Описаны математические модели и приведены решения миграционных задач, количестванная оценка прогнозного влияния прудов-накопителей сбросных шахтных вод и отвалов на гидрогеологические и почвенно-мелиоративные условия Западного Донбасса. Освещен метод рекультивации шахтных отвалов, рассмотрены оптимальные схемы режимной наблюдательной сети. Проанализирована эффективность коллоидно-солевых экранов. Представлены рекомендации по рациональному использованию и охране подземных вод от загрязнения и истощения.

Разработана классификационная характеристика шахтных отвалов с позиций восстановления и эффективного использования нарушенных горными разработками земель. Решены многовариантные прогнозные задачи для научного обоснования комплекса природоохранных мероприятий эколого-мелиоративной направленности.

Разработана классификационная характеристика шахтных отвалов с позиций восстановления и эффективного использования нарушеных горными разработками земель. Проведены экспериментальные исследования, предложены математические модели вертикального влагопереноса и решены многовариантные прогнозные задачи для научного обоснования комплекса природоохранных мероприятий гидрогеолого-мелиоративной направленности.

Дана оценка частоты засоления верховодки в некоторых горнодобывающих регионах Приднепровья. Минерализация большинства образцов колодезной воды находится в пределах 1 - 7 г/л.

Цель работы - создание математических моделей изменений гидрогеологических условий на основе математического описания многофакторных процессов, происходящих в зонах горных разработок и прилегающих территорий. Математическая модель построена на основе гидродинамических сеток и состоит из двух частей - фильтрационной и миграционной. Фильтрация описывается трехмерными уравнениями математической физики в частных производных эллиптического и параболического типов. Задачи плановой фильтрации решаются по токовым линиям. Расчет выполняется по уравнениям Лапласа, Пуассона и Фурье. Миграционная часть построена на основе теории физико-химической гидродинамики пористых сред: поршневое вытеснение, упорядоченная микродисперсия (Ловерье) и неупорядоченная микро- и макродисперсия. Доказана целесообразность применения гидродинамической схемы "пласт - полоса" с реализацией аналитического решения уравнения Фурье методом двойной суперпозиции для учета дренирующего влияния реки. Гидрогеологическим условиям территорий, прилегающим к хвостохранилищам, наиболее точно соответствует миграционная схема "неупорядоченная макродисперсия". Результаты решения прямых эпигнозных задач хорошо согласуются с режимными наблюдениями, что доказывает адекватность модели. Предложенные математические модели изменений гидрогеологических условий, происходящих на конкретных территориях интенсивного антропогенного воздействия, аналогов не имеют. Математические модели изменения гидрогеологических условий территорий, прилегающих к локальным источникам загрязнения подземных вод, - важная и обязательная составляющая современного гидрогеологического мониторинга.

Экологическая ситуация в Криворожском железорудном бассейне формируется под влиянием комплекса техногенных факторов и имеет тенденцию к ухудшению и развитию негативных геоэкологических процессов. Определены параметры массопереноса и составлен долгосрочный гидрогеологический прогноз с целью обоснования комплекса природоохранных мероприятий.

Проаналізовано причини підтоплення гірничодобувної частини Західного Донбасу - пойми річки Самари. Запропоновано й обгрунтовано розрахунками природоохоронні заходи, в тому числі горизонтальний і вертикальний дренажі.

Зазначено, що ставки-нагромаджувачі високомінералізованих скидних шахтних вод збудовані без прогнозної оцінки їх впливу на екологічну ситуацію регіону в грунтах з високими фільтраційними властивостями без екранізації ден. Режимні спостереження фіксують зростаюче у часі забруднення водоносних горизонтів. Зіставлено хімічний склад води в ставках і підземних водах на прилеглих територіях. Зроблено висновки про несуттєві самоочищувальні властивості водоносних горизонтів шляхом сорбції макрокомпонентів вмісними породами. Винятком є ставок "Свідовок" з експериментальним варіантом колоїдно-сольового екрану, який має високі сорбційні властивості. Тривалість дії такого екрану 5 років.

Розглянуто ставок Свідовок як локальне джерело забруднення підземних вод, що акумулює скидні мінералізовані води чотирьох шахт. Для запобігання фільтраційним витратам збудовано колоїдно-сольовий екран. На підставі аналізу результатів теоретичних і натурних досліджень доведено його неефективність з причин високої мінералізації та несприятливого хімічного складу шахтних вод. Але екран є ідеальним фільтром. Протягом 5 років біля ставка спостерігався підйом рівня підземних вод без збільшення їх мінералізації, і якщо періодично поновлювати екран, то можна запобігти забрудненню водоносних горизонтів. Без захисних заходів, згідно з прогнозними розрахунками, довжина зони забруднення в 2015 р. становитиме 800 м. Зазначено, що необхідно акумулювати високо- та слабомінералізовані скиди у різних ставках. Слабомінералізовані шахтні води придатні для зрошення. Питома вага високомінералізованих вод у загальному скиді невелика, тому економічні затрати на їх опріснення можна порівняти з екологічним ефектом.

На примере Западного Донбасса охарактеризованы и проанализированы основные факторы техногенного загрязнения подземных вод. Предложен научно-обоснованный комплекс природоохранных мероприятий, полностью исключающий загрязнение водоносных горизонтов.

Выполнены гидрогеологические расчеты, обоснован комплекс природоохранных мероприятий гидрогеологической направленности при плановом закрытии нерентабельных угольных шахт в Западном Донбассе. Проанализированы три гидродинамические схемы, соответствующие гидрогеологическим условиям эксплуатации восточной, центральной и западной группы шахт. Предложены дополнительные мероприятия по охране подземных вод от загрязнения и препятствующие подтоплению нарушенных земель.

В соответствии с прогнозом на 5, 10, 20 лет в установившемся режиме наиболее приемлемый солевой профиль рекультивированного шахтного отвала с систематическим орошением формируется при минерализации воды 1,6 г/дм<^>3. Благоприятные эколого-мелиоративные условия орошаемых рекультивированных отвалов можно обеспечить работой горизонтального дренажа.