 |
 |
 |
 |
Естественные изолирующие свойства геологической среды в первую очередь определяются:
- способностью глинистых слабопроницаемых слоев разреза преграждать распространение отходов вьппе пласта-коллектора и буферного горизонта;
- низкими скоростями естественного движения подземных вод в пласте-коллекторе, благодаря которым отходы не смогут переместиться на значительное расстояние от места захоронения;
- более или менее равномерным распределением емкостных и фильтрационньгх свойств по разрезу пласта-коллектора, отсутствием маломощных зон аномально высокой проницаемости, из-за которых нагнетаемые отходы могут распространяться на большие расстояния;
- способностью пород задерживать распространение нуклидов - компонентов отходов.
Для оценки этих свойств проводят прогнозные расчеты с использованием моделей геологической среды и процессов захоронения.
На предварительной стадии оценки безопасности выполняются приближенные расчеты с использованием упрощенных методик и фондовых материалов. Большое значение для водов о безопасности захоронения имеют качественные признаки, свидетельствующие об изолированности геологических формаций, - гидрогеохимическая и гидрогеодинамическая зональность этажно-расположенных горизонтов, насыщение пласта-коллектора рассолами, отсутствие в районе возможного влияния захоронения зон активных тектонических нарушений, по плоскостям которых возможна связь горизонтов, низкая естественная сейсмичность и ряд других.
Предварительная оценка безопасности позволяет принять решение о проведении специальные геолого-разведочных работ и исследований, в результате которых получают необходимые данные для количественной оценки безопасности и в которую входят Моделирование и многовариантные прогнозные расчеты, позволяющие установить масштабы распространения отходов при различных значениях параметров геологической среды и захоронения, определить границы горного отвода недр и необходимые ограничения пользования ими.
Статистическая обработка результатов геолого-разведочных работ, определение видов и характеристик вероятностных распределений позволяют сформулировать концептуально-вероятностные модели геологической среды, в которых одни
параметры выражаются постоянными, а другие вероятностными распределениями [57]. Вероятностный характер распределения некоторых параметров геологической среды обусловлен их естественной изменчивостью и неизбежными ошибками определения.
Использование таких моделей позволяет получать набор результатов, каждому из которых соответствует определенный набор параметров и граничных условий. Полученные результаты решения прогностических задач отличаются вероятностью реализации.
Использование концептуально-вероятностных моделей позволяет определить вероятность отклонения возможных схем геологических условий от принятых при прогнозах и, соответственно, вероятность аварий ньпс ситуаций (см. ниже).
Выбор параметров и характеристик для представления в виде постоянных значений или вероятностных распределений проводится на основе анализа степени изменчивости параметров (анализ неопределенности) и влияния параметра на конечные результаты (анализ чувствительности). Анализ чувствительности и неопределенности может выполняться также для оценки достаточности и качества данных, получаемых при геолого-разведочных работах и исследованиях и используемых для оценки безопасности. Так, значительный разброс (дисперсия) параметра, например, водопроводимости или коэффициента фильтрации от средних значений или трендовой поверхности может свидетельствовать о неадекватности модели распределения в пространстве фактической картине или погрешностях методики определения.
Как показывает практический опыт, наиболее важными параметрами моделей, влияющими на конечный результат, являются фильтрационные свойства пласта-коллектора и перекрывающих слабопроницаемых пород, мощность и пористость последних, распределение фильтрационных свойств по разрезу пласта-коллектора (на.яичие зон аномально -высокой проницаемости), уклон естественного потока. Наиболее изменчивыми из них являются фильтрационные свойства, в отдельных случаях -мощность водоупора. В то же время уклон естественного потока определяется достаточно точно и характеризуется малой дисперсией. Емкостные свойства пласта-коллектора с учетом процессов взаимодействия хотя и характеризуются большой изменчивостью, но в связи с принятием при расчетах большого «запаса надежности» в меньшей степени влияют на оценку безопасности.
Прогнозные расчеты для крайних значений параметров, в том числе при самом неблагоприятном их сочетании,
вероятность которого может быть определена, позволяют оценить последствия захоронения в случае неверной оценки геологических условий. Вероятность реализации этих последствий характеризует степень обоснованности прогнозов для средних значений параметров геологической среды, границ горного отвода недр.
Подобный анализ геологических условий захоронения и результатов геолого-разведочных работ позволяет ответить на вопросы об обоснованности утверждений о локализации отходов в пределах устанавливаемых границ геологической среды и о гарантии выполнения этого условия, о причинах и последствиях возможных ошибок в оценке геологических условий захоронения.
При исследовании безопасности процессов взаимодействия отходов с геологической средой применяются те же подходы, поскольку характеристики процессов взаимодействия являются параметрами моделей процессов захоронения, такими как эффективная пористость, коэффициент распределения, степень десорбции нуклидов и т.д.
Наибольшее внимание при анализе процессов взаимодействия привлекают явления, которые могут снизить уровень безопасности захоронения, в том числе: разогрев пласта-коллектора из-за энерговыделения радиоактивного распада, газообразование в результате радиационно-химических или других процессов, концентрирование в породах трансурановых нуклидов и возможность возникновения СЦР (самопроизвольной цепной реакции).
Прогнозные расчеты температуры разогрева позволяют определить предельные содержания нуклидов в отходах при заданньтх их составах, параметрах пласта-коллектора, режимах нагнетания, накоплений нзслидов в породах и определить требования к подготовке отходов к захоронению, в том числе установить максимально допустимую активность. Расчеты выполняются для различных вероятных значений параметров, что позволяет оценить качество исходных данньгх и надежность результатов. Как показывают сопоставления результатов расчетов с фактическими данными контроля захоронения (см. р.5.1), они достаточно хорошо совпадают.
В связи с обратимостью радиационно-химических процессов в условиях закрытого порового пространства пласта-коллектора, давлением в пласте-коллекторе до нескольких МПа, формирующиеся объемы газов радиационно-химического происхождения в пласте невелики, что также подтверждается результатами наблюдений. Вместе с тем возможно интенсивное газовыделение, например, в результате деятельности денит-
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 [ 41 ] 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84