Принципы создания геолого-информационной базы выбора места для захоронения долгосуществующих радиоактивных отходов

Изложены принципы создания геолого-информационной базы выбора места для захоронения долгосуществующих радиоактивных отходов. На практическом примере – построении поверхности докембрийского фундамента чернобыльской зоны – показана возможность использования такой геолого-информационной базы. Кратко из...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2007
Автори:	Скворцов, В.В., Александрова, Н.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	ДУ "Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України" 2007
Назва видання:	Вопросы атомной науки и техники
Теми:	Материалы реакторов на тепловых нейтронах
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/110633
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Принципы создания геолого-информационной базы выбора места для захоронения долгосуществующих радиоактивных отходов / В.В. Скворцов, Н.В. Александрова // Вопросы атомной науки и техники. — 2007. — № 6. — С. 89-93. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-110633
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1106332017-01-06T03:02:55Z Принципы создания геолого-информационной базы выбора места для захоронения долгосуществующих радиоактивных отходов Скворцов, В.В. Александрова, Н.В. Материалы реакторов на тепловых нейтронах Изложены принципы создания геолого-информационной базы выбора места для захоронения долгосуществующих радиоактивных отходов. На практическом примере – построении поверхности докембрийского фундамента чернобыльской зоны – показана возможность использования такой геолого-информационной базы. Кратко изложены результаты методических работ, которые были проведены с целью выбора наилучшего метода аппроксимации реальной поверхности, и анализа полученного результата. Викладені принципи створення геолого-інформаційної бази вибору місця для захоронення довгоіснуючих радіоактивних відходів. На практичному прикладі – побудові поверхні докембрійського фундаменту чорнобильської зони – показана можливість використання такої геолого-інформаційної бази. Стисло викладені результати методичних робіт, які були проведені з метою вибору якнайкращого методу апроксимації реальної поверхні, і аналізу отриманого результату. The principles of geological-information base creation on site selection for long-lived radioactive waste disposal are reported in this article. The possibility for such geological-information base to be used is shown by a practical example of Chernobyl zone. Precambrian foundation construction. Results of methodical works, which have been carried out with a view to choose the best method of approximation of a real surface, and analysis of the results gained are briefly outlined. 2007 Article Принципы создания геолого-информационной базы выбора места для захоронения долгосуществующих радиоактивных отходов / В.В. Скворцов, Н.В. Александрова // Вопросы атомной науки и техники. — 2007. — № 6. — С. 89-93. — рос. 1562-6016 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/110633 621.039.39 621.039.7 ru Вопросы атомной науки и техники ДУ "Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України"
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Материалы реакторов на тепловых нейтронах Материалы реакторов на тепловых нейтронах
spellingShingle	Материалы реакторов на тепловых нейтронах Материалы реакторов на тепловых нейтронах Скворцов, В.В. Александрова, Н.В. Принципы создания геолого-информационной базы выбора места для захоронения долгосуществующих радиоактивных отходов Вопросы атомной науки и техники
description	Изложены принципы создания геолого-информационной базы выбора места для захоронения долгосуществующих радиоактивных отходов. На практическом примере – построении поверхности докембрийского фундамента чернобыльской зоны – показана возможность использования такой геолого-информационной базы. Кратко изложены результаты методических работ, которые были проведены с целью выбора наилучшего метода аппроксимации реальной поверхности, и анализа полученного результата.
format	Article
author	Скворцов, В.В. Александрова, Н.В.
author_facet	Скворцов, В.В. Александрова, Н.В.
author_sort	Скворцов, В.В.
title	Принципы создания геолого-информационной базы выбора места для захоронения долгосуществующих радиоактивных отходов
title_short	Принципы создания геолого-информационной базы выбора места для захоронения долгосуществующих радиоактивных отходов
title_full	Принципы создания геолого-информационной базы выбора места для захоронения долгосуществующих радиоактивных отходов
title_fullStr	Принципы создания геолого-информационной базы выбора места для захоронения долгосуществующих радиоактивных отходов
title_full_unstemmed	Принципы создания геолого-информационной базы выбора места для захоронения долгосуществующих радиоактивных отходов
title_sort	принципы создания геолого-информационной базы выбора места для захоронения долгосуществующих радиоактивных отходов
publisher	ДУ "Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України"
publishDate	2007
topic_facet	Материалы реакторов на тепловых нейтронах
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/110633
citation_txt	Принципы создания геолого-информационной базы выбора места для захоронения долгосуществующих радиоактивных отходов / В.В. Скворцов, Н.В. Александрова // Вопросы атомной науки и техники. — 2007. — № 6. — С. 89-93. — рос.
series	Вопросы атомной науки и техники
work_keys_str_mv	AT skvorcovvv principysozdaniâgeologoinformacionnojbazyvyboramestadlâzahoroneniâdolgosuŝestvuûŝihradioaktivnyhothodov AT aleksandrovanv principysozdaniâgeologoinformacionnojbazyvyboramestadlâzahoroneniâdolgosuŝestvuûŝihradioaktivnyhothodov
first_indexed	2025-07-08T00:54:38Z
last_indexed	2025-07-08T00:54:38Z
_version_	1837038126576435200
fulltext	УДК 621.039.39; 621.039.7 ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ ГЕОЛОГО-ИНФОРМАЦИОННОЙ БАЗЫ ВЫБОРА МЕСТА ДЛЯ ЗАХОРОНЕНИЯ ДОЛГОСУЩЕСТВУЮЩИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ В.В. Скворцов, Н.В. Александрова Институт геохимии окружающей среды НАН и МЧС Украины, г. Киев, Украина Изложены принципы создания геолого-информационной базы выбора места для захоронения долгосуще- ствующих радиоактивных отходов. На практическом примере – построении поверхности докембрийского фундамента чернобыльской зоны – показана возможность использования такой геолого-информационной базы. Кратко изложены результаты методических работ, которые были проведены с целью выбора наилуч- шего метода аппроксимации реальной поверхности, и анализа полученного результата. Проблема захоронения долгосуществующих ра- диоактивных отходов (ДРО) является одной из кар- динальных проблем обращения с РАО в Украине. В стране накоплены большие объемы ДРО разного происхождения. Значительные объемы ДРО образо- вались в результате эксплуатации АЭС, еще больше ДРО образуется в процессе снятия с эксплуатации энергоблоков. Подавляющая часть ДРО возникла в результате чернобыльской катастрофы и сосредото- чена в объекте «Укрытие», локализована в хранили- щах РАО в зоне отчуждения, находится в природно- техногенной среде промплощадки ЧАЭС. К ДРО практически относится и отработавшее ядерное топ- ливо РБМК Чернобыльской АЭС. Согласно укра- инскому законодательству в соответствии с норма- ми МАГАТЭ ДРО подлежат размещению в так на- зываемом геологическом хранилище, которое долж- но быть сооружено в стабильных геологических об- разованиях на глубине в несколько сотен метров. Основные группы радиоактивных отходов в Украине по источникам их образования и местам сосредоточения Производитель (место хранения) РАО Объем, 103м3 А В Всего В том числе ДРО АЭС в процессе их эксплуатации 190 3 АЭС в процессе снятия с эксплуатации энергоблоков (2005–2030 гг.) 190 17 Объект «Укрытие» 500 213 Локальная зона объекта «Укрытие» 280 109 Природно-техногенная среда промплощадки ЧАЭС 800 40 Пункты захоронения РАО в зоне отчуждения 690 13 Пункты временной локализации РАО в зоне отчуждения 1360 14 Межобластные спецкомбинаты ГО «РАДОН» 10 0.1 Сумма 0 В ряде регионов Украины существуют стабиль- ные геологические образования, потенциально пер- спективные для безопасного захоронения ДРО. Од- нако именно зона отчуждения и зона безусловного (обязательного) отселения является тем регионом, в котором должно быть определено место для геоло- гического хранилища, хотя бы потому, что за преде- лы этой территории чернобыльские отходы не могут быть вывезены ни согласно действующему законо- дательству, ни согласно элементарному здравому смыслу. Эколого-геологические исследования, проведен- ные в последнее десятилетие, привели к выводу, что в Чернобыльском регионе имеются геологические образования, потенциально пригодные для сооруже- ния в них геологического хранилища. В западной части этой территории рассматриваются как пер- спективные докембрийские породы, в первую оче- ________________________________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2007. № 6. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (91), с. 89-93. 89 редь, гранитоиды коростенского плутона, а также толща кварцитов Овручского кряжа, которые выхо- дят на дневную поверхность, но имеют достаточно большие мощности. В восточной части территории перспективы захоронения ДРО связываются с до- кембрийскими гранитоидами не только коростен- ского, но и других магматических комплексов (рис. 1). Рис. 1. Геологический разрез чернобыльской зоны: 1 – четвертичный покров; 2 – останец неогеновых отло- жений (N1pt - N2ps); 3 – мергели и алевриты киевской и харьковской свит (P2kv - P3hr); 4 – глинисто-пес- чаные среднего эоцена (P2kn-bc); 5 – мергели и мел турон-сантонского ярусов (K2t-st); 6 – пески и песчани- ки сеноманского яруса (K2s); 7 – мергели и известковые глины верхней юры (J3k-km); 8 –- алевриты и глины средней юры (J2bj-bt); 9 – пестрые глины, алевролиты, пески триаса (T1-2); 10 – песчаники, известняки, глины карбона (C1-2); 11 – мергели, известняки, доломиты, алевролиты девона (D2-3); 12 – кристалличе- ские породы докембрия (AR - PR) Привлекательность собственно чернобыльской зоны отчуждения в отношении создания геологиче- ского хранилища обусловлена как социально-эконо- мическими, так и конкретными эколого-геологиче- скими обстоятельствами: в зоне существует разви- тая инфраструктура, в том числе инфраструктура обращения с радиоактивными отходами, а докем- брийские кристаллические породы, в которых пред- полагается соорудить хранилище-могильник, пере- крыты мощной толщей преимущественно глин и мергелей, которые представляют собой надежный региональный экран, исключающий возможность восходящей миграции радионуклидов в биосферу. В геоструктурном отношении Чернобыльский регион находится на склоне Украинского щита, переходящем в Днепровско-Донецкую впадину. До- кембрийский фундамент согласно имеющимся дан- ным сложен различными по возрасту и составу гнейсами, мигматитами, гранитами, кварцитами. В западной части территории в районе расположения ЧАЭС он залегает на глубине более 400 м и иссле- дован крайне слабо, в основном косвенными геофи- зическими методами. Выбор места для геологического хранилища предполагает проведение многолетних специализи- рованных комплексных эколого-геологических ра- бот. Первым этапом этих работ должно быть иссле- дование глубинного геологического строения терри- тории с целью выбора двух-трех перспективных участков, подлежащих дальнейшему более деталь- ________________________________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2007. № 6. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (91), с. 89-93. 90 ному изучению. В основу этих исследований долж- ны быть положены: − полное и объективное обобщение результатов всех геологических и геофизических работ, про- веденных к настоящему времени; − данные прямых геологических исследований по- род докембрийского фундамента с применением структурно-параметрического бурения; − современные компьютерные технологии обра- ботки и анализа геологической информации. Применение компьютерных технологий, есте- ственно, начинается с создания баз данных. Статья посвящена построению специализированной базы данных и технологии решения одной из важных гео- логических задач, а именно: выявлению морфологии поверхности докембрийского фундамента по дан- ным буровых и геофизических работ. Основными особенностями предложенной нами геолого-информационной базы данных (БД), целью создания которой является сбор, систематизация, введение и обработка данных о геологическом строении территории Чернобыльской зоны, являет- ся: − иерархическое строение структуры; − возможность неограниченного пополнения дан- ных на различных информационных уровнях; − возможность формализации результатов геофи- зических исследований как серии виртуальных одномерных вертикальных разрезов, совмести- мых при обработке с данными бурения. Структура БД организована так, чтобы включить наиболее полную информацию по результатам гео- логоразведочных, геофизических и геохимических работ, проведенных на территории Чернобыльской зоны на протяжении последних двадцати лет, и яв- ляется серией взаимосвязанных таблиц, размещен- ных в иерархическом порядке (рис. 2). СКВАЖИНАСКВАЖИНА СТРАТИГРАФИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ЯРУС СВИТА СЛОЙ Свойства ОТЛОЖЕНИЯ Механические Физические Химические Минералогические Геохимические Другие С во йс тв а гр ан иц ы Рис. 2. Принципиальная схема структуры базы данных Таблица СКВАЖИНА является перечнем сква- жин, которые находятся в Чернобыльской зоне, и имеет поля, где находятся общие сведения о скважи- не: название скважины; абсолютная отметка; геогра- фические координаты места расположения скважи- ны; название организации, проводившей бурение; год проведения буровых работ. В таблицах СТРАТИГРАФИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС, ЯРУС, СВИТА, СЛОЙ, СВОЙСТВА и СВОЙСТВО ГРАНИЦЫ накапливаются все имею- щиеся данные о геологическом строении и свой- ствах горных пород, которые получены в результате бурения и аналитических работ по керну отдельной скважины. Взаимодействие между таблицами орга- низовано таким образом, чтобы пользователь имел возможность получить информацию по принципу «от общего к частному». Структура БД позволяет пользователю получать, дополнять или корректиро- вать информацию на любом уровне. Таблица СВОЙСТВО ГРАНИЦЫ является до- полнительной к таблице «СЛОЙ». Она заполняется только в случае, когда слой не имеет четко выра- женной границы, относится к подошве текущего слоя и, соответственно, к кровле слоя, который зале- гает ниже по разрезу. Информация подается в виде описания характера границы. Таблица СВОЙСТВА является перечнем свойств слоев и пород, из которых они состоят. Такой пере- чень для каждого отдельного слоя избирается поль- зователем из общего перечня свойств. Пользователь также имеет возможность неограниченно пополнять этот перечень, генерируя при этом вспомогательные таблицы свойств. Показана как пример блок-схема организации перечня свойств слоя, состоящего из глины. С целью выбора СУБД для организации БД были сформулированные следующие требования к про- граммному обеспечению (см. рис. 2). 1. БД должна иметь возможность быть использо- ванной как самостоятельный программный про- дукт. 2. БД должна входить составной частью в геолого- исследовательскую модель и, следовательно, та- блицы БД и формат данных, размещенных у них, должны отвечать типам и форматам, принятым в геолого-исследовательских системах. 3. Банк должен быть реляционным. 4. Программный продукт не должен требовать отдельной инсталляции. 5. Пользование БД должно быть доступно средне- му пользователю (для работы с ней пользователь не должен проходить специальной подготовки). 6. Должна быть предусмотрена возможность разра- ботки собственных экранных форм. 7. Должна быть предусмотрена возможность проек- тирования запросов и отчетов. 8. Должна быть предусмотренна возможность со- здания макросов и модулей VBA. ________________________________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2007. № 6. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (91), с. 89-93. 91 Всем этим требованиям полностью отвечает Access XP пакета Microsoft Office XP для среды Microsoft Windows XP. Access XP является развитой СУБД, что позволяет спланировать БД, разработать таблицы и поля, связки разных типов между табли- цами, запроектировать экранные формы и элементы управления, запросы и отчеты. Согласно разработанной принципиальной схеме была спроектирована БД. Сформировано одинна- дцать таблиц, определенны параметры полей каж- дой и спланирована схема связей между таблицами. Таблицы включают такие типы данных полей: текстовый – буквы (используются латинские и кири- лица), цифры и знаки пунктуации (до 255 символов); поле Memo – буквы, цифры и знаки пунктуации (до 64000 символов); число – числовые значения; дата – для записи дат. Разработанные идентификаторы для таблиц каждого уровня (DrillID, HorizonID, FloorID, SktID, LayerID, CLayerID, TopLayerID, BottomLayerID, GeoIDXID, PGroopID, PropertyID, VelueID) с помощью которых осуществляется идентификация каждой записи. Таблицы GeoIDX (перечень геологических ин- дексов), Rocks (перечень названий геологических пород), PGroups (перечень групп параметров) и Property (перечень свойств и их параметров) разра- ботаны как таблицы-библиотеки (справочники), ин- формация из этих таблиц заносится в другие табли- цы с помощью функции выбора. Важнейшей из таких таблиц является таблица гео- логических (геохронологических) индексов, записи ко- торой служат идентификаторами при корреляции меж- ду строками-записями БД. В запрограммированной структуре БД она имеет название GeoIDX. В эту та- блицу вошли все геохронологические индексы (на иерархических уровнях, обусловленных структурой БД) осадочных залежей Чернобыльской зоны. В настоящее время разрабатываются модули пространственного моделирования геологической среды и визуализации полученных результатов. Выбор и адаптация программного обеспечения, необходимого для такого моделирования, осуще- ствляется в соответствии с требованиями, которые выплывают из разработанной структуры банка дан- ных. При решении задач автоматического картирова- ния выбор математического метода аппроксимации для получения модельных поверхностей представ- ляет исключительный интерес. Для опробования математических методов ап- проксимации решалась задача построения поверхно- сти кристаллического фундамента на участке терри- тории Чернобыльской зоны, хорошо обеспеченном результатами бурения и региональными геофизиче- скими исследованиями. Это позволило составить выборку, состоящую из 22 гипсометрических отме- ток поверхности кристаллического фундамента, пят- надцать из которых являются данными, полученны- ми в результате бурения, а семь – по результатам региональных геофизических работ (краевые точки участка). Условная система координат, где точка x=0, Y=0 расположена в левом нижнем углу участка, была выбрана для упрощения счета. С математической точки зрения такая выборка является однородной и нормально распределенной, а величина Z(x,y) может рассматриваться как детер- минированная. Для построения поверхностей такого рода ис- пользуются методы тренд-анализа, где под тренд- анализом понимается процедура аппроксимации эм- пирических данных некоторыми вполне определен- ными функциями, аргументами которых являются координаты точек наблюдения. Предполагается, что любое из наблюдаемых значений Z может быть представлено в виде суммы двух компонент, одна из которых (F) рассматривается как неслучайная функ- ция от координат, а другая (f) – как случайная: Z(x,y)=F(x,y)+f(x,y), где x,y – координаты точек на- блюдения. Детерминированная часть F(x,y) отража- ет закономерное изменение признака Z в пределах исследуемой пространственной области. Появление флуктуации f(x,y) может быть вызвано как локально действующими факторами, так и случайными фак- торами (например, ошибками измерения). Не останавливаясь на сути опробованных мате- матических методов, отметим, что наилучший ре- зультат показала обработка вероятностными метода- ми, в частности крининг-методом. Для проверки адекватности полученных ре- зультатов моделирования было выбрано построение поверхности кристаллического фундамента Черно- быльской зоны, что является принципиальным для создания геолого-информационной модели. Создание аналоговых (субъективных) геологиче- ских карт имеет глубокие исторические корни и тра- диции. При ручной обработке имеющегося материа- ла интерпретатор, используя метод линейной интер- поляции, не только старается провести корректные вычисления, но и вкладывает свои представления о предмете исследования, качественные профессио- нальные знания. Компьютерное моделирование, имея преимущество в скорости и возможной слож- ности вычислений, не может использовать не фор- мализованные знания. Результаты компьютерного моделирования необходимо контролировать на каж- дом этапе обработки, дополняя при этом исходную расчетную базу. Для проверки адекватности результатов компью- терного моделирования поверхности кристалличе- ского фундамента территории Чернобыльской зоны была использована построенная в 2001 году группой специалистов ИГОС «Схематическая карта гипсо- метрии поверхности кристаллического фундамента Чернобыльской зоны». Схематическая карта была построена на основе обобщения материалов госу- дарственной геолого-гидрогеологической съемки (данные 19 скважин) и материалов региональных геофизических исследований (рис. 3). Для построения компьютерной модели поверх- ности кристаллического фундамента территории ________________________________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2007. № 6. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (91), с. 89-93. 92 Чернобыльской зоны были также использованы ма- териалы государственной геолого-гидрогеоло-гиче- ской съемки (данные 34 скважин) и в значительно большей мере результаты региональных геофизиче- ских исследований. Условная система координат выбрана для упрощения расчетов, точка с координа- тами х=0, y=0 расположена в нижнем левом углу планшета. Аппроксимация поверхности проводи- лась крининг-методом (рис. 4). Рис. 3. Схематическая карта гипсометрии докембрийского фундамента 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 Чернобыль ЧАЭС Припять ЦПЗРО Рис. 4. Компьютерная модель поверхности докембрийского фундамента Трехмерная визуализация геологических поверх- ностей и в будущем полной модели геологического строения Чернобыльской зоны позволят проводить анализ геологической ситуации на более высоком уровне (рис. 5). С Чернобыль ЧАЭС Припять ЦПЗРО Рис. 5. Пример трехмерной визуализации компью- терной модели поверхности докембрийского фундамента При построении обеих моделей не использова- лись данные о тектоническом строении кристалли- ческого фундамента. Эти исследования, безусловно, требуют продолжения, в частности для моделирова- ния не только поверхности фундамента, но и самой его структуры на достаточную глубину – порядка 2…3 или даже 5…6 км с целью выбора наиболее стабильных участков земной коры, где можно будет построить безопасное геологическое хранилище. ПРИНЦИПИ СТВОРЕННЯ ГЕОЛОГО-ІНФОРМАЦІЙНОЇ БАЗИ ВИБОРУ МІСЦЯ ДЛЯ ЗАХОРОНЕННЯ ДОВГОІСНУЮЧИХ РАДІОАКТИВНИХ ВІДХОДІВ В.В. Скворцов, Н.В. Олександрова Викладені принципи створення геолого-інформаційної бази вибору місця для захоронення довгоіснуючих радіоактивних відходів. На практичному прикладі – побудові поверхні докембрійського фундаменту чорнобильської зони – показана можливість використання такої геолого-інформаційної бази. Стисло викладені результати методичних робіт, які були проведені з метою вибору якнайкращого методу апроксимації реальної поверхні, і аналізу отриманого результату. THE PRINCIPLES OF GEOLOGICAL-INFORMATION BASE CREATION ON SITE SELEC- TION FOR LONG-LIVED RADIOACTIVE WASTE DISPOSAL V.V. Skvortsov, N.V. Olexandrova ________________________________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2007. № 6. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (91), с. 89-93. 93 The principles of geological-information base creation on site selection for long-lived radioactive waste disposal are reported in this article. The possibility for such geological-information base to be used is shown by a practical example of Chernobyl zone Precambrian foundation construction. Results of methodical works, which have been carried out with a view to choose the best method of approximation of a real surface, and analysis of the results gained are briefly outlined. ________________________________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2007. № 6. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (91), с. 89-93. 94

Принципы создания геолого-информационной базы выбора места для захоронения долгосуществующих радиоактивных отходов

Репозитарії

Схожі ресурси