ПОСТІЙНА МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ФІЛЬТРАЦІЙНИХ І МІГРАЦІЙНИХ УМОВ МЕЖИРІЧЧЯ ПРИП'ЯТЬ – УЖ ЧОРНОБИЛЬСЬКОЇ ЗОНИ ВІДЧУЖЕННЯ
DOI:
https://doi.org/10.17721/1728-2713.104.14Ключові слова:
геофільтраційна модель, скінченно-різницевий метод, чисельне моделювання, рівень ґрунтових вод, коефіцієнт фільтрації, Чорнобильська зона відчуженняАнотація
Вступ. За останні 8–10 років значно змінилися радіогідроекологічні та гідрогеологічні умови Чорнобильської зони відчуження. Під впливом виведення водоймища охолоджувача з експлуатації в масштабах регіону змінилися рівні, швидкість та напрямки руху підземних вод. За цей час були створені нові радіаційно небезпечні об'єкти: сховища відпрацьованого ядерного палива (СВЯП-2 та ЦСВЯП). Також посилився вплив зміни клімату на режим водних об'єктів. Очевидно, що для вивчення впливу радіаційно небезпечних об'єктів на водне середовище зони відчуження, прогнозування змін гідрогеологічних умов під впливом змін клімату та техногенних навантажень необхідно створити оновлену модель фільтраційно-міграційних умов з можливістю її подальшого коригування та вдосконалення.
Методи. У процесі створення і розробки постійно діючої математичної моделі на базі методу скінчених різниць розглядалися геологічні та гідрогеологічні умови району досліджень, проводились з використанням ГІС-технологій просторові побудови для візуалізації геологічної будови, складено фільтраційну схему для обчислювальних операцій. Для побудови поверхонь геологічних горизонтів використовувалась програма QGis, для розробки фільтраційної моделі – програма Visual MODFLOW.
Результати. Побудовано модель фільтраційних та міграційних умов межиріччя Прип'ять – Уж Чорнобильської зони відчуження. Отримано розподіл рівнів ґрунтових вод та напорів у бучацькому водоносному горизонті. Виконано прогнози шляхів, напрямків та часових меж поширення забруднювачів з підземними водами від радіаційно-небезпечних об'єктів, а також прогнози впливу змін граничних умов водоносного горизонту на гідродинамічні параметри ґрунтових вод для обґрунтування проєктних рішень із вдосконалення мережі спостережних свердловин та визначення умов підтоплення проммайданчика ЧАЕС. Здійснено прогнози впливу глобального потепління на режим підземних вод.
Висновки. Прогнозне поле розподілу напорів демонструє можливість покращення радіологічного стану ґрунтових вод внаслідок: збільшення товщини зони аерації та її сорбційної ємності, прискорення самоочищення завдяки зростанню градієнтів підземного потоку. Важливо, що розвантаження забруднених підземних вод відбуватиметься не в річку Прип'ять, а в ізольовані залишкові озера колишнього ставка-охолоджувача. Для того щоб підземні води потрапляли до озер з проммайданчика ЧАЕС, знадобиться близько 20 років.
Посилання
Bugai, D. A., Dzhepo, S. P., Skalskyy, & A. S. (1998). Forecasts of geomigration, risk assessments and principles of water protection activities in connection with radioactive contamination of groundwater in the Chornobyl exclusion zone. In O.V. Voytsekhovych (Ed.), Radioecology of water objects in the zone of influence of the accident at the Chornobyl NPP. Vol. 2. Forecasts of water pollution, assessments of water use risks and effectiveness of water protection countermeasures for aquatic ecosystems in the zone of influence of the Chornobyl accident (рр. 218–252). Kyiv [in Ukrainian].
Bugai, D. A., Dzhepo, S. P., Skalskyy, A. S. et al. (2001). Migration of strontium-90 into groundwater from buried radioactive waste "Red Forest". Problems of the Chernobyl Exclusion Zone, 7, 20–31 [in Russian].
Bugai, D. et al. (2012). Radionuclide migration at experimental polygon at Red Forest waste site in Chornobyl zone Part 2: Hydrogeological characterization and groundwater transport modeling. Appl. Geochem., 27(7), 1359–1374. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2011.09.028
Bugai, D. O., Dzhepo, S. P., Skalskyy, O. S., Kubko, Y. I., & Saprykin, V. Yu. (2018). Hydrogeological monitoring and mathematical modeling of radioactive contamination of groundwater in the Chornobyl Exclusion Zone and at the uranium facilities of the former Prydniprovs'kogo chemical plant (Kamyanske). Geol. Journal, 4 (365), 47–57 [in Ukrainian]. https://doi.org /10.30836/igs.1025-6814.2018.4.148466
Bugai, D., Dubas, V., Dyachenko, T. et al. (2019). Environmental impact assessment of the drowdown of the Chornobyl NPP Cooling Pond as a basis for its decommissioning and remediation. Vienna, IAEA. IAEA-TECDOC-1886.
Bukaty, M.B. (2008). Numerical methods of modeling the geomigration of radionuclides: Study guide. TPU Publishing House [in Russian].
Comprehensive assessment of cumulative environmental impacts of radiation-hazardous facilities in the Chornobyl Exclusion Zone. (2020). Research report. ІPS NPP of NAS of Ukrain [in Ukrainian].
Groundwater modeling system. Version 3.1. Tutorial manual. (2000). In Environmental Modeling Research Laboratory of Brigham Young University. USA.
Harbaugh, W. A. (2005). MODFLOW-2005. The U.S. Geological Survey modular ground-water model—the ground-water flow process, U.S. Geological Survey Techniques and Methods 6–A16. https://pubs.usgs.gov/tm /2005/tm6A16/PDF/TM6A16.pdf. Accessed 3 Nov 2020
Martazinova, V. F., Horodetska, N. S., Rybchenko, L. S. et al. (2022). Features of the current state of the temperature-humidity regime of Ukraine since the beginning of the XXI century under the influence of changes in largescale atmospheric circulation. Meteorology. Hydrology. Environment monitoring, 2, 22–34 [in Ukrainian].
Osadchyi, V., Shevchenko, O. & Krasovs'ka, A. (2021). Formation features of river underground runoff under global warming conditions. EGU General Assembly 2021. https://meetingorganizer.copernicus.org/EGU21/EGU21-15311.html
Panasiuk, M. (2014). Determination of the filtration coefficient of alluvial sands in the area of the ChNPP industrial site. Safety Problems of Nuclear Power Plants and Chornobyl, 23, 124–130 [in russian].
Pollock, D. (2012). User Guide for MODPATH Version 6–A ParticleTracking Model for MODFLOW. U.S. Geological Survey Techniques and Methods. https://pubs.usgs.gov/tm/6a41/
Sato, H. (2022). The Effect of Groundwater Bypass at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant in 2014 by Detailed Facies Analysis and 3D Groundwater Simulation. In K. Nanba, A. Konoplev, T. Wada (Eds.), Behavior of Radionuclides in the Environment III. Fukushima (рр. 177–198). Springer.
Scheme of water protection measures for protection against radiation pollution of surface and underground waters in the ChNPP exclusion zone/volume II of the report: Assessment of the state of the geological environment and forecasts of radiation pollution. (1993).
Shabalin, B. H. (2023). Modeling of radionuclide geomigration from localized sources of pollution. In O.L. Shevchenko, V.V. Dolin (Eds.), Radiohydrogeochemistry of catchment areas of the Chornobyl Exclusion Zone (рр. 33-45). Naukova dumka [in Ukrainian]
Shestopalov, V. M., Lyal'ko, V. Y., Sytnykov, A. B. et al. (2001). Water exchange in hydrogeological structures and the Chornobyl disaster. In 2 parts. Institute of Geol. Sciences of the National Academy of Sciences of Ukraine [in Russian].
Smith, L., & Gaganis, P. (1998). Strontium-90 migration to water wells at the Chornobyl nuclear power plant: Re-evaluation of a decision model. Environ. Eng. Geosci., 4(2), 161–174.
The Official U.S.G.S MODFLOW (A Modular Tree Dimensional Finite Difference Groundwater Flow Model). (2012). In Waterloo Hidrogeologic. https://pubs.usgs.gov/tm/2005/tm6A16/PDF/TM6-A16ch2.pdf
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Ознайомтеся з політикою за посиланням:
