Обеспечение ядерной и радиационной безопасности требует организации и проведения комплекса специальных гидрогеологических, инженерно-геологических и геоэкологических исследований. О таких работах рассказывает первый заместитель генерального директора ФГУГП «Гидроспецгеология» Марк ГЛИНСКИЙ.
– Какие научно-технические разработки ФГУГП «Гидроспецгеология» нашли применение в атомной отрасли?
– ФГУГП «Гидроспецгеология» и ГК «Росатом» связывают давние отношения. Мы начали заниматься работами для атомной отрасли, как только в СССР начал развиваться первый атомный проект.
Специалисты предприятия вели научно-техническое обеспечение ядерных испытаний. На Семипалатинском полигоне нами были исследованы различные технологии бурения скважин в сложных геологических условиях. Мы научно обосновали и опробовали методику бурения геологоразведочных скважин в центральную зону ядерного взрыва с отбором керна. По этой технологии было пробурено более 10 скважин. Состав образцов оплавленных горных пород, поднятых из центральной зоны взрыва, нес наиболее полную информацию о параметрах взорванного заряда.
Для использования ядерных взрывов в мирных целях нужно было изучить и научиться прогнозировать состояние геологического массива после взрыва в зависимости от состава пород и их обводненности, глубины заложения заряда и его мощности. Для этого наше предприятие использовало передовые по тем временам геофизические и буровые методы. А чтобы спрогнозировать возможность и объем выхода на поверхность образовавшихся при взрыве радиоактивных продуктов, мы тщательно исследовали геологический разрез и трещиноватость горных пород до и, где было возможно, после взрыва. Совместно со специалистами ВНИПИпромтехнологии выявлена закономерность изменения степени разрушения горного массива от мощности заряда и состава пород.
Другим важнейшим направлением стало непосредственное сотрудничество с предприятиями атомной отрасли. Оно началось в 60-х годах, после ветрового разноса радиоактивных аэрозолей с берега Карачая, обнажившегося в результате резкого падения уровня воды в озере. Тогдашний глава Минсредмаша, легендарный Е.П. Славский, поручил ФГУГП «Гидроспецгеология» поиски и разведку площадок для сооружения подземных хранилищ ЖРО и ведение регулярных наблюдений за состоянием подземных вод на большинстве значимых для отрасли предприятиях: ПО «Маяк», СХК, ГХК и горнодобывающих комбинатах. Фактически с этого момента начали разрабатываться методологические основы объектного мониторинга состояния недр (ОМСН).
Наше предприятие осуществляет методическое руководство ОМСН на объектах ГК «Росатом». В настоящее время это направление приобрело особую актуальность в связи экологической политикой госкорпорации, направленной на ликвидацию «ядерного наследия».
– Каковы современные подходы к организации такого мониторинга?
– Сегодня к ОМСН относятся: режимные наблюдения и специальные полевые исследования (мультипакерное опробование водоносных горизонтов, телефотометрия стенок скважин и т.д.); построение физической модели структуры подземного водного потока и предполагаемых путей миграции радиоактивных продуктов; обобщение результатов методами математического моделирования для прогноза распространения радионуклидов с подземными и поверхностными водами, в том числе хозяйственно-питьевого назначения. Полученные результаты используются при принятии управленческих решений, планировании и организации природоохранных мероприятий. С другой стороны, становится возможным компетентно и аргументировано доказывать общественности безопасность тех или иных объектов и технических решений.
Начиная с середины 2008 года, нами обследовано 11 предприятий и шесть объектов. На ряде предприятий выполнены полевые работы по реконструкции сети ОМСН, проведены режимные наблюдения, необходимые для оценки состояния недр, выполнены прогнозные оценки и т.д. Сегодня ведутся работы на площадках ФГУП «РосРАО», Белоярской и Нововоронежской АЭС, ФГУП «ПО «Маяк», ОАО «СХК», Приаргунском комбинате, МСЗ, ФГУП «ДальРАО», ОАО «ГНЦ НИИАР» и т.д. К концу 2012 года планируется провести обследование всех базовых предприятий ГК «Росатом».
Для предприятий создаются геоинформационные аналитические системы с ранжированием по зонам загрязнения. В их основу положен ОМСН, который станет неотъемлемой частью радиоэкологического мониторинга.
Наиболее крупной станет геоинформационная аналитическая система ПО «Маяк», учитывающая результаты более 30 лет наблюдений. Мы уже создали региональную гидрогеологическую модель, обобщающую результаты гидрологических и гидрогеологических наблюдений. Эта модель охватывает площадь 800 км2 и включает более детальные модели-врезки для отдельных территорий с учетом их особенностей.
Сегодня мы выходим на качественно новый уровень: от работы на отдельных предприятиях переходим к созданию единой отраслевой системы мониторинга состояния недр. Я считаю это главным достижением за последние годы.
Начато ведение централизованной (отраслевой) базы данных ОМСН и архивирование результатов мониторинга на единой технической платформе. В результате будет сформирована и пущена в опытную эксплуатацию отраслевая аналитическая информационная система состояния недр. К концу 2010 года ей будет охвачено пять предприятий ГК «Росатом», в 2011 году – 12, в 2012 году – 19, в 2013 году – 28, в 2014 году – 40.
– Насколько востребована ваша деятельность при решении проблем РАО?
– Наши исследования значительно упрощают решение проблемы обращения с радиоактивными отходами. Например, одним из вариантов вывода из эксплуатации ядерно и радиационно опасных объектов является захоронение РАО на месте образования. Для его реализации нужна надежная доказательная база, основанная на использовании результатов ОМСН. В конечном итоге, методически правильное ведение объектного мониторинга состояния недр позволит выработать на каждом предприятии отрасли стратегию обращения с РАО.
Отдельные задачи, стоящие перед конкретными предприятиями, требуют специальных исследований. Это работы по обеспечению безопасной эксплуатации Теченского каскада водоемов, водоемов-хранилищ Карачая и Старого болота на ФГУП «ПО «Маяк», оценка влияния полигона подземного захоронения ОАО «СХК» на действующие водозаборы, оценка влияния пульпохранилища бывшего КЧХК на состояние недр и прогнозирование возможных последствий миграции радионуклидов на водозабор города Вятки, исследование состояния системы мониторинга недр в Северо-Западном атомно-промышленном комплексе и т.д.
Сегодня в России создаются единые государственные системы по обращению с РАО и по выводу из эксплуатации ядерных и радиационно опасных объектов. ФГУГП «Гидроспецгеология» планирует принять в них активное участие, в частности, предоставляя информационное обеспечение создания региональных хранилищ низко- и среднеактивных РАО.
– Расскажите об этом подробнее.
– В атомной отрасли традиционно проводились, в первую очередь, научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы. И только после этого – проектирование и строительство объектов.
Мероприятия по ликвидации «ядерного наследия» нацелены на то, чтобы не допустить распространения радионуклидов из хранилищ в окружающую среду. И прежде, чем проектировать защитные сооружения, следует изучить пути и способы миграции радиоактивных элементов, процессы, происходящие в подземных водах, связь радиационно опасных объектов с окружающей средой и построить прогноз на 300 лет и более.
Наше предприятие, обладая уникальными фондами, проводит специальные работы по районированию (составлению мелкомасштабных карт) всей территории России с точки зрения пригодности для приповерхностного и глубинного захоронения РАО различных категорий. В зависимости от категории (низко-, средне- и высокоактивные отходы) предусмотрены три вида глубин захоронения. Мы закончим составление такой карты к концу текущего года. Ее использование обеспечит системный подход к выбору пунктов окончательной изоляции РАО.
– Выделите основные работы Вашего предприятия, связанные с изоляцией ЖРО.
– ФГУГП «Гидроспецгеология» активно участвовало в разработке метода подземной закачки ЖРО в пласты-коллекторы. Все полигоны подземного захоронения жидких РАО сооружены на основании результатов, полученных нашими специалистами.
Мы доказали, что в ближайшие 10 тыс. лет радионуклиды не выйдут на поверхность. Но это справедливо для осадочных пород или таких геологических разрезов, где пласты-коллекторы перекрываются водоупорами. Сейчас мы пытаемся обосновать возможность закачки ЖРО в глубоколежащие горизонты Теча-Бродской геологической структуры на Южном Урале, где проблема жидких РАО ПО «Маяк» стоит достаточно остро.
В 60-х годах, когда велись первые поисковые исследования, здесь было установлено наличие гидравлической связи между зоной предполагаемого рабочего пласта-коллектора и залегающими выше горизонтами, содержащими пресные пластовые воды, и тема была закрыта. Однако сегодня, с использованием современных средств и методов геофизики, нам удалось более детально изучить строение этого геологического массива, выяснить, что в зоне тектонического надвига под массивом кристаллических пород имеется «ловушка» – структура терригенно-карбонатных пород, характеризующихся застойным режимом пластовых вод. Обнадеживают предварительные расчеты объема коллектора. Кроме того, появились новые способы бурения, позволяющие пробурить нагнетательные скважины в этой структуре. А современные материалы и методы цементирования ствола скважин позволяют надежно изолировать глубинную зону захоронения ЖРО от приповерхностных водоносных горизонтов.
Но моделирование процесса экологически безопасной закачки ЖРО в таких гидрогеологических условиях – очень сложная задача, требующая обширной базы данных. В процессе исследований мы применяем современные способы бесконтактного изучения геологического разреза – высокоточную гравиразведку, сейсморазведку методом общей глубинной точки. Проектируются детальные работы в 3D-постановке – это сейсмическая локация методом бокового обзора (с использованием параметров рассеянных волн при их многократном синфазном накоплении).
– Что, с Вашей точки зрения, необходимо для повышения эффективности сотрудничества ФГУП «Гидроспецгеология» и предприятий ГК «Росатом»?
– Очень многое зависит от нас самих. Чем больше пользы, конкретных результатов мы принесем отрасли, тем чаще и тщательнее будут учитываться наши разработки при принятии управленческих решений как на уровне отдельных предприятий, так и руководством ГК «Росатом».
Кроме того, наши исследования должны опережать изыскательские работы. Рекомендации должны быть проработаны заранее – настолько, чтобы на их основе изначально принимались правильные решения, а не исправлялись те, что были приняты раньше.
Беседу вела Елена ТЕР-МАРТИРОСОВА
