nimfa

Модель ФГУП ПО «Маяк»

Опыт создания геомиграционной модели ФГУП ПО «Маяк» средствами ПК «НИМФА»

Задачи количественной оценки и прогноза ореолов загрязнения поверхностных, грунтовых вод и грунтов, в районе оз. Карачай, выполнявшиеся с 1992 по 2003 г. при методическим руководством Л.М. Самсоновой, инициировали создание уникального программного комплекса GEON-3D (главный разработчик А.А. Зинин, ЗАО «Геоспецэкология»), с помощью которого с 1992 по 2006 гг. была разработана система геофильтрационных и геомиграционных моделей территории ПО «МАЯК». В рамках выполнения этой работы в 1996 г. была создана первая трехмерная детальная геомиграционная модель участка, прилегающего к водоёму-9. Модель учитывала процессы сорбции радионуклидов водовмещающими породами и плотностные эффекты при миграции высокоминерализованных рассолов. Позднее были разработаны математические модели участка оз. Карачай с использованием программ TOUGH-2/EOS7, DENSFLOW, а также CFEST-SC.

В связи с тем, что в 2010 г. техническая поддержка ПК была прекращена, с 2011 г. ЗАО «Геоспецэкология» на модельной базе GEON разрабатывается система адаптированных геофильтрационных и геомиграционных моделей 2-го поколения с использованием программного комплекса PMWIN 8, являющегося международным стандартом. Границы моделей 2-го и 3-го поколений показаны на рисунке 1. В 2011 г. была разработана и откалибрована модель участка Теча-Бродской структуры. В 2012 г. – модель участка размещения промышленных уран-графитовых редакторов, ПУГР. В 2013 г. разработана актуализированная модель участка «Междуречье».

В 2014 г. была создана и откалибрована адаптированная региональная геофильтрационная модель Теченского каскада водоёмов (ТКВ). В 2014 г. на основе адаптированной модели участка «Междуречье» также разработана модель участка проектируемого КЦ САО.

В 2015 г. на основе адаптированной региональной геофильтрационной модели разработана геофильтрационная и геомиграционная модель участка плотины 11.

В 2016 г. модель участка «Междуречье» впервые была собрана и протестирована на программном комплексе «НИМФА-4». Данную модель следует отнести к моделям 3-го поколения, поскольку она реализована на инновационном отечественном программном продукте, обеспечивающем возможность высокопараллельных вычислений с использованием, как супер-ЭВМ, так и персональных компьютеров.

В 2016 г. на базе актуализированной модели «Междуречье» разработана модель участка хранилищ ТРО.

В 2016-2017 гг. была выполнена актуализация модели «Междуречье» и разработаны локальные модели участков «Объект 29», «Водоем-17», а также локальная модель участка «Водоема-9». В 2018 году разработана модель-врезка участка «Плотина 11».

В 2019 г. на основе модели участка «Междуречье» разработана модель-врезка участков размещения зданий и сооружений, выводящихся из эксплуатации. При выполнении данной работы модель «Междуречье» была дополнена данными режимных наблюдений за уровнями, химическим и радиохимическим составом подземных вод за 2018-2019 гг. и актуализирована.

В 2020 г. проведена актуализация геофильтрационной и геомиграционной моделей участка «Междуречье» версии 2016 г., разработанных с использованием ПК «НИМФА-5». Данная модель полностью воспроизводит базовую, разработанную в 2019 г. с использованием ПК PMWIN 8.

Одним из важнейших техногенных факторов, определяющих гидрогеологический фон промплощадки ФГУП «ПО «Маяк» и прилегающей территории является, как известно, линза промышленных рассолов, образовавшаяся в грунтовых водах вследствие длительной эксплуатации водоема-9 (оз. Карачай) в качестве хранилища ЖРАО.

Модельная реализация линзы с привлечением в качестве опорных данных мониторинга уровней и содержания примесей в геофильтрационном потоке является фундаментальной задачей для промплощадки ФГУП «ПО «Маяк» при гидрогеологических расчетах, связанных с обоснованием безопасной эксплуатации и вывода из эксплуатации ЯРОО.

Современная конфигурация ореолов нитрат-иона, характеризующего химическое загрязнения и стронция-90, характеризующего радиоактивное загрязнение подземных вод показана на рисунках 2 и 3.

Рисунок 1 – Границы математических моделей объектов ФГУП «ПО «Маяк» 2-го и 3-го поколений (2020 г.)

Рисунок 2 – Современный (на 2020 г.) модельный ореол максимальных концентраций нитрат-иона в подземных водах

Рисунок 3 – Современный (на 2020 г.) модельный ореол максимальных объемных активностей 90Sr в подземных водах