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题名高放废物深地质处置地下水数值模拟应用综述
被引量：9
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作者
李露露
张秋兰
李星宇
张璜
崔亚莉
邵景力
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机构
中国地质大学(北京)水资源与环境学院
中国核电工程有限公司
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出处
《水文地质工程地质》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期43-53,共11页
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基金
中科集团青年英才科研项目(中核科发[2018]272号)
核设施退役及放射性废物治理专项项目(科工二司[2017]1405号)。
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文摘
开展地下水数值模拟研究是高放废物处置场地安全评价的重要组成部分,然而深地质处置介质类型的复杂性、基岩深部资料的相对匮乏性导致模拟结果存在不确定性,如何刻画深部地下水动力场并评估可能引起的风险已成为高放废物处置安全评价中重点关注的问题。在大量文献调研的基础上,综述了世界典型国家高放废物深地质处置场地的地下水数值模拟与不确定性分析应用,并归纳总结该领域研究经验,得到以下认识:(1)深地质处置场深部构造、裂隙的发育与展布决定了地下水循环条件,探究适用于基岩裂隙地区新的水文地质试验方法是提高地下水数值模型仿真性的基础;(2)不同尺度模型融合是解决深地质处置地下水模拟的有效技术方法,区域尺度多采用等效连续介质法,场地尺度使用等效连续多孔介质和离散裂隙网络耦合模型,处置库尺度使用离散裂隙网络方法,其次需重点关注未来大时间尺度下放射性核素在地质体中的迁移转化规律,模拟预测场址区域地下水环境长期循环演变对核素迁移的潜在影响;(3)考虑到不同的处置层主岩岩性以及在多介质中发生的THMC(温度场—渗流场—应力场—化学场)过程,目前国内外常用的地下水模拟软件有:Porflow、Modflow、GMS及MT3DMS等用于模拟孔隙或等效连续介质,Connectflow、Feflow及FracMan等用于模拟地下水和核素在结晶岩、花岗岩等裂隙中的迁移,TOUGH系列软件主要应用于双重介质的水流、溶质及热运移模拟;(4)指导开展有针对性的模型和参数的不确定性分析工作,减少投入工作量,提高模型精度,并可针对处置库长期演变、废物罐失效、极端降雨等多情景预测模拟,为处置库安全评价及设计提供基础数据支撑;(5)针对我国深地质处置地下水数值模拟研究现状,下一步应加强区域地质、水文地质、裂隙测量以及现场试验等相关的调查及监测工作,多介质耦合、多场耦合模拟及不确定性分析研究将会是未来的研究重点。
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关键词
高放废物深地质处置
地下水数值模拟
核素迁移
安全评价
深部地下水动力场
风险
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Keywords
high-level radioactive waste(HLW)deep geological disposal
groundwater numerical simulation
nuclide migration
safety assessment
deep groundwater dynamic field
risk
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分类号
P641.2
[天文地球—地质矿产勘探]
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题名高放废物深地质处置地下水流数值模拟方法研究进展
被引量：4
- 2
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作者
李露露
周志超
邵景力
崔亚莉
赵敬波
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机构
中国地质大学(北京)水资源与环境学院
核工业北京地质研究院
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出处
《水文地质工程地质》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期13-23,共11页
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基金
核设施退役及放射性废物治理专项项目(科工二司〔2017〕1405号)。
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文摘
地下水流数值模型不仅是认识深部水动力场形成演化机制的有效工具,也是建立核素迁移数值模型的基础,因而是高放废物处置场选址和安全评价中重要的技术手段。高放废物深地质处置地下水流数值模拟方法较多,如何选择适当的方法也是值得关注的问题。针对高放废物深地质处置地下水流数值模拟技术展开研究,通过阅读大量国内外文献,文章系统阐述了目前常用的4类地下水流数值模拟方法的研究进展、适用条件和实例应用;综述了深地质处置中常用的模型不确定性分析方法及研究成果,列表给出了适用于放射性废物地质处置的地下水流数值模拟软件及其在废物处置选择和安全评价中的应用。研究结果表明:等效连续介质模型适用于大区域、长序列、裂隙发育程度较高或较均匀的地区,该类模型方法成熟、所需的数据和参数易于获得,但是不能精确刻画裂隙介质中地下水的流动特征。离散裂隙网络模型适合解决处置场地、储罐尺度等需要精细刻画的地下水流问题,但由于需要大量裂隙及其连通性数据、相关参数等,该方法存在着工作量大、耗时多的缺点。双重介质模型主要用于解决区域尺度裂隙水流问题,但并不能表现出裂隙介质的各向异性、不连续性等特征,因而适用范围存在一定的限制。等效-离散耦合模型可以通过区域分解法对裂隙密度大的区域采用等效连续介质模型,对于裂隙密度较小的地区采用离散裂隙网络模型,从而更符合一般地质条件下裂隙渗流的特征,但也存在交换量难以确定、模型耦合技术问题。通过灵敏度分析,将不同敏感因子对模型敏感指标的影响程度进行排序,提高模型精度、减少参数不确定性分析的工作量。蒙特卡罗法是目前常用的一种模型不确定性方法,原理简单、易于实现。文章展望了数值模型在仿真性、不确定性分析、预测和多介质耦合等方面的研究前景。
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关键词
高放废物深地质处置
含水介质
地下水流数值模拟
不确定性分析
模拟软件
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Keywords
high-level radioactive waste(HLW)deep geological disposal
aqueous medium
groundwater flow numerical simulation
uncertainty analysis
simulation software
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分类号
P641.2
[天文地球—地质矿产勘探]
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