Запропоновано теоретично обгрунтовану методику визначення параметрів водо- і масообміну в насичено-ненасиченому середовищі за даними довгострокових режимних спостережень за коливаннями рівнів грунтових вод на зрошувальних землях. В основу покладено модель геофільтрації у трьохшаровій водоносній системі. За результатами визначаються основні геофільтраційні та гідрофізичні параметри даної системи та умови взаємозв'язку грунтових і підземних вод, що дозволяє більш вірогідно прогнозувати режими грунтових вод на підтоплених територіях.

Предложена теоретически обоснованная методика определения параметров водо - и массообмена в насыщенно-ненасыщенной среде по данным долгосрочных режимных наблюдений за колебаниями уровней грунтовых вод на орошаемых землях. В основу положена модель геофильтрации в трехслойной водоносной системе. В результате определяются основные геофильтрационные и гидрофизические параметры данной системы и условия взаимосвязи грунтовых и подземных вод, что позволдяет более достоверно прогнозировать режимы грунтовых вод на подтапливаемых территориях.

Проанализированы результаты натурных гидрологических и гидрохимических наблюдений субмаринной разгрузки подземных вод у мыса Айя (Южный берег Крыма), полученных с помощью измерительной аппаратуры, разработанной в Морском гидрофизическом институте НАН Украины. Выполнены измерения скоростей течений, температуры, солености, содержания кремнекислоты и фосфатов в одной из карстовых полостей, а также на полигоне около нее. Даны три оценки дебита субмаринной разгрузки, рассчитано количество кремнекислоты и фосфатов, выносимых в море субмаринным источником.

Наведено результати дослідження багаторічних закономірностей коливань рівнів підземних вод у спостережних свердловинах Дніпропетровської області. Розроблено алгоритм кількісного аналізу відповідності режиму підземних вод критеріям природності. Визначено репрезентативні спостережні пункти для подальшої розробки методів довгострокового прогнозування режиму рівнів підземних вод.

Представлены результаты исследования многолетней закономерности колебаний уровней подземных вод в наблюдательных скважинах Днепропетровской области. Разработан алгоритм количественного анализа соответствия режима подземных вод критериям естественности. Определены репрезентативные наблюдательные пункты для последующей разработки методов долгосрочного прогнозирования режима уровней подземных вод.

Results of the research of long-term conformities to the law of changes of underground waters' levels in the observant mining holes of the Dnipropetrovsk region are presented. Algorithm of quantitative analysis ofаaccordance to the criteria of naturalfor underground waters' mode is developed. Representative observant points for the subsequent development of methods of long-term forecasting of the mode of underground waters' levels are definite.

С помощью программного пакета Maple разработана математическая модель изменения уровня грунтовых вод под воздействием дополнительной инфильтрации. Предложенная модель позволяет прогнозировать изменение уровня грунтовых вод на застроенных территориях.

Для вычисления равномерного подъема уровня грунтовых вод по всей территории г. Харьков разработана математическая модель, которая учитывает дополнительную инфильтрацию в грунтовые воды, количество осадков, инфильтрующихся в грунтовые воды, транспирацию, испарение и водоотбор из подземных вод. Разработанный подход позволяет применить численные методы оценки для прогнозирования процесса изменения уровня грунтовых вод на застроенных территориях с учетом различных природных и техногенных факторов.

Виконано оцінку регіональної багаторічної однорідності режиму рівнів грунтових вод на території Дніпропетровської області із застосуванням комплексного аналізу часових рядів спостережень для репрезентативних гідрогеологічних пунктів. Здійснено групування спостережних свердловин за ознакою синхронності багаторічних коливань положення рівня. У межах досліджуваного регіону виділено території з однорідним багаторічним режимом рівнів грунтових вод.

Розкрито проблему часового регіонального прогнозу природного режиму рівнів грунтових вод. Розроблено методологію довгострокового регіонального часового прогнозування природного режиму грунтових вод на основі геоінформаційного підходу. Проаналізовано відповідності режиму грунтових вод критеріям природності. Наведено оцінювання регіональної багаторічної однорідності режиму і виділено території з синхронним режимом рівнів грунтових вод. Наведено результати спостережень за мінливістю рівнів грунтових вод і характеристиками космічних, метеорологічних, гідрологічних і геологічних режимоутворювальних чинників. Виявлено основні ритми коливань у розглянутих часових рядах і здійснено кількісне оцінювання закономірностей багаторічних коливань рівнів грунтових вод та їх зв'язків з окремими режимоутворювальними чинниками. Результати покладено в основу довгострокового прогнозу мінливості рівнів грунтових вод. Побудовано картографічні регіональні моделі прогнозної забезпеченості рівнів грунтових вод.

Проведена оценка степени влияния факторов подтопления на основе построения графиков функций принадлежности. Анализ произведен по следующим факторам: превышение над уровнем реки, глубина залегания водоупорного слоя и эксплуатация мело-мергельного водоносного горизонта. Зависимости получены по результатам обработки обобщенной геологической информации и данных буровых скважин. Приведенные результаты позволяют более точно локализировать зоны подтопления и степень их подтопленности, а также оперативно принимать меры по предупреждению негативных последствий процессов подтопления.

Визначено й оцінено вплив підтоплення на основні життєзабезпечувальних ресурсів, а саме на якість поверхневих водних ресурсів, зміни водного балансу територій, зміни підземного стоку територій, зсувонебезпечність підтоплених схилів на основі врахування динаміки розвитку процесу підтоплення по території України. Встановлено втрати дренажної спроможності річкових екосистем в залежності від розвитку процесу підтоплення їх басейнів і, як наслідок, зміни підземного стоку підтоплених територій. Удосконалено методику розрахунку фільтраційних опорів, обумовлених недосконалістю дренажних споруд у водоносній товщі за різної її гідрогеологічної будови та товщини, що надає можливість більш коректно визначати положення рівнів грунтових вод на підтоплених територіях та фільтраційних витрат під час призначення природоохоронних заходів. Розроблено та реалізовано нестаціонарну математичну модель грунтового потоку з вільною поверхнею під час підтоплення в схилах за тришарової будови водоносної товщі. Удосконалено методологію оцінювання можливих індивідуальних ризиків проживання на підтоплених забудованих зсувонебезпечних схилах.

Запропоновано методику організації та здійснення моніторингу рівнів грунтових вод, яка базується на геоінформаційному підході. Інформаційну основу моніторингу при цьому складають дані про рівні грунтових вод в інженерно-геологічних свердловинах. Дані накопичуються й обробляються в середовищі географічної інформаційної системи. Для отримання поверхонь рівнів грунтових вод запропоновано застосувати математичне моделювання геофільтрації. Методику реалізовано під час дослідження грунтових вод у Києві.

Предложена методика организации и проведения мониторинга уровней грунтовых вод, которая основана на геоинформационном подходе. При этом информационную основу мониторинга составляют данные об уровнях грунтовых вод в инженерно-геологических скважинах. Данные накапливаются и обрабатываются в среде географической информационной системы. Для получения поверхностей уровней грунтовых вод предложено использовать математическое моделирование геофильтрации. Методика реализована при исследовании грунтовых вод в Киеве.

Subterranean water levels monitoring organization and realization methodology, based on geoinformatical approach, is proposed. Wherein monitoring informational foundation constitutes engineering-geological wells subterranean water levels data. Data are accumulated and processed in geographic information system medium. To obtain subterranean water levels surface geofiltration mathematical modelling is proposed. The methodology have realized during subterranean water investigation in Kyiv.

Изложенное состояние изученности учета остаточных и защемленных легких нефтепродуктов (ЛНП) показало их противоречивость, а также то, что они не рассматривались для процесса колебания уровня грунтовых вод (УГВ). На основании физического моделирования и теоретического обоснования установлено следующее: остаточная полножидкостная насыщенность и остаточные насыщенности воды и ЛНП имеют параболическую зависимость от исходной насыщенности воды и ЛНП при дренировании из системы "ЛНП - вода" ("о - w"); при естественном подъеме УГВ ЛНП (керосин) не переносится выше 10 см и защем ляется в капиллярной зоне; при первичном и последующих опусканиях УГВ после формирования слоя с мобильным ЛНП остаточный ЛНП будет разным; даны способы его определения.

На основании основополагающих уравнений R. J. Lenhard, J. C. Parker [Lenhard, Parker, 1987] разработана теоретическая база расчета каждого из путей впитывания и дренирования двухфлюидной системы "воздух - смачивающий флюид". Для каждой ветви рассмотрена ее идентификация, выполнены расчет содержания смачивающего флюида по известным капиллярным напорам, расчет капиллярных напоров и напоров флюидов по известному их содержанию, а также расчет проницаемости смачивающего флюида.

На основе параметрической модели R. J. Lenhard, М. Oostrom [Lenhard, Oostrom, 1998] для прогноза зависимости "проницаемость - насыщенность - капиллярный напор" для системы "легкие нефтепродукты - вода" в пористой среде со смешанной смоченностью разработана теоретическая база расчета всех возможных путей дренирования и впитывания, формирующихся при трансформации слоя с мобильными легкими нефтепродуктами в процессе колебания уровня грунтовых вод.

Запропоновано підхід визначення рівнів грунтових вод із використанням ГІС-пакету.

Удосконалено концептуальну схему обробки даних гідрогеологічного моніторингу для вирішення завдань довгострокового прогнозування природного режиму рівнів грунтових вод на основі геоінформаційного підходу. Результатом запропонованого алгоритму є створення ГІС-моделей, які надають змогу ефективно відображати гідрогеологічні умови досліджуваних регіонів для їх вивчення і аналізу, здійснювати підготовку вхідних даних для математичних моделей, візуалізацію і аналіз результатів моделювання. Описано основні етапи проектування первинного геоінформаційного забезпечення моніторингу рівнів підземних вод. Проведено аналіз доцільності застосування систем автоматизації управління проектами в задачах проектування даного геоінформаційного забезпечення. Розроблено структуру робіт ГІС-проекту прогнозного моделювання рівнів грунтових вод з урахуванням концептуального алгоритму дослідження і прогнозування багаторічних закономірностей природного гідрогеодинамічного режиму. В середовищі системи автоматизації управління проектами Microsoft Project на основі засобів календарно-сіткового планування складено календарний план робіт. Засоби календарно-сіткового планування надають змогу виконати структуризацію складного ГІС-проекту і скласти календарний план для подальшого ефективного проектування, тестування, впровадження і експлуатації геоінформаційної системи.

Установлена взаимосвязь параметров нарушения геологической среды с изменением уровня подземных вод в районах ведения горных работ. Выполнено математическое моделирование изменения уровня подземных вод с проверкой моделей на данных натурных наблюдений. Приведены математические модели, позволяющие рассчитать подъем уровня подземных вод и радиус депрессионной воронки, образующихся в результате ведения горных работ. Предложенный математический аппарат подтвержден натурными наблюдениями. Установлена взаимосвязь между параметрами нарушения геологической среды в результате ведения горных работ и изменением уровня подземных вод в регионе. Предложенные математические модели позволяют установить высоту подъема уровня подземных вод и радиус депрессионной воронки от ведения горных работ на любой заданный момент времени, что позволяет осуществлять прогноз.

Установлена взаимосвязь параметров нарушения геологической среды с изменением уровня подземных вод в районах ведения горных работ. Выполнено математическое моделирование изменения уровня подземных вод с проверкой моделей на данных натурных наблюдений. Приведены математические модели, позволяющие рассчитать подъем уровня подземных вод и радиус депрессионной воронки, образующихся в результате ведения горных работ. Предложенный математический аппарат подтвержден натурными наблюдениями. Установлена взаимосвязь между параметрами нарушения геологической среды в результате ведения горных работ и изменением уровня подземных вод в регионе. Предложенные математические модели позволяют установить высоту подъема уровня подземных вод и радиус депрессионной воронки от ведения горных работ на любой заданный момент времени, что позволяет осуществлять прогноз.

Увагу приділено підвищенню рівня екологічної безпеки урбанізованих територій, що зазнають підтоплення грунтовими водами (ГВ), за рахунок наукового обгрунтування методів і засобів прогнозування й управління підтопленням. Підтоплення територій не тільки негативно впливає на життєдіяльність населення, а й може призвести до виникнення екологічних катастроф і значних матеріальних збитків. Уперше розроблено крайові умови математичної моделі зміни рівня ГВ, що враховують вплив штучних покриттів поверхні грунту й евапотранспірацію для вдосконалення прогнозів та управління рівнем ГВ забудованих територій. Здійснено прогноз максимально високого рівня ГВ в умовах природно-техногенних геосистем великих міст на прикладі Харкова. Для підвищення рівня екологічної безпеки міст України обгрунтовано заходи оптимізації водного балансу ГВ шляхом регулювання основних режимоутворюючих факторів: зменшення втрат із водних комунікацій; збільшення водовідбору з водоносних горизонтів, гідравлічно зв'язаних із ГВ; штучного відтоку ГВ за рахунок дренажів, що створюються при новому будівництві. Науково обгрунтовано й експериментально встановлено період із найменшим проявом природних факторів для виявлення величини техногенного додаткового живлення ГВ. Запропоновано інженерний захід для захисту дорожнього полотна автодоріг від шкідливої дії ГВ, що передбачає встановлення протифільтраційної завіси вздовж автошляху. Удосконалено теоретико-методологічні підходи до управління рівнем ГВ, що включають типову схему функцій органів управління та завдань попередження і ліквідації наслідків підтоплення, алгоритм дій у ході моніторингу за рівнем ГВ на підтоплених і потенційно підтоплених територіях і Проєкт комплексу заходів із попередження розвитку підтоплення міської території великих міст України з урахуванням європейського досвіду.