Исследования изменений основных экологических показателей

       

Численные расчеты


Исходные данные и результаты оценки потерь почвы приведены в табл. 1-3.

Таблица 1. Результаты расчетов размывания ХВХ без учета климатических условий.

Месяц

p1

p2

p1/(p1+p2)

t, Н/м2



Кол-во дней с  Uе  ³ 8 м/с

Uе в учетные дни, м/с

Потеря Q, кг/м2

Потеря Q, мм

Январь

0,5

0,1

0,833

0,320

2,5

8,1

0,004

0,003

Февраль

0,5

0,1

0,833

0,590

5

11,0

0,418

0,321

Март

0,5

0,1

0,833

0,568

17,5

10,8

1,226

0,943

Апрель

0,5

0,1

0,833

0,527

15

10,4

0,717

0,552

Май

0,5

0,1

0,833

0,487

15

10,0

0,469

0,361

Июнь

0,5

0,1

0,833

0,600

20

11,1

1,820

1,400

Июль

0,5

0,1

0,833

0,547

15

10,6

0,873

0,671

Август

0,5

0,1

0,833

0,855

10

13,25

3,750

2,885

Сентябрь

0,5

0,1

0,833

0,395

5

9,0

0,042

0,033

Октябрь

0,5

0,1

0,833

0,955

2,5

14,0

1,343

1,033

Ноябрь

0,5

0,1

0,833

0,395

7,5

9,0

0,063

0,049

Декабрь

0,5

0,1

0,833

0,702

5

12,0

0,896

0,689

Суммарные потери за год

11,621

8,939

                                                           Таблица 2. Результаты расчетов размывания ХВХ с учетом климатических условий.

Месяц

p1

p2

p1/(p1+p2)

t, Н/м2

Кол-во дней с  Uе  ³ 8 м/с

Uе в учетные дни, м/с

b

Условия

Потеря Q, кг/м2

Потеря Q, мм

Январь

0,5

0,1

0,833

0,320

2,5

8,1

0

снежный покров

0

0

Февраль

0,5

0,1

0,833

0,590

5

11,0

0

снежный покров

0

0

Март

0,5

0,1

0,833

0,568

17,5

10,8

0,5

дождь

0,613

0,472

Апрель

0,5

0,1

0,833

0,527

15

10,4

0,5

дождь

0,359

0,276

Май

0,5

0,1

0,833

0,487

15

10,0

1

0,469

0,361

Июнь

0,5

0,1

0,833

0,600

20

11,1

1

1,820

1,400

Июль

0,5

0,1

0,833

0,547

15

10,6

0,5

трава

0,436

0,336

Август

0,5

0,1

0,833

0,855

10

13,25

0,5

трава

1,875

1,442

Сентябрь

0,5

0,1

0,833

0,395

5

9,0

0,5

трава

0,021

0,016

Октябрь

0,5

0,1

0,833

0,955

2,5

14,0

0,5

дождь

0,671

0,516

Ноябрь

0,5

0,1

0,833

0,395

7,5

9,0

1

0,063

0,049

Декабрь

0,5

0,1

0,833

0,702

5

12,0

0

снежный покров

0

0

Суммарные потери за год

6,327

4,867

<

По математической программе МИФ была проведена серия одномерных, двумерных и трехмерных численных расчетов. В одномерном случае проведены численные расчеты на получение стационарного распределения концентрации радона на стыке подпочвенного и приземного слоев. В одномерных расчетах установившегося распределения концентрации Rn, выходящего из почвы в атмосферу, проведено исследование методики на точность и выбрана разностная сетка по вертикали. Проведены сравнения с аналитическими решениями и с экспериментальными данными. Эти расчеты при отсутствии ветра позволяют оценить характерную высоту облака с его повышенным содержанием, подобрать коэффициенты модели, соответствующие изучаемому региону.

После этого были проведены двумерные и трехмерные численные расчеты для изучения радонового поля над хвостохранилищем. Цель этого этапа моделирования состоит в определении теоретических пределов распространения вредной для здоровья концентрации радона, а также нахождение метеорологических условий, наиболее способствующих распространению радона.




По одномерной программе УРАН был проведен ряд расчетов с параметрами: L=1м, l=0 сут-1, , 0 £ x £ 1 м, 0 £ t £ 50 лет. Коэффициенты D=8.0·10-5cм2/cут, D4=4.0·10-6cм2/cут, D5=0.08, Kd1=260см3/г, Kd2=50 см3/г, Kd3=500 см3/г, g=10-2 сут-1, b(C3)=bmax–C3(bmax–bmin)/C3max, C3max=300мг/л, bmax= =0.45·10-1 сут-1, bmin=0, a=7.7·10-7 сут-1, v1=v(t)/(Kd1·g) cм/cут, v2=v(t)/(Kd2·g) см/сут, g=1.1 см3/г, f=5·10-5 сут-1. v(t)=vmax–t(vmax–vmin)/tmax, vmax=400, vmin=200. Граничные условия на верхней границе: С1=6.0, С2=12, С4=21мг/л, С5=0.5 мг/л, на нижней границе: С1=C1n, С2=C2n, С4=C4n.

На рис. 34-37 приведена зависимость полученных концентраций от глубины на моменты времени t=1год, 15 лет,50 лет (с 1955г. по 2005 г.).

Рис. 34. Профили концентраций С1, С2, С3, С4 и суммарной концентрации С через 1год.

Рис. 35. Профили концентраций С1, С2, С3, С4 и суммарной концентрации С через 15 лет.

Рис. 36. Профили концентраций С1, С2, С3, С4 и суммарной концентрации С через 50 лет.

Рис. 37. Профили концентраций С1, С2, С4 через 50 лет.

На рис. 38-40 приведена зависимость полученных концентраций от времени в точке x=1м.

Рис. 38. Зависимость С1 от времени в точке x = 1 м.

Рис. 39. Зависимость С2 от времени в точке x = 1 м.

Рис. 40. Зависимость С3 от времени в точке x = 1 м.

            Согласно расчетам и построенным на их основе графиков очевидно, что анион-комплексные соединения урана с концентрацией С2 (составляющие ~ 15% от общего содержания урана, сбрасываемого с промотходами) практически за год пробивают защитный слой суглинка и далее эта форма урана в суглинке нарастает за счет концентрации С1. При этом, в основном за счет конвективного переноса, доминирующего в первые годы работы ГМЗ КГРК в виду максимального объема сбросных отходов и концентрации урана в них, происходит наиболее интенсивное смещение всех форм урана вглубь водовмещающих пород ХВХ.

В дальнейшем ввиду накопления пульпового остатка выщелоченной породы, снижения объёма и концентрации урансодержащих промстоков и, как следствие, рассредоточение стока по поверхности водовмещающих пород, интенсифицируется процесс сорбции урана породами хвостохранилища.

Содержание раздела