Анотація до роботи:

Сляднєв В. О. Оцінка впливу уразливості підземних вод на екологічну безпеку Центрального Донбасу в умовах закриття вугільних шахт. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук за спеціальністю 21.06.01 – екологічна безпека. – Інститут геохімії навколишнього середовища НАН і МНС України, Київ, 2006.

Метою роботи є оцінка УПВ як основного чинника екологічної безпеки ГС в умовах масового закриття вугільних шахт і принципових змін механізмів підземного водообміну під впливом регіонального порушення водотривів, параметрів поверхневого стоку, геохімічних показників ландшафтів. Об’єктом дослідження є ГС зон впливу вугільних шахт, що закриваються на території вуглепромислових районів Центрального Донбасу. Предмет дослідження – сучасні гідрогеодинамічні процеси, що відбуваються на території вуглепромислових районів Центрального Донбасу та обумовлюють рівень екологічної безпеки регіону.

Запропоновано концептуальні положення УПВ, сформульовано основні понятійні визначення проблеми. Подано загальну структуру картографічної моделі оцінки та прогнозування УПВ з використанням ГІС-технологій, що має здатність відобразити зміни екологічної безпеки підземної гідросфери в процесі масового закриття вугільних шахт.

Оцінено основні природні і техногенні фактори збільшення УПВ в умовах масового закриття вугільних шахт. Доведено, що зменшення водовідливу і скорочення площ депресій рівнів підземних вод збільшує невпорядкованість ГС і підвищує його ентропію в зоні стохастично організованих геофільтраційних шахтних систем, що істотно впливає на зростання УПВ.

Розглянуто питання використання ГІС-технологій і створених на їх основі баз даних для оцінки УПВ в умовах впливу масового закриття шахт. Запропоновано методологію оцінки уразливості як функції зв’язку природної захищеності підземних вод та техногенного навантаження на ГС в умовах автореабілітаційного підйому рівнів підземних вод через закриття численних вугільних шахт.

Запропоновано напрями удосконалення системи моніторингу ГС як ефективного засобу управління екологічною безпекою територій ВПР при закритті вугільних шахт.

1. У дисертації наведено методологію оцінки рівня і виду техногенного навантаження на підземні води. Встановлено основні природні і техногенні чинники, що характеризують рівень УПВ як показника екологічної безпеки під час експлуатації та закриття вугільних шахт. Вперше розроблено концепцію і картографічну модель регіональної оцінки та прогнозування УПВ з використанням ГІС-технологій на прикладі Донецько-Макіївського та Центрального ВПР в умовах експлуатації та закриття вугільних шахт. Визначено методологічні принципи та запропоновано напрями вдосконалення системи моніторингу ГС в умовах закриття шахт.

2. Техногенне навантаження на ГС Донецько-Макіївського та Центрального ВПР визначається екзогенною та ендогенною складовими впливу на стан підземних вод. Екзогенна складова має локальний характер і зумовлена надходженням забруднення з накопичувачів переважно шахтних, а також промислових стічних вод, накопичувачів твердих відходів вуглевидобування (териконів), ландшафтів, які забруднені повітряними викидами промислових підприємств та шкідливими залишками агрохімічних заходів. Дія ендогенної складової під час закриття шахт характеризується регіональним комплексним впливом на рівневий та якісний стан підземних вод і обумовлена надходженням вод високої мінералізації глибоких горизонтів у ЗАВ.

Закриття вугільних шахт призвело до суттєвої зміни в межах ВПР більш-менш врівноважених природно-техногенних умов, які сформувалися внаслідок впливу на ГС розробки вугільних родовищ. Тобто почали формуватись нові еколого-геологічні умови, що зумовлюють суттєвий негативний вплив на ГС.

Стійке додаткове погіршення еколого-гідрогеологічних умов та зростання екологічної небезпеки буде проявлятися у міру збільшення кількості закритих шахт, насамперед методом "мокрої" консервації, яка супроводжується накопиченням у гірничих виробках і зонах техногенної тріщинуватості великих обсягів високомінералізованих вод, що значно підвищує УПВ від дії внутрішнього чинника.

3. Під час експлуатації вугільних шахт УПВ визначається дією природних і екзогенних техногенних чинників, вплив яких проявляється у кардинальній зміні хімічного складу підземних вод з сульфатно-гідрокарбонатного кальцієвого на гідрокарбонатно-сульфатний натрієвий і підвищенні мінералізації з 0,6-1,0 до 3,0-5,0 г/дм³.

Відзначені регіональні зміни хімічного складу і мінералізації підземних вод дають можливість оцінити основний напрям перебудови еколого-гідрогеологічних умов під впливом техногенних факторів.

4. Через закриття вугільних шахт відбувається автореабілітаційний (за сталими природними механізмами) регіональний підйом рівнів підземних вод до природно-історичних абсолютних відміток у межах водоформуючих систем “вододіл – річкова мережа”, що зумовлює зростання УПВ, яка визначається погіршенням якості підземних вод та інженерно-геологічних умов освоєних територій.

Автореабілітаційний підйом рівнів підземних вод проявляє себе як головне порушення водно-балансової рівноваги в системі "вода – породний масив" і провідний регіональний ендогенний чинник, що зумовлює зростання УПВ і призводить до широкого комплексу змін структури гідрогеофільтраційних потоків, якості підземних вод та ін.

Додатковим негативним проявом автореабілітаційного підйому рівнів підземних вод є підтоплення, яке зумовлює зниження міцності ґрунтів у підвалинах будинків і споруд, осідання ґрунтів з подальшими деформаціями будівельних конструкцій.

5. Методологія удосконалення моніторингу ГС при закритті шахт забезпечується системним використанням принципів цілеспрямованості та оптимізації проведення спостережень. Основні напрями удосконалення системи моніторингу ГС у Донецько-Макіївському і Центральному ВПР такі: моніторинг еколого-геохімічного стану техногенних і природних ландшафтів; моніторинг режиму рівнів і хімічного складу підземних вод; моніторинг небезпечних екзогенних геологічних процесів; моніторинг стану газогеохімічних полів; моніторинг геодинамічного стану породного масиву.

Принцип цілеспрямованості спостережень орієнтований на одержання розрахункових параметрів, що визначають характер зміни УПВ. Принцип оптимізації визначається необхідністю інтерпретації матеріалів спостережень з урахуванням особливостей часових змін параметрів.

Результати моніторингу ГС використовуються для оцінки і прогнозу УПВ під час закриття шахт в умовах автореабілітаційного підйому рівнів підземних вод. Оцінка УПВ в умовах закриття й експлуатації шахт є одним з напрямів вивчення еколого-геологічного стану техногенно навантажених регіонів і може бути рекомендована як один з методів картографічного прогнозування змін еколого-гідрогеологічних умов під час закриття шахт.

Впровадження оцінок УПВ дозволить визначити економічно збалансовані підходи до вибору найбільш екологічно безпечних схем реструктуризації шахтного фонду, підвищити соціально-екологічну ефективність природоохоронних заходів, а також виділити території, довгостроковий захист яких є недоцільним.

Публікації автора:

1. Гошовський С. В., Яковлєв Є. О., Сляднєв В. О., Беседа М. І., Яковенко П. І., Бент О. Й. Реструктуризація вугільної галузі та проблеми екології у Донбасі // Мінер. ресурси України. – 1997. – № 4. – С. 18-20. (Автором визначено основні екологічні проблеми, що виникають під час закриття шахт, та розраховано техногенне навантаження на ГС).

2. Беседа Н. И., Сляднев В. А., Яковлев Е. А., Яковенко П. И., Бент О. И. Проблемы экологии в Донбассе в связи с реструктуризацией угольной промышленности // Уголь Украины. – 1997. – № 6. – С. 11-13. (Автором виконано оцінку змін ГС під впливом закриття шахт).

3. Бент О. И., Беседа Н. И., Сляднев В. А., Яковлев Е. А. Задачи организации специальных режимных наблюдений в связи с реструктуризацией угольной промышленности // Уголь Украины. – 1997. – № 8. – С. 34-35. (Автором охарактеризовано основні задачі режимних спостережень при закритті шахт і запропоновано шляхи для удосконалення режимної мережі).

4. Яковлев Є. О., Беседа М. І., Бент О. Й., Сляднєв В. О. Екологічна політика у техногенно напружених регіонах України // Мінер. ресурси України. – 1997. – № 3. – С. 29-31. (Автором виконано розрахунки техногенного навантаження на ГС та запропоновано заходи для покращення екологічної ситуації).

5. Беседа Н. И., Бент О. И., Сляднев В. А., Яковлев Е. А. Об эффективном использовании шахтных пространств // Уголь Украины. – 1999. – № 2. – С. 46-48. (Автором запропоновано методи ефективного використання шахтного простору для вирішення еколого-гідрогеологічних проблем).

6. Сляднев В. А. Факторы влияния массового закрытия шахт на эколого-геологическое состояние Донбасса // Уголь Украины. – 2001. – № 7. – С. 18-20.

7. Яковлев Е. А., Сляднев В. А., Юркова Н. А. Потенциальные гидрогеологические факторы повышения риска взрывоопасности на шахтах // Уголь Украины. – 2001. – № 11-12. – С. 59-60. (Автором виконано розрахунки підвищення ризику вибухонебезпечності при закритті шахт).

8. Яковлев Е. А., Сляднев В. А., Юркова Н. А. Шахтные воды – эколого-гидрогеологический фактор горнопромышленных регионов // Уголь Украины. – 2001. – № 6. – С. 18-20. (Автором визначено основні фактори формування шахтних вод та їх вплив на стан ГС при закритті шахт).

9. Яковлєв Е. А., Лущик А. В., Сляднев В. А. Новые факторы увеличения инженерно-сейсмогеологического риска при крупномасштабном закрытии шахт // Уголь Украины. – 2002. – № 2-3. – С. 28-29. (Автором визначено основні гідрогеологічні чинники для оцінки інженерно-сейсмологічного ризику при закритті шахт).

10. Сляднев В. А. Оценка уязвимости подземных вод углепромышленных районов Донбасса // Уголь Украины. – 2002. – № 11. – С. 38-41.

11. Яковлев Е. А., Сляднев В. А., Юркова Н. А. Региональная оценка влияния природных и техногенных факторов на качество подземных вод // Уголь Украины. – 2003. – № 7. – С. 39-41. (Автором визначено й охарактеризовано основні природні і техногенні фактори, що впливають на якість підземних вод).

12. Яковлев Е. А., Сляднев В. А., Юркова Н. А. Мониторинг геологической среды в период снятия шахт с эксплуатации // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. – 2003. – № 3. – С. 62-66. (Автором запропоновано напрями удосконалення моніторингу ГС в умовах закриття вугільних шахт).

13. Яковлев Е. А., Сляднев В. А., Юркова Н. А. Влияние закрытия шахт на активизацию процессов подтопления и усложнение эколого-геологического состояния территории // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. – 2003. – № 6. – С. 42-44. (Автором розроблено методику регіонального прогнозування активізації підтоплення в умовах закриття шахт).

14. Юркова Н. А., Сляднев В. А., Яковлев Е. А. Региональный прогноз влияния закрытия шахт на изменение качества подземных вод // Уголь Украины. – 2003. – № 12. – С. 28-30. (Автором запропоновано методику і виконано картографічні розрахунки впливу закриття шахт на якість підземних вод).

15. Сляднев В. А. Ухудшение экологического состояния геологической среды Донбасса в связи с закрытием шахт // Геол. журн. – 2003. – № 4. – С. 90-95.

16. Сляднев В. А. Методологический подход к эколого-экономической оценке влияния закрытия шахт на подземные воды // Уголь Украины. – 2004. – № 7. – С. 39-41.

17. Яковлев Е. А., Сляднев В. А., Юркова Н. А. Оценка эколого-геологического риска затопления зоны подземного ядерного взрыва шахты Юнком (объект "Кливаж") // Уголь Украины. – 2005. – № 4. – С. 40-43. (Автором запропоновано заходи щодо підвищення екологічної безпеки підземних вод при закритті шахт у зоні підземного ядерного вибуху).

18. Яковлев Е. А., Сляднев В. А., Юркова Н. А. Влияние закрытия шахт на формирование качества подземных вод // Зб. наук. пр. Ін-ту геол. наук НАН України. – К., 2005. – С. 299-303. (Автором виконано прогнозування змін якості підземних вод під впливом закриття шахт).