| 1 |
5 августа 2024 г.-31 декабря 2024 г. |
Оценка достоверности прогнозных расчетов миграции загрязнения от приповерхностных пунктов захоронения отходов |
| Результаты этапа: В отчетном периоде в рамках выполнения проекта была реализована задача описания процессов, направленная на исследование процессов геофильтрации и геомиграции на мезо-уровне – исследование фильтрационных характеристик барьерных глинистых материалов (БГМ) с учетом микроструктурных особенностей.
Исследование выполнено на основе данных о барьерных глинистых материалах из БД БГМ (claydb.scd.chem.msu.ru). Рассматривались шесть групп материалов, различающихся по минералогическому и гранулометрическому составу. Для 18 образцов проанализированы 46 определений коэффициентов фильтрации. Сопоставление с 9 эмпирическими моделями (Chapuis, 2012) показало наилучшие результаты у моделей Dolinar и Nishida & Nakagawa. Микроструктурные показатели, используемые в модели «Nishida и Nakagawa»: пористость и число пластичности, а для модели «Dolinar»: число пластичности и доля глинистых частиц.
Проведена серия фильтрационных экспериментов с материалом БГМ СБМК (БД F10). Образцы насыщались в течение 14 – 70 суток с последующим определением коэффициента фильтрации. Результаты показали, что коэффициент фильтрации снижается по мере насыщения и стабилизируется после ~50 суток. Зависимость коэффициента фильтрации от времени гидратации имеет две этапа: снижения и стабилизации. Экстраполяция показывает, что проницаемость снизилась в ~3,5 раза. Установлена положительная корреляция между объемной влажностью и коэффициентом фильтрации.
Таким образом, в рамках проекта: выполнено геостатистическое моделирование литологической неоднородности; построена и протестирована фильтрационная часть численной модели миграции загрязняющих веществ по разным концепциям гидрогеологической схематизации; проведен анализ параметрической чувствительности фильтрационной части геомиграционных моделей; получены экспериментальные данные по фильтрационным характеристикам БГМ, которые сопоставлены с эмпирическими и полуэмпирическими моделями для расчета коэффициента фильтрации по сравнительно более просто определяемым микроструктурным характеристикам; показана взаимосвязь коэффициента фильтрации от времени насыщения и объемной влажности.
Результаты создают фундамент для дальнейших работ по моделированию миграции загрязнения и оценки их неопределенности, в том числе учету вклада параметрической неопределенности за счет свойств барьерных глинистых материалов при сооружении инженерных барьеров безопасности. |
| 2 |
1 января 2025 г.-30 июня 2025 г. |
Оценка достоверности прогнозных расчетов миграции загрязнения от приповерхностных пунктов захоронения отходов |
| Результаты этапа: В отчетном периоде в рамках выполнения проекта была реализована задача описания процессов, направленная на исследование процессов геофильтрации и геомиграции на макро-уровне – построение численных моделей миграции загрязняющих веществ.
На основе инженерно-геологических изысканий на участке размещения двух пульпохранилищ сформирована база данных из 226 опробований образцов отложений из 71 скважины, а также детальных литологических колонок самих скважин. Для образцов определены гранулометрический состав, плотность, коэффициенты водонасыщения и фильтрации, параметры пластичности. Статистический анализ распределения логарифмов коэффициентов фильтрации показал бимодальность, позволившую выделить две гидрофации: глинистую (малопроницаемую) и песчаную (проницаемую).
В программном комплексе «Petrel» проведено индикаторное моделирование индикаторных переменных методом SISIM с построением 10 реализаций трехмерного поля гидрофациальной неоднородности. Установлены параметры пространственной корреляции осадочных тел в плане и по вертикали. Для песчаной гидрофации дополнительно сформировано поле коэффициентов фильтрации методом SGSIM и классифицировано на три класса проницаемости. Результирующие 10 полей детальной геофильтрационной неоднородности получены совмещением реализаций двухфациальной неоднородности с осредненным единым трехмерным полем коэффициента фильтрации.
Таким образом, построены две концептуальные модели: модель с пространственно-детализированной неоднородностью и модель со слоистой схемой разреза. Модели реализованы в коде MODFLOW-2005. Граничные условия первого рода заданы на западной и восточных границах, инфильтрационное питание, пульпохранилища в виде действующих водоемов (ГУ-3), а также элементы инженерных барьеров безопасности хранилищ.
Проведен количественный анализ чувствительности геофильтрационной части геомиграционных моделей методом Соболя с использованием комплекса кода MOUSE и Python-интерфейса. Установлено, что наибольший вклад в неопределенность расчета вносят параметры инфильтрационного питания и коэффициенты фильтрации песчаной гидрофации самого распространенного типа песков по проницаемости в неоднородной модели и коэффициенты фильтрации водоносных горизонтов в слоистой постановке. Результаты использованы для калибровки модели. Элементы инженерных барьеров безопасности во всех моделях оказывали подчиненное влияние (первые проценты).
|
