Прогнозування небезпечних впливів радіоактивно забруднених поверхневих вод і затоплення берегів: розвиток моделей та їх впровадження для зменшення наслідків надзвичайних ситуацій у м. Києві, спричинених водами р. Дніпро
Назва конкурсу: Конкурс НФДУ "Наука для безпеки людини та суспільства"
Реєстраційний номер проєкту: 2020.01/0421
Терміни реалізації проєкту: з
до
Тип дослідження (розробки): прикладні наукові дослідження
Галузь науки: Технології захисту навколишнього середовища
Пріоритетний напрям розвитку науки і техніки: науки про життя, нові технології профілактики та лікування найпоширеніших захворювань
Науковий напрям за конкурсом: За напрямами досліджень, пов’язаних із біобезпекою, біомедициною, екологією, кібернетичною та інформаційною безпекою, із відповіддю на економічні, соціальні, гуманітарні виклики в умовах природних та техногенних надзвичайних ситуацій, а також з подоланням
Установа/організація: Інститут проблем математичних машин і систем
Відомча підпорядкованість установи: Національна академія наук України
Підстава для зміни: не має
Кількість докторів наук : 1
Кількість кандидатів наук: 6
У тому числі молоді вчені: 0
Кількість допоміжного персоналу: 10
Середній бал за експертною оцінкою: 88.80
Ключові слова: Екологічна безпека, поверхневі води, радіоактивне забруднення, радіонукліди у воді і намулах, наслідки Чорнобильської аварії, радіоактивне забруднення гідробіонтів, затоплення при високих повенях, кліматичні зміни, математичне моделювання, чисельне моделювання, моделювання екологічних систем, паралельні алгоритми, обчислення на багатопроцесорних системах і графічних процесорах, Системи підтримки прийняття рішень
Результати проєкту: Опрацьовано і систематизовано результати лабораторних досліджень
проб води, донних відкладів і гідробіонтів, відібраних під час польового сезону
2020 р. у Київському водосховищі, на заплаві р. Прип’ять, у ВО ЧАЕС. У
результаті було отримано актуальні концентрації забруднення у зоні відчуження і
в Київському водосховищі, а також нові дані обміну радіонуклідів у системах
«вода – донні відкладення» на заплаві р. Прип’ять та у ВО ЧАЕС. Здійснено забір
зразків на водозборах і водоймах ЗВ в умовах весни 2021 р., а також у Дніпрі з
використанням експедиційного корабля УкрГМІ.
Розраховані щільності випадання радіонуклідів на водойми під час
лісових пожеж в ЗВ 2015 і 2020 років за сценаріями пожеж, які відповідають
максимальному потенційному радіологічному впливу на населення через водні
шляхи переносу радіонуклідів. За допомогою математичного моделювання
показано, що підвищення рівня концентрації 137Cs і 90Sr у воді під час цих пожеж
не перевищує 0,25 Бк/м3
в руслі Прип’яті та 0,1 Бк/м3 біля м. Вишгорода, що
становить біля 0,015% від виміряних значень концентрації біля м. Вишгорода
весною 2021 року. Це дає підстави зробити висновок, що пожежі в
Чорнобильській зоні відчуження не можуть призвести до підвищення
концентрацій 90Sr і 137Cs у воді Київського водосховища вище ніж 0,02% від
концентрацій, які вимірюються при відсутності пожеж. Це означає, що пожежі
практично не впливають на радіологічний стан вод Київського водосховища.
Проведено розрахунки переносу радіонуклідів для гіпотетичних
сценаріїв прориву захисних лівобережних дамб в районі заплави р. Прип’ять з
урахуванням сучасних значень параметрів взаємодії води з ґрунтами заплави,
ідентифікованими за даними досліджень відповідних проб 2020-2021 років.
Найвищі концентрації 90Sr в Прип’яті отримано для сценарію прориву
лівобережної дамби при повені 35% забезпеченості.
Здійснене налаштування двовимірної моделі COASTOX і тривимірної
моделі THREETOX на Київське водосховище для оцінок потенційного
радіоактивного забруднення водного середовища у результаті можливих робіт з
днопоглиблення. Здійснені тестові розрахунки підняття 137Cs з дна і його переносу
у водосховищі при днопоглибленні.
7. Розроблена камерна модель переносу радіонуклідів у ВО ЧАЕС
POSEIDON-F, результати якої узгоджуються з даними вимірювань 1986-2020
років. За допомогою моделювання показано, що в результаті зниження рівня води
у ВО відбулося незначне підвищення концентрації 137Cs у всіх частинах водойми, тоді як концентрація 90Sr підвищилась нерівномірно з максимумом у північній
частині ВО.
8. Підготовлено технічний проєкт архітектурних і програмних рішень
для нової СППР при затопленнях річкових заплав під час високих повеней біля
Києва на основі технології Розподілених Об’єктів Обгорток. Проєкт передано в
УГМЦ для ознайомлення.
проб води, донних відкладів і гідробіонтів, відібраних під час польового сезону
2020 р. у Київському водосховищі, на заплаві р. Прип’ять, у ВО ЧАЕС. У
результаті було отримано актуальні концентрації забруднення у зоні відчуження і
в Київському водосховищі, а також нові дані обміну радіонуклідів у системах
«вода – донні відкладення» на заплаві р. Прип’ять та у ВО ЧАЕС. Здійснено забір
зразків на водозборах і водоймах ЗВ в умовах весни 2021 р., а також у Дніпрі з
використанням експедиційного корабля УкрГМІ.
Розраховані щільності випадання радіонуклідів на водойми під час
лісових пожеж в ЗВ 2015 і 2020 років за сценаріями пожеж, які відповідають
максимальному потенційному радіологічному впливу на населення через водні
шляхи переносу радіонуклідів. За допомогою математичного моделювання
показано, що підвищення рівня концентрації 137Cs і 90Sr у воді під час цих пожеж
не перевищує 0,25 Бк/м3
в руслі Прип’яті та 0,1 Бк/м3 біля м. Вишгорода, що
становить біля 0,015% від виміряних значень концентрації біля м. Вишгорода
весною 2021 року. Це дає підстави зробити висновок, що пожежі в
Чорнобильській зоні відчуження не можуть призвести до підвищення
концентрацій 90Sr і 137Cs у воді Київського водосховища вище ніж 0,02% від
концентрацій, які вимірюються при відсутності пожеж. Це означає, що пожежі
практично не впливають на радіологічний стан вод Київського водосховища.
Проведено розрахунки переносу радіонуклідів для гіпотетичних
сценаріїв прориву захисних лівобережних дамб в районі заплави р. Прип’ять з
урахуванням сучасних значень параметрів взаємодії води з ґрунтами заплави,
ідентифікованими за даними досліджень відповідних проб 2020-2021 років.
Найвищі концентрації 90Sr в Прип’яті отримано для сценарію прориву
лівобережної дамби при повені 35% забезпеченості.
Здійснене налаштування двовимірної моделі COASTOX і тривимірної
моделі THREETOX на Київське водосховище для оцінок потенційного
радіоактивного забруднення водного середовища у результаті можливих робіт з
днопоглиблення. Здійснені тестові розрахунки підняття 137Cs з дна і його переносу
у водосховищі при днопоглибленні.
7. Розроблена камерна модель переносу радіонуклідів у ВО ЧАЕС
POSEIDON-F, результати якої узгоджуються з даними вимірювань 1986-2020
років. За допомогою моделювання показано, що в результаті зниження рівня води
у ВО відбулося незначне підвищення концентрації 137Cs у всіх частинах водойми, тоді як концентрація 90Sr підвищилась нерівномірно з максимумом у північній
частині ВО.
8. Підготовлено технічний проєкт архітектурних і програмних рішень
для нової СППР при затопленнях річкових заплав під час високих повеней біля
Києва на основі технології Розподілених Об’єктів Обгорток. Проєкт передано в
УГМЦ для ознайомлення.
УЧАСНИКИ ПРОЄКТУ
Керівник проєкту: БЕЖЕНАР Роман Васильович Термін у проєкті: -