Чистые недра: геоэкология
и экоменеджмент в Росатоме

Основа безопасности любых ядерных и радиационных объектов — объективная и оперативная информация о состоянии геологической среды вокруг. «Гидроспецгеология» специально для атомной отрасли разработала и успешно внедряет уникальные информационно-аналитические системы геоэкологического мониторинга. Они позволяют сформировать масштабную отраслевую базу знаний и создать систему отраслевого экологического менеджмента.

Фото: Росатом
Справка
ФГБУ «Гидроспецгеология» — единственное в России производственно-гидрогеологическое вертикально интегрированное предприятие, комплексно решающее проблемы гидрогеологии и геологии, в том числе и в атомной отрасли.
Объектный мониторинг состояния недр (ОМСН)
ОМСН — это научно обоснованная система регулярных, запланированных наблюдений за состоянием недр и поверхностной гидросферы, оценки и прогноза их изменений во времени и пространстве, а также управления ими.
Информационно-аналитическая система объектного мониторинга состояния недр (АИС ОМСН) включает в себя подсистемы мониторинга состояния геологической среды и поверхностных водотоков.

Такой мониторинг — единственное мероприятие, которое позволяет объективно оценивать свойства искусственных и природных противомиграционных барьеров, обеспечивающих защиту от радиационного воздействия. Полученные данные используются для прогнозирования изменений радиационной обстановки на предприятиях и за пределами их производственных площадок.

Система позволяет прогнозировать воздействие ядерных и радиационно опасных объектов на грунты, грунтовые и поверхностные воды на всех стадиях жизненного цикла.

Главная цель ОМСН — геоэкологическое обоснование безопасной эксплуатации и вывода из эксплуатации ядерных и радиационно опасных объектов.

АИС ОМСН — это инструмент для накопления, обобщения, анализа и верификации сведений, получаемых при выполнении объектного мониторинга.

К основным задачам этой системы относятся: ведение баз данных, содержащих информацию о состоянии недр на предприятиях Росатома; обоснование инженерных решений на основе прогнозных оценок состояния недр; а также информационная поддержка при работе с населением и СМИ.
Подсистемы АИС
  1. Подсистема управления текстовыми данными.
  2. Подсистема управления пространственными данными.
  3. Подсистема интеграции текстовых и пространственных данных. Она отражает временные ряды наблюдений ОМСН, статические свойства геологической и водных сред.
  4. Подсистема информационного обеспечения моделирования. Она переводит пространственные и текстовые данные во входной формат программных средств моделирования.
  5. Подсистема администрирования. Она управляет пользователями системы и их правами на объекты системы.
  6. Подсистема обмена данными. Она позволяет экспортировать и импортировать данные, циркулирующие между центральным и периферийными узлами.
  7. Подсистема формирования отчетности.
Данные АИС берутся из нескольких источников.

Во-первых, это сведения о параметрах окружающей среды, предоставляемые предприятиями при проведении объектного мониторинга состояния недр. Загрузка таких данных в систему АИС может производиться вручную или с помощью автоматического импорта. Во-вторых, это картографическая информация. В-третьих, сведения из различных документов: аналитических отчетов и докладов.

Система имеет распределенную структуру с Центральным узлом, установленным в «Гидроспецгеологии», и автономными абонентскими пунктами, расположенными на 55 предприятиях Росатома.

На абонентских пунктах используются два варианта конфигурации АИС. Сетевая конфигурация применяется, если на предприятии есть локальная вычислительная сеть, в ней фигурируют большие объемы информации, а результаты мониторинга поступают в несколько подразделений. Локальная конфигурация применяется, если на предприятии нет локальной вычислительной сети, объем информации небольшой, а результаты мониторинга находятся в одном подразделении или у одного сотрудника.

На абонентских пунктах происходят сбор, хранение и обработка результатов мониторинга подземных и поверхностных вод, формируется отчетность, информация передается в Центральный узел.

При наступлении регламентного срока или запросе из Центра предприятие направляет по защищенным каналам выгрузку базы данных.
Мониторинг подземных и поверхностных вод включает:
  • наблюдения за гидродинамическим и температурным режимами;
  • наблюдения за химическим составом и физико-химическими (в том числе радиационными) показателями;
  • сбор результатов опытно-фильтрационных работ.
В Центральном узле на основании всего массива данных формируются отчеты, проводится экспертная оценка и составляется прогноз состояния окружающей среды. Эти исследования имеют долгосрочный эффект: формируется база знаний по оценке, моделированию и прогнозу состояния окружающей среды в прошлом, настоящем и будущем, на ее основании составляются соответствующие документы и карты. Обобщенная информация используется при разработке геофильтрационных и геомиграционных моделей, прогнозе развития неблагоприятных ситуаций, в том числе транзита загрязняющих радиоактивных веществ в геологической среде, разработке и оценке эффективности реабилитационных мероприятий.

В 2008 году Росатом принял решение о развитии отраслевой системы объектного мониторинга состояния недр (ОС ОМСН), охватывающей основные экологически значимые предприятия отрасли. Для этой цели в структуре «Гидроспецгеологии» был создан Центр компетенций — Центр объектного мониторинга состояния недр на предприятиях атомной отрасли.

На первом этапе создания и развития системы в 2008—2015 годах были обследованы системы мониторинга (контроля) радиационной обстановки на 55 предприятиях отрасли. Сформированы первичные базы данных, развернуты абонентские пункты аналитической информационной системы, разработаны 30 концептуальных геолого-гидрогеологических моделей и 19 геомиграционных моделей.

Начиная с 2010 года при постоянном сопровождении разработчиков (ЗАО «Компания Информконтакт») отраслевая система мониторинга внедряется на предприятиях, при этом наблюдательные сети постепенно совершенствуются.
Предприятия Росатома, включенные в систему объектного мониторинга состояния недр
В результате дальнейшего развития системы ОМСН отрасли создаются постоянно действующие геофильтрационные и геомиграционные модели для всех предприятий, в том числе, при необходимости, и крупномасштабные модели-врезки для площадок конкретных ядерных и радиационно опасных объектов.

Больше, чем мониторинг
Информационно-аналитическая система радиоэкологического мониторинга (ИАС РЭМ) включает учет и контроль всех типов источников негативного воздействия (выбросы, сбросы, отходы) и подсистемы мониторинга состояния основных компонентов природной среды: воздуха, воды, почвы, биоты — в местах расположения предприятий. По сути, эта система обеспечивает промышленный экологический контроль.
Радиационный экологический мониторинг (РЭМ)
РЭМ — это система регулярных, запланированных наблюдений за изменениями индикаторных показателей состояния окружающей среды, происходящими в результате деятельности предприятий, имеющих ядерные и радиационно опасные объекты, а также оценка и прогноз этих изменений во времени и пространстве и управление ими.

То есть цель ИАС РЭМ — построение целостной системы экологического менеджмента Росатома, базирующейся на едином информационном ресурсе.

Основные задачи, которые решает ИАС РЭМ:

  • формирование единой базы данных о состоянии окружающей среды;
  • оперативный учет, анализ, оценка деятельности предприятия в области экологии;
  • формирование экологической отчетности и передача информации контрольно-надзорным органам Росатома и органам государственной власти РФ;
  • контроль за соблюдением экологического законодательства;
  • поддержка управленческих решений.
В конечном итоге такая система способствует формированию имиджа Росатома как ответственного природопользователя.

ИАС РЭМ была создана в 2008 году для ПО «Маяк» в рамках реализации ФЦП ЯРБ с целью систематизации данных для комплексной оценки влияния объектов ядерного наследия на окружающую среду.

Сейчас ИАС РЭМ введена в эксплуатацию на ПО «Маяк» и Сибирском химическом комбинате (АО «СХК»). До 2020 года планируется внедрить ИАС РЭМ еще на четырех предприятиях: НИТИ им. А. П. Александрова, Приаргунском производственном горно-химическом объединении (ПАО «ППГХО»), Белоярской АЭС и Машиностроительном заводе (ПАО «МСЗ») с подключением их к Центральному узлу на базе Ситуационно-кризисного центра Федерального агентства по атомной энергии.
Предприятия Росатома, включенные в систему радиоэкологического мониторинга
Комментарий эксперта

Марк Глинский,
первый заместитель генерального директора ФГБУ «Гидроспецгеолоия»:

— Данные ИАС РЭМ и АИС ОМСН — основа для решения геоэкологических задач; они должны использоваться при обосновании природоохранных и природозащитных мероприятий.
Программа развития и поддержки ОМСН предусматривает введение АИС в постоянную эксплуатацию на 53 экологически значимых предприятиях атомной отрасли до конца 2020 года. Программа развития ИАС РЭМ предполагает ее внедрение на 20 предприятиях Росатома до 2023 года. Эти системы универсальны и могут применяться в отраслях промышленности, работающих с отходами любого типа, в том числе и на зарубежных объектах.
Результаты есть
В отрасли уже есть немало примеров эффективности использования систем АИС и ИАС.

Так, для Теченского каскада водоемов (ПО «Маяк») были обоснованы инженерные решения по повышению безопасности хранения ЖРО, а для водоема № 9 этого же предприятия — проектные решения по закрытию акватории водоема.

Для Новосибирского завода химконцентратов была обоснована возможность отнесения законсервированной секции № 1 хвостохранилища к хранилищам особых РАО.

Также на основе данных объектного мониторинга состояния недр был обоснован вывод из эксплуатации промышленных уран-графитовых реакторов, расположенных на промплощадке ПО «Маяк». Установлено, что в результате проведенных мероприятий выведенные из эксплуатации оставшиеся на месте ЯРОО не представляют опасности.

Всего с 2005 по 2017 год были выполнены прогнозы воздействия ЯРОО на недра на 30 объектах и обоснованы реабилитационные мероприятия на 13 объектах, разработаны постоянно действующие геофильтрационные и геомиграционные модели для 18 объектов атомной отрасли. Результаты геоэкологического моделирования, обосновавшие наиболее эффективные реабилитационные мероприятия, были учтены в пяти проектных решениях и использованы в четырех общественных слушаниях.
Суперкомпьютеры — в помощь геоэкологам
Перспективное направление развития технологий моделирования — переход на высокопараллельные суперкомпьютеры, дающие возможность на порядки повысить скорость вычислений. РФЯЦ-ВНИИЭФ совместно с «Гидроспецгеологией» разработали инновационный импортозамещающий программный комплекс «НИМФА».

«НИМФА» ориентирована на высокоскоростные компьютеры, с помощью которых можно создать объемные цифровые модели ЯРОО. Такие модели содержат десятки миллионов расчетных ячеек.

Аттестация «НИМФЫ» успешно прошла в Научно-техническом центре по ядерной и радиационной безопасности.

Сегодня «НИМФА» внедряется в качестве отраслевого стандартного программного продукта в практику оценки воздействия ЯРОО на недра. «НИМФА» позволяет повысить достоверность и оперативность прогнозных расчетов по обоснованию безопасной эксплуатации и вывода из эксплуатации ЯРОО.

Внедрение программного продукта «НИМФА» предусматривает его дальнейшее развитие, техническую поддержку и коммерциализацию.

Еще одно перспективное направление работы «Гидроспецгеологии» — разработка комплексных информационных геоэкологических пакетов (ИГЭП). Как в атомной отрасли, так в России в целом подобная задача решается впервые.

ИГЭП представляет собой совокупность данных о природно-техногенной системе и радиационно-экологических условиях в районе, где расположены объекты атомной отрасли. Эта информация иллюстрируется тематическими таблицами и картами.
Что включает геоэкологический пакет?
  • свод параметров и показателей свойств геологической среды, состояния поверхностных вод, почв и донных отложений, приземного слоя атмосферы и растительности;
  • результаты краткосрочных и долгосрочных прогнозов изменения компонентов окружающей среды;
  • данные о процессах, явлениях и факторах природного и техногенного происхождения, способных негативно воздействовать на природную обстановку;
  • результаты расчета сравнительных радиационных и токсических рисков;
  • обоснование системы экологического мониторинга, необходимой после вывода объекта из эксплуатации.
Главная цель разработки геоэкологического пакета — обобщить данные, характеризующие состояние окружающей среды в районе расположения предприятия, и оценить воздействие этого предприятия на компоненты окружающей среды.

По сути, с помощью ИГЭП научно обосновываются сложившаяся к настоящему времени радиационно-экологическая обстановка, радиационные и токсические риски для населения, а также прогнозные оценки потенциального распространения загрязнителей в подземных и поверхностных водах методом математического моделирования, сравниваются риски от предприятий Росатома с рисками от прочих промышленных предприятий, транспорта, сельского хозяйства, ЖКХ.

ИГЭП разработан для АО «АЭХК», АО «ГНЦ РФ — ФЭИ», АО «УЭХК» и ПАО «МСЗ». До 2020 года такой документ будет разработан еще для шести предприятий атомной отрасли.

Всего в рамках ФЦП ЯРБ‑2 до 2030 года предусмотрено создание информационных геоэкологических пакетов для 28 экологически значимых предприятий госкорпорации «Росатом».

ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ НОМЕРА