Интервью 18 апреля 2017
Atomic-Energy.ru

Специалисты «Гидроспецгеологии» Евгений Дрожко и Андрей Куваев о математическом моделировании на объектах «Маяка»

Засыпка озера "Карачай"

16 марта 2017 года состоялось расширенное заседание секции № 3 научно-технического совета ФГУП «ПО «Маяк» по вопросам радиоэкологии и радиационной безопасности. На повестке дня были рассмотрены результаты научных исследований и практических работ, выполненных ФГБУ «Гидроспецгеология» в 2016 году, и подготовлены предложения в планы работ на 2017-2018 годы. В рамках заседания секции были заслушаны и обсуждены различные доклады, раскрывающие темы гидрологического и гидрогеологического мониторинга на площадке ФГУП «ПО «Маяк», рассмотрены системы геофильтрационных и геомиграционных моделей объектов предприятия, а также утверждены предложения по оптимизации программы мониторинга с учетом эксплуатации порогов-регуляторов на левобережном и правобережном каналах (ЛБК и ПБК).

По итогам расширенного заседания научно-технического совета ФГУП «ПО «Маяк» заместитель директора Центра ОМСН по науке ФГБУ «Гидроспецгеология» Евгений Гордеевич Дрожко и главный специалист по моделированию – начальник отдела ГИС-технологий и математического моделирования Центра ОМСН ФГБУ «Гидроспецгеология» Андрей Алексеевич Куваев ответили на ряд вопросов.

- Евгений Гордеевич и Андрей Алексеевич, почему потребовалось создание системы геофильтрационных и геомиграционных моделей объектов ФГУП «ПО «Маяк»?

- Обоснование воздействия на окружающую среду является одним из основных требований нормативных актов РФ по обеспечению ядерной и радиационной безопасности для предприятий атомной отрасли.

ФГУП «ПО «Маяк» является, как известно, важнейшим предприятием Ядерно-оружейного комплекса Госкорпорации «Росатом». Оценка воздействия ядерно и радиационно опасных объектов (ЯРОО) ФГУП «ПО «Маяк» на подземные и поверхностные воды, а также обоснование инженерных решений безопасной эксплуатации Теченского каскада водоёмов и выводу из эксплуатации технологических водоёмов-хранилищ радиоактивных отходов В-9 и В-17 осуществляется на основе результатов многолетнего мониторинга состояния недр, проводимого в районе предприятия с момента начала его деятельности.

Система постоянно действующих геофильтрационных и геомиграционных моделей (ПДМ) объектов «Маяка» функционирует с 1990-х годов, постоянно пополняется данными мониторинга и специальных изысканий и используется для количественной интерпретации данных ОМСН.

- Как эта система может быть использована для обоснования безопасной эксплуатации Теченского каскада и водоёма В-9?

- С помощью системы математических моделей выполняются прогнозные расчеты ореолов химического и радиоактивного загрязнений подземных, поверхностных вод и грунтов, и обоснование инженерных мероприятий по локализации ореолов распространения радионуклидов в геологической среде.

Евгений Гордеевич Дрожко, заместитель директора Центра ОМСН по науке ФГБУ «Гидроспецгеология»

- Расскажите, пожалуйста, об эволюции системы геофильтрационных и геомиграционных моделей объектов ФГУП «ПО «Маяк». В чем их отличия, проблемы и возможные решения?

- Как отмечалось выше, математическое моделирование на объектах ФГУП «ПО «Маяк» выполняется с 90-годов прошлого века. Система математических моделей 1-го поколения была разработана на основе уникального отечественного программного продукта «ГЕОН», не имевшего в свое время аналогов и, что очень важно, прошедшего аттестацию в НТЦ ЯРБ. На основе программного комплекса «ГЕОН» была разработана уникальная модельная база, содержащая информацию о природно-техногенных условиях территории ФГУП «ПО «Маяк», выполнен большой объем прогнозных модельных расчетов. В начале двухтысячных годов текущего века техническая поддержка программного комплекса «ГЕОН» по объективным причинам была прекращена.

Поскольку система геофильтрационных и геомиграционных моделей ФГУП «ПО «Маяк» должна функционировать в режиме ПДМ и решать новые, все более сложные инженерные задачи, в период с 2004 по 2015 годы система моделей 2-го поколения  вынуждено была переведена на импортное программное обеспечение, не прошедшее аттестацию в НТЦ ЯРБ.

С 2016 года система математических моделей ФГУП «ПО «Маяк» переводится на инновационный отечественный программный комплекс «НИМФА», разработчиком которого является ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ». Разработка пакета программ (ПК) «НИМФА» была начата в 2010 году в ходе реализации проекта «Развитие суперкомпьютеров и грид-технологий», выполняемого в рамках Комиссии при Президенте Российской Федерации по модернизации и технологическому развитию экономики России. С 2014 года ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» совместно с ФГБУ «Гидроспецгеология» реализует программу доработки и внедрения импортозамещающего инновационного программного продукта «НИМФА» в практику геоэкологических расчетов на объектах «Росатома» в качестве отраслевого стандартного программного продукта, рассчитанного на период до 2017 года. В настоящее время базовый модуль ПК «НИМФА» проходит аттестацию в НТЦ ЯРБ.

Андрей Алексеевич Куваев, главный специалист по моделированию – начальник отдела ГИС-технологий и математического моделирования Центра ОМСН ФГБУ «Гидроспецгеология»

- Способен ли сегодня разработанный в России программный комплекс «НИМФА» заменить импортные коды? Расскажите подробнее о его использовании на ФГУП «ПО «Маяк».

- ПК «НИМФА» отвечает всем современным требованиям, предъявляемым к программным продуктам, используемым для расчетов подземного тепломассопереноса, и имеет неограниченный потенциал развития. Также важен тот факт, что данный программный комплекс ориентирован на использование высокопараллельных компактных суперЭВМ, повышающих скорость выполнения расчетов на 2 порядка. После прохождения аттестации в НТЦ ЯРБ ПК «НИМФА» будет использован для разработки моделей объектов ФГУП «ПО «Маяк» 3-го поколения, что позволит значительно повысить надежность, информативность и оперативность прогнозов. Для ежегодного обоснования безопасной эксплуатации водоема-9 и Теченского каскада водоемов система моделей объектов ФГУП «ПО «Маяк» будет эксплуатироваться в режиме ПДМ, с ежегодной актуализацией модели участка «Междуречье» и прогнозов распространения радионуклидов в подземных водах на основе данных мониторинга.

- Как изменяется радиоэкологическая обстановка на ФГУП «ПО «Маяк» и на Теченском каскаде водоемов?

- Проблеме снижения воздействия на объекты окружающей среды уделялось большое внимание, начиная с первых лет эксплуатации промышленных объектов ФГУП «ПО «Маяк». Однако, в те годы отсутствовали надежные методы обращения с РАО, которые определяют основное воздействие на объекты окружающей среды. С появлением в начале 80-х годов современных методов обращения с РАО экологическая политика ФГУП «ПО «Маяк» была направлена на их всестороннее использование. Это и отверждение жидких радиоактивных отходов, разработка и применение современных методов кондиционирования ТРО, консервация открытых хранилищ жидких РАО, таких как водоемы «Карачай» и «Старое болото», снижение сбросов ЖРО и многое другое. В 1982 году вышло Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР, которое определило  направление экологической политики предприятия. В соответствии с этим Постановлением был разработан Перечень мероприятий и сетевой график их реализации (дорожная карта) по переходу предприятия на современные методы обращения с РАО, в том числе и со специальными промышленными водоемами.

В  90-х годах этот перечень практически полностью был включен в Государственную Программу по реабилитации Уральского региона. В дальнейшем ряд мероприятий из Программы перешел в Комплексный План первоочередных мероприятий ФГУП «ПО «Маяк», а с 2008 года – в ФЦП ЯРБ-1 и с 2016 – в ФЦП ЯРБ-2. За время реализации намеченных в начале 80-х годов мероприятий был в десятки раз снижен сброс ЖРО в водоемы, реализован метод остекловывания ВАО, дважды проведена реконструкция плотины-11, выполнено сооружение двух очередей общесплавной канализации, проведена очистка от зольных отложений правобережного канала, разработан метод фракционирования ВАО и очистки НАО, засыпан водоем «Карачай» и разработан проект консервации В-17. Также создан комплекс цементирования САО, сооружены пороги регуляторы уровня на обводных каналах, создана опытная противомиграционная завеса на дамбе ПБК и многое другое.

Выполненные мероприятия привели к существенному улучшению радиоэкологической обстановки в районе ФГУП «ПО «Маяк». Если коротко, то это улучшение заключается в следующем:

  1. Водоемы Теченского каскада переведены в режим естественной дезактивации с периодом самоочищения около 15 лет.
  2. Объемная активность стронция-90, основного индикатора радиоактивного загрязнения воды водоема-11, снизилась до уровня менее 1000 Бк/л, что всего в два раза превышает уровень отнесения воды В-11 к ЖРО.
  3. Обеспечен устойчивый тренд снижения объемной активности стронция-90 в воде правобережного и левобережного каналов.
  4. Объемная активность стронция-90 в р. Теча в створе с. Муслюмово  снизилась до 1 уровня  вмешательства.
Плотина