Мониторинг геологической среды - Королев В.А.
ISBN 5-211-03344-2
Скачать (прямая ссылка):
Третий важнейший фактор влияния на геологическую среду территорий АЭС — техногенное тепловое воздействие. Оно возникает вследствие конструктивных особенностей различных сооружений АЭС и систем охлаждения атомного реактора, В результате этого с изменением водного и теплового баланса верхней зоны пород происходит повышение активности тепломассопереноса и формируется контур геоэнергетического теплового взаимодействия системы объектов АЭС с геологической средой. Большинство объектов АЭС характеризуется значительным тепловыделением в окружающую среду преимущественно в виде стока в местную гидрографическую сеть (сброс горячих вод). Повышение температуры инфильтрующихся техногенных вод по
сравнению с естественными подземными водами создает предпосылки для развития устойчивых процессов тепломассопереноса (тепловла-гопереноса, теплопаропереноса, термоосмоса и т.д.), также меняющих состояние и свойства грунтов оснований АЭС. Таким образом, в наблюдательную сеть мониторинга геологической среды территорий АЭС должны обязательно включаться температурные наблюдения и контроль за процессами тепломассопереноса. Эти же факторы должны исследоваться и с помощью ПДМ.
Основную долю в энерговыделении АЭС в окружающую среду составляет сбросное тепло (до 70%). На современных АЭС вода используется в качестве главного теплоотводящего элемента в системе (сети производственно-технического водоснабжения, бассейны охладители, градирни и др.). В то же время утечки и инфильтрация нагретых техногенных вод (с температурой до 50°С) не исключаются и из-за конструктивных, а также строительных недоработок. В результате вокруг АЭС формируется устойчивое техногенное тепловое поле —? температурная аномалия, протяженность которой в плане определяется теплофизическими свойствами пород и гидрогеологическими условиями территории. Некоторые данные о влиянии тепловых источников АЭС на нагрев грунтовых вод представлены в табл. 24.
Таблица 24
Нагрев грунтовых вод территории АЭС на различном расстоянии от источника (по Е.А. Яковлеву и др.} 1988)
Параметр Номера термометрических скважин
1 2 3 4 5 6 7 8 Расстояние от источника нагрева, м . 25 75 100 125 150 650 750 1000 Повышение температуры грунтовых вод, 0 С 11,0 3,5 2,2 1,5 1,2 1,0 0,7 0,5 Следует иметь в виду, что активному развитию процессов теплопе-реноса в районах АЭС способствуют следующие факторы: значительная заглубленность тепловыделяющих элементов энергетического комплекса в массивы горных пород; техногенное усиление инфильтрационного питания грунтовых вод, сопровождающееся подъемом их уровней и ростом скоростей фильтрации; повышенным водопотре-блением АЭС по сравнению с другими объектами (в среднем около 2 м3/с против 1,1 м3/с на ТЭЦ при безвозвратных потерях 1 м3/с на каждые 1000 мВт).
Исследованиями Е.А. Яковлева, Б.В. Графского, Г.В. Лисиченко, Э.В. Соботовича и других было установлено, что наиболее высокие температуры грунтовых вод фиксируются в зоне охладительного бассейна АЭС и промплощадки. В зоне транзитного движения, как
правило, ограниченного в разрезах местным водоупором, наблюдается относительная равномерность прогрева грунтовых вод. Кроме того, часто наблюдается близость к плоскорадиальному распределению поля устойчивого повышения температуры грунтовых вод от внешнего контура промплощадки и до зоны естественного движения грунтового потока (область конвективного переноса тепла). Наряду с этим прослеживается тесная связь режима развития теплового поля с геофильтрационными параметрами подстилающих пород, проявляющаяся в сходном характере изменения градиентов уровней и температур.
Четвертый важнейший фактор техногенного влияния АЭС на геологическую среду связан с изменением геохимической обстановки.
Как известно, современные атомио-энергетические комплексы представляют собой разветвленную цепь специфических промышленных объектов, среди которых выделяются: предприятия начального и среднего этапов (по добыче и переработке руд, обогащению урана,
производству топлива); сами атомные электростанции; предприятия по переработке отработанного топлива; объекты временного хранения и окончательного захоронения радиоактивных отходов. Все эти объекты должны находиться в сфере действия мониторинга геологической среды,
В результате их деятельности образуются газообразные, жидкие и твердые радиоактивные и другие отходы, которые частично поступают в окружающую и геологическую среду. Они и вызывают различные изменения радиационной, гидрохимической и геохимической обстановки. В табл. 25 приведены основные загрязнители окружающей среды, получаемые на различных этапах ядерного топливного цикла, на которые в первую очередь должно обращаться внимание при организации мониторинга геологической среды.
Как показывает опыт работы отечественных АЭС, их эксплуатационный режим создает незначительное радиохимическое воздействие на окружающую среду, не превышающее 2% от суммы космического и почвенного облучения. Сбросы радионуклидов в открытые водоемы невелики и составляют менее 37 гБк долгоживущих нуклидов в год на 1000 мВт установленной мощности. Наибольший вклад в эту активность вносят изотопы цезия-134 и -137, а также некоторые радионуклиды — продукты коррозии.
