruktura do zatłaczania 0,0124 14
f15 Sposób użytkowania terenów 0,0120 15
Bardzo istotne jest całościowe spojrzenie na wszystkie kryteria z punktu widzenia ich wpływu na postawiony cel nadrzędny. W przypadku niniejszej pracy, jest nim odpowiedź na pytanie o najlepsze możliwe wykorzystanie rozważanej struktury geologicznej jako magazynu, lub składowiska. Zestawienie wpływu poszczególnych kryteriów na analizowany główny cel decyzyjny zawiera wykres na rys. 5.6 − dla poziomów wodonośnych oraz wykres na rys. 5.7 − dla złóż węglowodorów.
W wyniku przeprowadzonych obliczeń dla macierzy porównań do oceny struktur w poziomach wodonośnych pod kątem możliwości wykorzystania ich jako magazyny, bądź składowiska stwierdzono, że najistotniejszym czynnikiem jest kryterium „wielkość przestrzeni porowej” (rys. 5.6). Czynnik ten zajął najwyższą pozycję w rankingu, w wyniku weryfikacji matematycznej. Drugą pozycję uzyskało kryterium „właściwości petrofizyczne − przepuszczalność”, trzecie przypisane zostało do „miąższości przestrzeni porowej”, czwarta pozycja − „miąższość uszczelnienia struktury”, natomiast pierwszą piątkę zamyka kryterium „litologia nadkładu”. Najniższe pozycje w rankingu uzyskały kryteria: „istniejąca infrastruktura transportowa”, „sposób użytkowania terenów” oraz „istniejąca infrastruktura do zatłaczania”.
Rys. 5.6 Pozycja kryteriów w drzewie hierarchii dla struktur w poziomach wodonośnych
Podobnie jak dla struktur w poziomach wodonośnych, dla złóż węglowodorów w wyniku obliczeń dla macierzy porównań w aspekcie możliwości ich wykorzystania na magazyn lub składowisko stwierdzono, że najistotniejszym czynnikiem jest również kryterium „wielkość przestrzeni porowej − zasoby geologiczne” (rys. 5.7). Czynnik ten zajmuje najwyższą pozycję w rankingu uzyskaną w wyniku weryfikacji matematycznej. Drugą pozycję uzyskało kryterium „miąższość przestrzeni porowej”. Trzecie przyporządkowano do „właściwości petrofizyczne − przepuszczalność”, czwarta pozycja, tak samo jak dla struktur w poziomach wodonośnych − „miąższość uszczelnienia struktury”, a pierwszą piątkę zamyka kryterium „zaangażowanie tektoniczne”. Najniższe pozycje w rankingu uzyskały kryteria: „typ złoża”, „istniejąca infrastruktura do zatłaczania” oraz „sposób użytkowania terenów”.
0,166 0,116 0,115 0,095 0,075 0,060 0,058 0,038 0,038 0,037 0,036 0,031 0,030 0,027 0,018 0,014 0,013 0,012 0,011 0,009 objętość struktury przepuszcz. miąższość przestrzeni porowej miąższość uszczel. struktury nadkład (litologia) głębokość kontakt hydraul. z wodami pitnymi mineralizacja wód typ struktury tekton. lokalizacja w stos. do obszarów chron. zaangażow. tektoniczne porowatość akceptacja i świadomość społeczna szybkość przepływu wód lokalizacja w pobliżu dużego emitenta lub rurociągu złoża surowców zgodność z MZPZ istniejąca infrastr. transport. sposób użytkowania terenów istniejąca infrastr. do zatłacz.
Rys. 5.7 Pozycja kryteriów w drzewie hierarchii dla złóż węglowodorów
Znalezione wektory wag wymagały weryfikacji, na podstawie obliczonych dla macierzy porównań współczynników spójności, zgodnie z zasadami metody AHP. W tym celu obliczono przybliżone wartości własne macierzy porównań λmax:
dla poziomów wodonośnych λmax = 22,221 7,2%; dla złóż węglowodorów λmax = 16,503 6,8%.
Natomiast współczynniki spójności CR dla badanych macierzy porównań wynoszą: dla poziomów wodonośnych CR = 0,072;
dla złóż węglowodorów CR = 0,068.
Obliczone współczynniki spójności są mniejsze od przyjętej progowej wartości 0,1 (10%). W związku z tym można stwierdzić, iż oceny eksperta zebrane w obu macierzach porównań dla kryteriów decyzyjnych są spójne, a otrzymane wektory wag można wykorzystać w dalszej analizie decyzyjnej. Wszystkie obliczenia dotyczące macierzy ocen dla kryteriów stanowią integralną część programu komputerowego.
Kolejnym krokiem w metodzie AHP jest ocena poszczególnych wariantów decyzyjnych, z uwagi na przyjęte kryteria. Dla każdego kryterium oceniane są wszystkie warianty. Efektem końcowym tego etapu są obliczone na podstawie macierzy ocen priorytety reprezentujące rozkłady ważności poszczególnych wariantów ze względu na kolejne kryteria. Wyznaczenie macierzy ocen dla wariantów zrealizowano również poprzez porównania poszczególnych elementów parami. Wynikiem tego jest
0,233 0,131 0,127 0,072 0,066 0,065 0,058 0,053 0,050 0,045 0,035 0,024 0,016 0,012 0,012 zasoby geol. miąższość przestrzeni porowej przepuszcz. miąższość uszczel. struktury zaangażow. tektoniczne głębokość porowatość lokalizacja w stos. do obszarów chron. zgodność z MZPZ lokalizacja w pobliżu dużego emitenta lub rurociągu akceptacja i świadomość społeczna istniejąca infrastr. transport. typ złoża istniejąca infrastr. do zatłacz. sposób użytkowania terenów
utworzenie 20 (dla struktur w poziomach wodonośnych) lub 15 (dla złóż węglowodorów) macierzy ocen, a następnie wyznaczenie dla nich wektorów użyteczności. Etap ten związany jest bezpośrednio z parametrami przekazywanymi do programu przez użytkownika. Odpowiadają one wszystkim kryteriom decyzyjnym związanym z rodzajem rozważanej struktury, co powoduje, że powstałe macierze ocen dla wariantów są zawsze specyficzne i ściśle powiązane z konkretną strukturą geologiczną.
W celu wyznaczenia macierzy ocen dla wariantów względem poszczególnych kryteriów należało najpierw każdemu kryterium przydzielić oceny z przyjętej skali, na podstawie wcześniej określonych zakresów możliwych wartości liczbowych, bądź słownych, jakie może przyjmować dane kryterium względem wszystkich wariantów decyzyjnych (składowanie CO2, magazynowanie gazu, składowanie odpadów, struktura nie nadaje się do wykorzystania).
Wartości poszczególnym kryteriom przyporządkowano zgodnie ze skalą ocen od 1 do 9, bazując na analizie literatury. Przyjęte oceny były różne dla różnych wariantów decyzyjnych oraz typów rozważanych struktur.
Dla struktur w poziomach wodonośnych najbardziej pożądanym typem struktury dla wszystkich wariantów decyzyjnych jest antyklina (9). Antykliny są strukturalnie zamknięte, co sprawia, że składowanie lub magazynowanie w nich jest bezpieczne. Niższe wartości od 5 do 1 przypisano poziomom wodonośnym (tylko w przypadku składowania CO2), rowom tektonicznym i synklinom. Rodzaje złóż węglowodorów uwzględniane w systemie zależały od ich budowy (masywowe, warstwowe) i typu pułapki (strukturalna, litologiczna). Również w przypadku złóż węglowodorów najwyższe wartości przypisano antyklinom − pułapkom strukturalnym (9), a najmniejsze pułapkom w wyniosłościach erozyjnych (1).
Odpowiednie uszczelnienie poziomu zbiornikowego, w którym prowadzić się będzie magazynowanie lub składowanie jest, obok wielkości struktury, kluczowym kryterium decydującym o możliwości zagospodarowania formacji. O jakości uszczelnienia decyduje litologia i miąższość skał zalegających w bezpośrednim nadkładzie. W związku z tym nadkład uszczelniający jest scharakteryzowany poprzez dwa podkryteria dla poziomów wodonośnych oraz jedno − dla złóż węglowodorów. W przypadku struktur w poziomach wodonośnych jest to litologia i miąższość, natomiast w przypadku złóż węglowodorów − miąższość. Wartości przyporządkowane poszczególnym wydzieleniom litologicznym, które mają stanowić uszczelnienie są takie
same dla wszystkich wariantów decyzyjnych. Najlepsze z punktu widzenia jakości izolacji (ze względu na cechy petrofizyczne − niską przepuszczalność) poziomów zbiornikowych są iłowce, łupki ilaste i ewaporaty, przyporządkowano im wartość 9. Pozostałe typy skał o wzrastającej przepuszczalności, które mogą występować w bezpośrednim nadkładzie poziomu do składowania lub magazynowania mają przyporządkowane wartości od 7 (mułowce) do 1 (piaskowce i skały węglanowe). Wartości miąższości nadkładu przyjęto takie same dla obu analizowanych rodzajów struktur, różnią się one natomiast dla poszczególnych wariantów decyzyjnych. Najwyższa wartość 9 została przyporządkowana tej samej miąższości równej 100 m, dla wszystkich wariantów decyzyjnych. Dla wariantu magazynowanie gazu pozostałe przyjęte wartości miąższości są mniejsze, niż w wariantach składowanie odpadów lub dwutlenku węgla.
Bezpieczeństwo składowania i magazynowania związane jest również z zaangażowaniem tektonicznym struktur. Uskoki występujące w formacji skalnej mogą być dyslokacjami przewodzącymi płyny, którymi z magazynów lub składowisk będą migrowały substancje. Najwyższą wartość przyjęto dla formacji, w których nie występują uskoki − 9, niższe wartości przyporządkowano strukturom, w których uskoki występują w podłożu oraz samej formacji (1−7).
Głębokość zalegania poziomu zbiornikowego jest cechą wpływającą na ekonomikę składowania i magazynowania bezzbiornikowego, ponieważ zatłaczanie substancji na duże głębokości jest przedsięwzięciem kosztownym. Natomiast zbyt płytko zlokalizowane magazyny lub zbiorniki mogą stanowić zagrożenie dla wód pitnych. W zależności od wariantu decyzyjnego przyjęto, że maksymalne głębokości wynoszą od 3500 dla składowania odpadów, przez 3000 m dla magazynowania gazu po 2500 m w przypadku składowania dwutlenku węgla, przyjęto dla nich maksymalną wartość − 9. Wartość najmniejszą (1) przypisano głębokościom powyżej 300 m dla magazynowania gazu i składowania odpadów oraz powyżej 800 m dla składowania CO2. Większa głębokość zatłaczania tego gazu związana jest z tym, że poniżej tej głębokości dwutlenek węgla utrzymuje się w gęstej fazie gazowej, w jakiej przewiduje się jego składowanie.
Aby w rozważanej strukturze można było składować lub magazynować substancje powinna się ona charakteryzować odpowiednio dużą pojemnością, na którą wpływa wielkość przestrzeni porowej oraz miąższość. Dla struktur w poziomach wodonośnych i złóż węglowodorów przyjęto takie same wartości miąższości − największą wartość (9)
przypisano miąższościom powyżej 50 m, najniższą wartość (1) strukturom o miąższościach poniżej 10 m. Rozmiary obiektów opisano dwoma różnymi kryteriami, dla struktur w poziomach wodonośnych jest to przestrzeń porowa, dla złóż węglowodorów − zasoby geologiczne. Wielkości tych dwóch kryteriów są zróżnicowane dla poszczególnych wariantów decyzyjnych. Największe wielkości objętości porowej konieczne są dla składowania CO2, ponieważ zakłada się, że struktura powinna pomieścić minimum 1−1,5 mln Mg tego gazu rocznie (minimum 30 lat składowania). Wielkości objętości przestrzeni porowej dla magazynowania gazu przyjęto, biorąc pod uwagę rozmiary magazynów gazu zlokalizowanych w Polsce. Natomiast wartości dla składowania odpadów są najmniejsze, bazują one na ilościach odpadów zatłaczanych do składowisk w Polsce.
Właściwości petrofizyczne (porowatość i przepuszczalność) decydują nie tylko o pojemności struktury, ale również, zwłaszcza w przypadku przepuszczalności, o możliwości przepływu substancji zatłaczanych do struktur. Dla poszczególnych wariantów decyzyjnych przyjęto zróżnicowane wielkości obu parametrów. Niższe wartości przypisano do magazynowania gazu w porównaniu do składowania odpadów i dwutlenku węgla. Wynika to z różnych właściwości fizycznych tych mediów. Najlepszą do zagospodarowania struktury wartość (9) mają porowatości powyżej 20% i przepuszczalności, w zależności od sposobu wykorzystania, powyżej 100 mD dla magazynów gazu, powyżej 300 mD w przypadku pozostałych wariantów. Najniższe wartości (1) są także zróżnicowane: dla magazynów gazu wynoszą poniżej 1 mD, dla pozostałych − poniżej 10 mD.
Mineralizacja wód rozważana jest tylko dla struktur w poziomach wodonośnych. Kryterium to jest szczególnie ważne w przypadku składowania dwutlenku węgla, ze względu na dużą rozpuszczalność tego gazu w stężonych solankach. Dla poszczególnych wariantów przyjęto zróżnicowane wartości tego parametru. Największe wartości (9) przypisano wodom o najwyższych mineralizacjach powyżej 100 g/dm3
dla składowania CO2 i 30 g/dm3
dla pozostałych działalności. Najniższe wartości (1) przyjęto zaś dla wód zmineralizowanych, ale niebędących solankami.
Również prędkość przepływu wód to kryterium uwzględniane jedynie w przypadku poziomów wodonośnych. Szybki przepływ wód może być niekorzystny, zwłaszcza w przypadku niektórych typów struktur. W związku z tym, największe wartości (9) przypisano poziomom wodonośnym, w których przepływ wód jest wolny − rzędu tysięcy lat. Najniższe (1) w przypadku szybkiego przepływu.
Czynnikiem, który może utrudnić zagospodarowanie struktur geologicznych jest lokalizacja w stosunku do obszarów chronionych. Największą wartość (9) przyporządkowano terenom położonym poza obszarami chronionymi, pozostałe wartości przypisano pozostałym obszarom, w zależności od zakresu ochrony (ograniczeń w działalności). Najniższe wartości związane są z obszarami leżącymi na terenach parków narodowych, gdzie występują bardzo duże ograniczenia w możliwości prowadzenia działalności.
Sposób użytkowania terenu, na którym zlokalizowana jest rozpatrywana struktura również może wpływać na dobór rodzaju zagospodarowania. Najwyższe wartości (9)