Моделирование нерадиоактивного загрязнения водоемов-охладителей сбросными водами АЭС в исследованиях последнего десятилетия

В обзоре систематизированы исследования последнего десятилетия по моделированию нерадиоактивного воздействия АЭС на водоемы-охладители. Рассмотрены современные подходы численного моделирования, включая адаптированные гидродинамические модели и оригинальные отечественные разработки для оценки теплового и химического влияния. На основе анализа сформулированы перспективные направления развития модельного аппарата в данной области, такие как: включение обратных связей с атмосферными процессами для повышения точности прогнозов в прибрежных зонах со сложной ветровой циркуляцией; развитие моделей взаимодействия с донными отложениями; интеграция с моделями экологического риска для перехода от оценки абиотических параметров к прямому прогнозу воздействия на конкретные виды и популяции гидробионтов; создание детальных прогнозов для экстремальных гидрометеорологических сценариев в условиях меняющегося климата для оценки устойчивости экосистем; а также активное применение моделей на прединвестиционных этапах проектирования новых АЭС для оптимизации размещения и конфигурации сбросных и водозаборных сооружений с целью минимизации потенциального экологического воздействия.

1. Nuclear Power in a Clean Energy System. International Energy Agency. 2019. URL: https://www.iea.org/reports/nuclear-power-in-a-clean-energy-system (дата обращения: 12.02.2025).

2. World Energy Outlook 2023. International Energy Agency. 2023. URL: https://www.iea.org/reports/world-energyoutlook-2023 (дата обращения: 22.11.2025).

3. France — Energy Mix. International Energy Agency. 2023. URL: https://www.iea.org/countries/france/energy-mix (дата обращения: 12.02.2025).

4. Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом». Атомная генерация. 2025. URL: https://www.rosatom.ru/production/generation/index.php?sphrase_id=6606620 (дата обращения: 22.11.2025).

5. Энергетическая стратегия Российской Федерации на период до 2035 года. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 09.06.2020 № 1523-р. URL: http://government.ru/docs/all/128340/ (дата обращения: 09.12.2025).

6. Nesterov O., Addad Y., Bilal S., et al. A numerical assessment of the dispersion of dissolved pollutants in the Arabian Gulf associated with the Barakah nuclear power plant // Ocean Modelling. 2023. Vol. 186, 102274. EDN BDZJWV. https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2023.102274

7. Wang S., Chen F., Zhang W. Numerical investigation of temperature distribution of thermal discharge in a river-type reservoir. // Polish Journal of Environmental Studies. 2019. Vol. 28, Iss. 5. P. 3909–3917. EDN OSCKCJ. https://doi.org/10.15244/pjoes/99238

8. Laguna-Zarate L., Barrios-Piña H., Ramírez-León H., et al. Analysis of thermal plume dispersion into the sea by remote sensing and numerical modeling // Journal of Marine Science and Engineering. 2021. Т. 9, № 12, 1437. EDN LHLUYK. https://doi.org/10.3390/jmse9121437

9. Issakhov A., Mustafayeva A. Numerical simulation of the thermal pollution zones formation from the power plant for different weather conditions // International Journal of Environmental Science and Technology. 2022. Т. 19, № 12. С. 12249–12278. EDN ONBPLQ. https://doi.org/10.1007/s13762-022-03935-0

10. Jiang R., Wang Y.S. Modeling the ecosystem response of the semi-closed Daya Bay to the thermal discharge from two nearby nuclear power plants // Ecotoxicology. 2020. Vol. 29. P. 736–750. EDN BHEPHV. https://doi.org/10.1007/s10646-020-02229-w

11. Hai T.H., Tri D.Q. Modeling the effect of thermal diffusion process from nuclear power plants in Vietnam // Energy and Power Engineering. 2017. Vol. 9. P. 403–418. https://doi.org/10.4236/epe.2017.98027

12. Dvornikov A. Yu., Ryabchenko V.A., Isaev A.V., et al. Assessment of the impact of thermal and chemical loading on the Koporye Bay of the Gulf of Finland with the full commissioning of the Leningrad Nuclear Power Plant-2 // Environmental Modeling & Assessment. 2025. EDN MVGFQH. https://doi.org/10.1007/s10666-025-10062-w

13. Geng B., Lu L., Cao Q., et al. Three-dimensional numerical study of cooling water discharge of Daya Bay Nuclear Power Plant in southern coast of China during summer // Frontiers in Marine Science. 2023. Vol. 9. 1012260. EDN LMTWZD. https://doi.org/10.3389/fmars.2022.1012260

14. Heinle A., Slawig T. Internal dynamics of NPZD type ecosystem models // Ecological Modelling. 2013. Vol. 254. P. 33–42. https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2013.01.012

15. MIKE3 Powered by DHI. DHI Group. URL: https://www.dhigroup.com/technologies/mikepoweredbydhi (дата обращения: 22.12.2024).

16. Zhang X., Shi H., Zhan C., et al. Numerical simulation calculation of thermal discharge water diffusion in coastal nuclear power plants // Atmosphere. 2023. Vol. 14, Iss. 9. 1371. EDN LZXIAK. https://doi.org/10.3390/atmos14091371

17. Li L., Shi H., Xue H., et al. Numerical investigation of jet angle effects on thermal dispersion characteristics in coastal waters. // Journal of Marine Science and Engineering. 2025. Vol. 13, Iss. 5. 931. EDN MOCHBA. https://doi.org/10.3390/jmse13050931

18. Delft3D-FLOW: User Manual. Deltares. URL: https://oss.deltares.nl/web/delft3d (дата обращения: 12.02.2025).

19. Zhang Y.J., Ye F., Stanev E.V., et al. Seamless cross-scale modelling with SCHISM // Ocean Modelling. 2016. Vol. 102. P. 64–81. EDN WVDZCV. https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2016.05.002

20. Blumberg A.F., Mellor G.L. A description of a three-dimensional coastal ocean circulation model. // Three-Dimensional Coastal Ocean Models. 1987. P. 1–16. https://doi.org/10.1029/CO004p0001

21. Беликов В.В., Румянцев А.Б., Кочетков В.В. Программный комплекс STREAM_3D. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2014612186. 2014.

22. Беликов В.В., Румянцев А.Б., Кочетков В.В. и др. Исследование вариантов оптимизации температурных режимов охладительных прудов АЭС численными методами. // Энергомашиностроение. 2018. Т. 51, № 6. С. 653– 659. EDN PBFZBC. https://doi.org/10.1007/s10749-018-0887-3

23. Issakhov A., Zhandaulet Y. Numerical simulation of thermal pollution zones’ formations in the water environment from the activities of the power plant // Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics. 2019. Vol. 13, Iss. 1. P. 279–299. EDN WUJSVM. https://doi.org/10.1080/19942060.2019.1584126

24. Shah V., Dekhatwala A., Banerjee J., et al. Analysis of dispersion of heated effluent from power plant: a case study // Sādhanā. 2017. Vol. 42. P. 557–574. EDN DESOFQ. https://doi.org/10.1007/s12046-017-0625-9

25. Zeng Z., Luo Y., Chen Z., et al. Impact assessment of thermal discharge from the Kemen Power Plant based on field observation and numerical simulation // Journal of Coastal Research. 2020. Vol. 104(sp1). P. 351–361. EDN PIHEWX. https://doi.org/10.2112/JCR-SI104-064.1

26. Верещагина Т.А., Аверьянов С.Я., Извеков И.Я. и др. К вопросу об оценке возможного изменения ледового режима Белоярского водохранилища в связи со строительством нового энергоблока Белоярской АЭС // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2013. Т. 5. С. 93–104.

27. Nikulenkov A.M., Makarova M.V., Vlasova V.V., et al. Assessment of allowable thermal load for a river reservoir subject to multi-source thermal discharge from operating and designed Beloyarsk NPP Units. // Environmental Modeling & Assessment. 2017. Vol. 22, Iss. 6. P. 609–623. EDN XNDMDV. https://doi.org/10.1007/s10666-017-9562-6

28. Chen Z., Li Y., Wang H., et al. Comparative study on the diffusion of thermal discharge from coastal power plants in different geographical environments // Journal of Marine Science and Engineering. 2025. Vol. 13, Iss. 2. 383. EDN HBASLL. https://doi.org/10.3390/jmse13020383

29. Dvornikov A.Y., Martyanov S.D., Ryabchenko V.A., et al. Assessment of extreme hydrological conditions in the Bothnian Bay and the impact of the nuclear power plant Hanhikivi‑1 on the local thermal regime // Earth System Dynamics. 2017. Vol. 8. P. 265–282. EDN YVJFZP. https://doi.org/10.5194/esd-8-265-2017