ВВЕДЕНИЕ 3
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 4
1.1 Факторы, влияющие на скорость растворения карбонатных пород 4
1.2 Моделирование карста 6
1.3 Исследования, связанные с Ижорским месторождением подземных вод 7
2 ХАРАКТЕРИСТИКА ИЖОРСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ 10
2.1 Физико-географическая характеристика 10
2.2 Геологическое строение Ижорской возвышенности 16
2.1 Дочетвертичные образования 16
2.2 Четвертичные образования 19
2.3 Гидрогеологическая характеристика 23
3 ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ КАРСТООБРАЗОВАНИЯ НА ТЕРРИТОРИИ ИЖОРСКОГО
ПЛАТО 31
3.1 Характеристика химического состава 31
3.2 Методика оценки карбонатного равновесия 34
3.3 Результаты расчётов 36
4 РЕГИОНАЛЬНАЯ ГЕОФИЛЬТРАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ 40
4.1 Границы модели. Обоснование границ в плане и разрезе 40
4.2 Начальные условия и параметрическое обоснование модели 42
4.2.1 Начальные уровни подземных вод 42
4.2.2 Модуль подземного стока и инфильтрационное питание 42
4.2.3 Фильтрационные параметры 45
4.3 Водозаборы подземных вод и дренаж 45
4.4 Калибровка и валидация модели 46
4.5 Водный баланс 51
5 ОЦЕНКА ЗАЩИЩЕННОСТИ ВОДОЗАБОРОВ 53
5.1 Факторы, сдерживающие загрязнение подземных вод 53
5.2 Оценка последствий загрязнения подземных вод радионуклидами при тяжелой
запроектной аварии 55
5.3 Результаты расчета на миграционной модели 59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 67
Список литературы 69
Приложение 1 71
Самым крупным в Ленинградской области месторождением подземных вод является Ижорское (ИМ! 1В), приуроченное к одноименной возвышенности. Площадь месторождения 2300 км2. Эксплуатационные запасы подземных вод ордовикского водоносного горизонта составляют 400 тыс. м3/сут. На территории Ижорской возвышенности располагаются множество водозаборных скважин, каптажей источников и одиночных скважин. Подземные воды являются источником водоснабжения сельскохозяйственных объектов и населенных пунктов, а также транспортируются за пределы Ижорской возвышенности для водоснабжения южных пригородов Ленинграда. Водоотбор составляет порядка 200 тыс.м3/сут. Подземные воды верхнего водоносного горизонта сильно уязвимы к загрязнениям, которые поступают с поверхности. Одним из потенциальных загрязнителей подземных вод в случае запроектной аварии является Ленинградская АЭС, расположенная на побережье Финского залива.
В связи с этим, особо важно оценить защищенность водозаборов Ижорского месторождения подземных вод от аварийных выбросов Ленинградской АЭС в случае запроектной аварии.
Целью данной работы является оценка защищенности водозаборов Ижорского месторождения подземных вод от аварийных выбросов Ленинградской АЭС в случае запроектной аварии.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Изучение инженерно-геологических и гидрогеологических условий трещинно-карстового массива Ижорского плато;
2. Исследование карстовых процессов, речного стока и водного баланса на данной территории;
3. Разработка геофильтрационной модели и её калибрация;
4. Разработка геомиграционной модели и прогнозирование потенциального
радиактивного загрязнения подземных вод.
В заключение сформулируем основные выводы, полученные в ходе данного исследования.
В основу настоящей работы положена геологическая информация, полученная в процессе: обобщения материалов геологической и гидрогеологической съемок масштаба 1:200 000, выполненных в 1960 - 1966 гг. и в1982 г. ПГО «Севзапгеология»; камеральной обработки данных бурения скважин; разнообразных геофизических исследований массива с поверхности, исследования (испытания) образцов керна в лабораторных условиях и опытно-фильтрационных работ (ОФР).
В геологическом строении территории выделяются образования архея-нижнего протерозоя кристаллического фундамента, верхнепротерозойские-верхневендские, нижне¬среднепалеозойские (от кембрия до девона включительно) и повсеместно распространенные четвертичные отложения платформенного чехла. В пределах рассматриваемой территории выделяются водоносные комплексы, приуроченные как к четвертичным отложениям, так и к дочетвертичным породам.
По результатам оценки карстообразования был сделан вывод о том, что на территории Ижорского плато развит карст. Было выявлено, что воды на севере Ижорского плато более агрессивные. Это связано с приуроченностью этих вод к зонам разгрузки, повышенной трещиноватостью пород и меньшей мощностью. Эти зоны наиболее подвержены поверхностными загрязнениям.
Для изучения последствий потенциального радиоактивного загрязнения подземных вод от АЭС была разработана региональная геофильтрационная модель. Модельная область включает территорию, находящуюся в пределах 30-км зоны от ЛАЭС-
2. В разрезе состоит из 7 расчетных слоев. По результатам гидрогеологического моделирования была воссоздана естественная структура потока подземных вод и уточнены фильтрационные параметры.
Были сформулированы факторы, влияющие на время поступления и концентрацию загрязненной воды в водозаборе: параметры и мощность разделяющего слоя, производительность водозабора, особенности физико-химического поведения радионуклидов и физико-географические условия исследуемой территории.
Подводя итоги результатов прогноза миграции радионуклидов в подземных водах во время тяжелой запроектной аварии, можно отметить следующее:
- При заданных плотностях выпадения изотопов Sr-90, Cs-137,134 их удельные активности в подземных водах не превысят установленных уровней вмешательства (УВ). Основная масса изотопов адсорбируется на породе и далее будет постепенно распадаться.
- Удельные активности I-131 в первые несколько дней могут превышать уровни вмешательства как в воде подземных водозаборов на Ижорском плато, так и в подземном стоке, разгружающемся в местные водотоки (р. Воронка, Коваши, Систа). Однако из-за короткого периода полураспада I-131, превышение УВ воде подземных водозаборов продлится не более 8 дней, в подземном стоке рек - не более 56 дней.
При сценарии ТЗПА является наиболее консервативным по отношению к количеству высвобождаемых радионуклидов в окружающую среду. При рассмотрении сценария проектной аварии (ПА) высвобождаемая активность изотопов Cs-137,134 на 4 порядка меньше, чем при ТЗПА. Это означает, что ожидаемые удельные активности радионуклидов в подземных водах при ПА будут на 4 порядка ниже, чем при ТЗПА и не превысят установленных уровней вмешательства ни по одному радионуклиду.
По итогам исследования можно сделать вывод, о том, что ордовикский водоносный горизонт в случае запроектной аварии не защищен от аварийных выбросов ЛАЭС-2. Кембро-ордовикский водоносный горизонт, напротив, является защищенным и может быть использован как резервный источник водоснабжения в случае чрезвычайной ситуации.
