Моніторинг гідрогеодинамічної складової геологічного середовища урбанізованих територій (на основі ГІС)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Київський національний університет імені Тараса Шевченка

УДК 556.3:550.8.013:004.9

04.00.05 - Геологічна інформатика

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора геологічних наук

Моніторинг гідрогеодинамічної складової геологічного середовища урбанізованих територій (на основі ГІС)

Кошляков Олексій Євгенович

Київ - 2011

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Київському національному університеті імені Тараса Шевченка.

Науковий консультант: доктор геологічних наук, професор Вижва Сергій Андрійович, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, декан геологічного факультету.

Офіційні опоненти:

- академік НАН України, доктор геолого-мінералогічних наук, професор Шестопалов В'ячеслав Михайлович, Президія НАН України, академік-секретар Відділення наук про Землю;

- член-кореспондент НАН України, доктор геологічних наук, старший науковий співробітник Пономаренко Олександр Миколайович, Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України, директор;

- доктор геолого-мінералогічних наук, професор Черкез Євген Анатолійович, Одеський національний університет ім. І.І. Мечникова, декан геолого-географічного факультету.

Захист відбудеться 26 травня 2011 р. о 9 год. 30 хв. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.42 Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 90, ауд. 104.

З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 01033, м. Київ, вул. Володимирська, 58.

Автореферат розісланий "19" квітня 2011 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Д 26.001.42 кандидат геологічних наук, доцент І.В. Віршило.

Анотація

Кошляков О.Є. Моніторинг гідрогеодинамічної складової геологічного середовища урбанізованих територій (на основі ГІС). - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора геологічних наук за спеціальністю 04.00.05 - Геологічна інформатика. - Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2011.

Дисертацію присвячено розробці методології моніторингу гідрогеодинамічної складової геологічного середовища урбанізованих територій з метою оцінки її стану на основі геоінформаційного підходу. Зроблена оцінка сучасного стану застосування геоінформаційного підходу при вирішенні гідрогеологічних завдань, який передбачає використання геоінформаційних систем при збиранні, обробці і збереженні інформації для створення гідрогеологічних математичних моделей та просторового аналізу в ГІС. Розглянуто і проаналізовано існуючу методологію моніторингу підземних вод у загальній системі моніторингу навколишнього природного середовища. На базі геоінформаційного піходу розроблені нова методологія моніторингу гідрогеодинамічної складової геологічного середовища та методичні основи використання геоінформаційних систем для математичного моделювання потоків ґрунтових вод урбанізованих територій. Ефективність запропонованої методології доведена на прикладах типових ділянок території м. Києва, вона вперше застосована при проектуванні будівництва інженерних споруд. Одержані результати мають значення для підвищення об'єктивності оцінки гідрогеодинамічної складової геологічного середовища, створення баз геологічної інформації урбанізованих територій на основі ГІС, побудови математичних моделей потоків ґрунтових вод та організації систем моніторингу геологічного середовища урбанізованих територій, створення прогнозних математичних моделей геофільтрації для території м. Києва.

Ключові слова: моніторинг, гідрогеодинамічна складова, геологічне середовище, геоінформаційна система, математичне моделювання геофільтрації, ґрунтові води, м. Київ.

Аннотация

Кошляков А.Е. Мониторинг гидрогеодинамической составляющей геологической среды урбанизированных территорий (на основе ГИС). - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора геологических наук по специальности 04.00.05 - Геологическая информатика. - Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, Киев, 2011.

Диссертация посвящена разработке методологии мониторинга гидрогеодинамической составляющей геологической среды урбанизированных территорий с целью оценки ее состояния на основе геоинформационного подхода. Выполнена оценка современного состояния применения геоинформационного подхода при решении гидрогеологических задач, который предусматривает использование геоинформационных систем при сборе, обработке и хранении информации для создания гидрогеологических математических моделей и пространственного анализа в ГИС. Рассмотрена и проанализирована существующая методология мониторинга подземных вод в общей системе мониторинга окружающей природной среды. На базе геоинформационного подхода разработаны новая методология мониторинга гидрогеодинамической составляющей геологической среды и методические основы использования геоинформационных систем для математического моделирования потоков грунтовых вод урбанизированных территорий. Разработанная методология мониторинга основывается на рассмотрении поля (поверхности) гидродинамического напора как математико-статистической модели. Она предусматривает искусственную генерацию больших выборок значений гидродинамического напора путем моделирования в ГИС, построение на основе этих выборок представительных гистограмм (кривых) распределения и сравнения их между собой. Показано, что для получения наиболее достоверных поверхностей гидродинамического напора грунтовых вод на урбанизированных территориях по дискретной сети точек наблюдений необходимо использовать детерминированное математическое моделирование геофильтрации.

Применение геоинформационных систем при моделировании геофильтрации предусматривает создание и поддержку геоинформационной базы данных как фактографической основы математических моделей геофильтрации; использование при наполнении, поддержке геобази и создании входной геофильтрационной схемы всей имеющейся информации, которая получена преимущественно в результате инженерно-геологических изысканий; сохранение результатов геофильтрационной схематизации и моделирования в виде слоев геобазы для усовершенствования существующих и создания новых моделей геофильтрации, а также для пространственного анализа и моделирования в ГИС. Разработана структура геобазы данных геолого-гидрогеологической информации для оценки гидрогеодинамической составляющей геологической среды урбанизированных территорий, которая реализована на примере г. Киева.

Гидрогеологическую фактографическую основу геобазы составляют точечные данные определения уровня грунтовых вод по имеющимся инженерно-геологическим буровым скважинам. Эффективность предложенной методологии продемонстрирована на примерах типичных участков территории г. Киева, она впервые применена при проектировании с целью строительства инженерных сооружений.

Полученные результаты имеют значение для повышения объективности оценки гидрогеодинамической составляющей геологической среды, создания баз геологической информации урбанизированных территорий на основе ГИС, построения математических моделей потоков грунтовых вод и организации систем мониторинга геологической среды урбанизированных территорий, создания прогнозных математических моделей геофильтрации для территории г. Киева.

Ключевые слова: мониторинг, гидрогеодинамическая составляющая, геологическая среда, геоинформационная система, математическое моделирование геофильтрации, грунтовые воды, г. Киев.

Summary

Koshliakov O.E. Geological environment hydrogeodynamic component monitoring for urban territories (on a GIS basis). - Manuscript.

The thesis for a Doctor's degree in geological sciences in specialty 04.00.05 - Geological information science. - Taras Shevchenko National University of Kyiv, Kyiv, 2011.

The doctoral thesis is devoted to methodology development of geological environment hydrogeodynamic component monitoring for urban territories with the purpose of estimation its state on the geoinformation approach basis. The estimation of geoinformation approach application modern state, when solving hydrogeological problems which makes provision for using of geoinformation systems during collecting, processing and conservation of information with the object of creating of hydrogeological mathematical models and spatial analysis in GIS, was made.

Present underground water monitoring methodology in total environment monitoring system was examinated and analyzed. New geological environment hydrogeodynamic component monitoring methodology and methodical fundamentals of geoinformation systems using for subsoil waters streams mathematical modeling for urban territories was established on the basis of geoinformation approach.

Effectiveness of methodology proposed was proved by the examples of typical zones of Kyiv territory. It was applicated at the first time as element of designing with the purpose of engineering buildings construction. Obtained results are of practical importance for increasing of geological environment hydrogeodynamic component estimation objectivity, for creating of geological information databases for urban territories on the GIS basis, for constructing of subsoil waters streams mathematical models and for organizing of geological environment monitoring systems for urban territiries, for creating of geofiltration prediction mathematical models for Kyiv territory.

Key words: monitoring, hydrogeodynamic component, geological environment, geoinformation system, geofiltration mathematical modeling, subsoil waters, Kyiv.

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Підземні води є найбільш динамічним і вразливим компонентом геологічного середовища, який у масштабі реального часу реагує на зміни природних і природно-антропогенних факторів та обумовлює виникнення і активізацію небезпечних екзогенних процесів (зсувів, підтоплення та ін.). Вхідну інформацію для цільового вивчення підземних вод отримують при виконанні спеціальних досліджень, зокрема моніторингових.

Моніторинг підземних вод базується на системі режимних спостережень і спрямований на оцінку та прогнозування змін, які відбуваються у водоносних горизонтах і комплексах. Він є основою моніторингу геологічного середовища, складовою частиною моніторингу водного середовища та одним із напрямів екологічного моніторингу в цілому.

При розгляді системи моніторингу підземних вод виділяють три основні складові: гідрогеодинамічну, гідрогеохімічну та гідрогеотермічну, але визначальною є саме гідрогеодинамічна.

У межах урбанізованих територій підземні води, передусім ґрунтові, значною мірою визначають екологічний стан навколишнього середовища в цілому. Характерним прикладом є м. Київ. Територія міста є різнорідною за геоморфологічною, геологічною та гідрогеологічною будовою, тут діють майже всі типові антропогенні фактори впливу на геологічне середовище, а відчутний антропогенний вплив спостерігається вже близько трьох століть. Тому вивчення і прогнозування гідрогеодинамічної складової геологічного середовища є актуальним для оцінки екологічного стану м. Києва та інших урбанізованих територій.

Існуючі методи вивчення гідрогеодинамічної складової базуються на врахуванні переважно детермінованих характеристик потоків підземних вод. На урбанізованих територіях ситуація суттєво ускладнюється проявом антропогенних чинників, які впливають на умови живлення, руху та розвантаження підземних потоків. До таких чинників відносяться, зокрема, втрати з водонесучих комунікацій, перепланування рельєфу земної поверхні, каналізування малих річок та струмків, поливання зелених насаджень, неконтрольований водовідбір, створення фундаментів на палях, будівництво підземних споруд та комунікацій. Вплив антропогенних чинників зазвичай має невпорядкований характер, а отримання необхідної і достатньої кількісної інформації про них потребує значних витрат.

У той самий час урбанізовані території характеризуються наявністю великого обсягу різнорідної в просторі й часі інформації про геолого-гідрогеологічні умови верхньої частини геологічного розрізу, кількість якої зростає в результаті інтенсифікації проектування та будівництва.

Все це разом істотно ускладнює вивчення і оцінку гідрогеодинамічних умов на урбанізованих територіях, що вимагає відповідного вдосконалення і оновлення методології наукових досліджень і еколого-геологічного прогнозування. Новим сучасним напрямком таких досліджень є використання геоінформаційних систем (ГІС) для створення детермінованих та ймовірнісних моделей геологічних і фізичних полів з метою вирішення завдань оцінки стану гідрогеодинамічної складової геологічного середовища.

Зв'язок роботи з науковими програмами і планами НДР. Дисертаційну роботу виконано в Київському національному університеті імені Тараса Шевченка. Вона безпосередньо пов'язана з виконанням планів фундаментальних та прикладних наукових досліджень Київського національного університету імені Тараса Шевченка за програмою "Надра". Більшість результатів отримано при виконанні науково-дослідних тем: "Розробка новітніх технологій гідрогеологічних та інженерно-геологічних досліджень при вирішенні завдань раціонального використання корисних копалин" (№ держреєстрації 0101U002767); "Розробка новітніх технологій петролого-геохімічного, петрофізичного, структурно-тектонічного, біостратиграфічного моделювання еволюції геологічних формацій з метою оцінки перспектив їх рудоносності та гідрогеологічних і інженерно-геологічних досліджень при вирішенні завдань раціонального використання корисних копалин" (№ держреєстрації 0104U006957); "Розробка теорії та методології комплексної інтерпретації геофізичних, гідрогеологічних та інженерно-геологічних даних моніторингу геологічного середовища" (№ держреєстрації 0106U005855); "Створення макету геоінформаційної системи для забезпечення моніторингу геологічного середовища території Київської агломерації" (№ держреєстрації 0105U001528).

Удосконалення, впровадження та практична реалізація виконаних автором розробок здійснювались у межах госпдоговірних робіт з ЗАТ "Київпроект", ЗАТ Інститут "ГІПРОЦИВІЛЬПРОМБУД", ЗАТ "Геологічний інститут Київського університету" та іншими установами.

Метою роботи є розробка методології моніторингу гідрогеодинамічної складової геологічного середовища урбанізованих територій для оцінки її стану на основі геоінформаційного підходу.

Основні завдання досліджень. Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні завдання:

1. Провести аналіз наявних методологічних підходів до створення систем моніторингу гідрогеодинамічної складової геологічного середовища та геоінформаційних технологій, що використовуються при вирішенні гідрогеологічних завдань.

2. На основі геоінформаційного підходу розробити методологію моніторингу гідрогеодинамічної складової геологічного середовища, яка передбачає оцінку її змін для визначення екологічного стану геологічного середовища.

3. Розробити структуру, принципи наповнення та підтримки геобази геолого-гідрогеологічної інформації для моніторингу гідрогеодинамічної складової геологічного середовища урбанізованих територій.

4. Удосконалити методику використання геобази геолого-гідрогеологічної інформації у математичному моделюванні фільтрації ґрунтових вод урбанізованих територій.

5. Провести апробацію розробленої методології на прикладі окремих ділянок території м. Києва.

Об'єктом наукового дослідження є гідрогеодинамічна складова системи ґрунтових вод, природний стан якої суттєво порушений внаслідок антропогенного впливу.

Предметом наукового дослідження є поля гідродинамічних напорів ґрунтових вод урбанізованих територій під впливом антропогенних чинників.

В дисертаційній роботі використані наступні методи досліджень:

1) просторовий аналіз і моделювання в геоінформаційних системах;

2) розв'язання диференціальних рівнянь геофільтрації методом скінченних різниць;

3) математико-картографічне моделювання полів гідродинамічних напорів ґрунтових вод;

4) математико-статистичні методи аналізу та оцінки розподілу гідродинамічних напорів ґрунтових вод.

Наукова новизна отриманих результатів досліджень полягає в розробленні на базі геоінформаційного підходу наукових та методологічних основ моніторингу гідрогеодинамічної складової геологічного середовища урбанізованих територій. Зокрема:

1. Вперше з позицій геоінформаційного підходу розглянуто і проаналізовано існуючу методологію моніторингу підземних вод у загальній системі моніторингу навколишнього природного середовища.

2. На базі геоінформаційного піходу розроблена нова методологія моніторингу гідрогеодинамічної складової геологічного середовища урбанізованих територій.

3. Розроблено методичні основи використання геоінформаційних систем для математичного моделювання потоків ґрунтових вод урбанізованих територій.

4. Доведено ефективність використання запропонованої методології оцінки гідрогеодинамічної складової геологічного середовища у математичному моделюванні потоків ґрунтових вод урбанізованих територій на прикладах трьох типових ділянок території м. Києва (частина Лівобережжя, долина р. Либідь, район Києво-Печерської Лаври).

5. Запропоновану методологію оцінки гідрогеодинамічної складової геологічного середовища урбанізованих територій вперше застосовано при проектуванні будівництва інженерних споруд в районі Голосіївської площі та по вул. Вишгородській в м. Києві.

Практичне значення і впровадження одержаних результатів. Одержані автором наукові результати мають значення для:

1) підвищення об'єктивності оцінки гідрогеодинамічної складової геологічного середовища;

2) створення баз геологічної інформації урбанізованих територій на основі ГІС;

3) побудови детермінованих і статистичних математичних моделей потоків ґрунтових вод та організації систем моніторингу геологічного середовища урбанізованих територій;

4) створення прогнозних геофільтраціних математичних моделей потоків підземних вод території м. Києва.

Результати використовуються автором і співробітниками кафедри гідрогеології та інженерної геології при виконанні науково-дослідних робіт та викладанні нормативних і спеціальних навчальних дисциплін студентам геологічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка, увійшли в підручники та навчальний посібник, що отримали гриф Міністерства освіти і науки України. Практичні результати роботи використані виробничими організаціями (ЗАТ "Київпроект", Інститут "ГІПРОЦИВІЛЬПРОМБУД", ВАТ "Метробуд" та ін.) при проектуванні будівництва на території м. Києва.

Особистий внесок здобувача. Основні теоретичні та практичні результати, які винесено на захист, отримані автором особисто [1, 2, 4, 9, 19, 21, 22, 23, 24, 30, 53]. Крім того, у співавторстві автор брав участь: у постановці завдання, обробці та аналізі результатів, підготовці висновків [3, 8]; у постановці завдання, одержанні, аналізі та узагальненні отриманих даних, підготовці висновків [6, 7, 12, 14, 18]; у постановці завдання, розробці алгоритмів та аналізі результатів [16, 17]; у постановці завдання, зборі й аналізі матеріалів, підготовці висновків [5, 10, 11, 13, 15, 20].

Апробація результатів дисертації. Результати роботи доповідались на наступних наукових та науково-практичних конференціях:

· Наукові конференції професорсько-викладацького складу геологічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка (Київ, 1999, 2000, 2002);

· Міжнародна конференція "Гидрогеология на рубеже веков" (РФ, Новочеркаськ, 2001);

· ІІІ-ІХ Міжнародні наукові конференції "Моніторинг небезпечних геологічних процесів та екологічного стану середовища" (Київ, 2002-2005, 2007, 2009);

· Наукова конференція "Актуальні проблеми геології України" (Київ, 2002);

· Міжнародна науково-практична конференція "Регіон-2004: стратегія оптимального розвитку" (Харків, 2004);

· ІІІ Міжнародна науково-практична конференція "Проблеми природокористування, сталого розвитку та техногенної безпеки регіонів" (Дніпропетровськ, 2005);

· Міжнародна міжвідомча науково-методична конференція, присвячена 100-річчу з дня народження академіка В.Г.Бондарчука "Енергетика Землі, її геолого-екологічні прояви, науково-практичне використання" (Київ, 2005);

· Науково-практична конференція "Підтоплення-2006" (Слов'янськ, 2006);

· Всеукраїнська наукова конференція "Моніторинг небезпечних геологічних процесів та екологічного стану середовища" (Київ, 2006);

· І Всеукраїнський з'їзд екологів (Вінниця, 2006);

· IV Міжнародний водний форум "Аква - Україна 2006" (Київ, 2006);

· Науково-практична конференція "Моніторинг навколишнього середовища: науково-методичне, нормативне, технічне, програмне забезпечення" (Коктебель, 2006);

· Міжнародна конференція "Управление водно-ресурсными системами в экстремальных условиях" (РФ, Москва, 2008);

· VII, VIII та ІХ Міжнародні конференції "Геоінформатика: теоретичні та прикладні аспекти" (Київ, 2008, 2009, 2010).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 54 наукові роботи, серед них два підручники та навчальний посібник, 24 статті у фахових наукових журналах та збірниках наукових праць, що входять до переліку ВАК України.

Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота містить 300 сторінок. Вона складається із вступу, п'яти розділів та висновків. Список використаних джерел налічує 304 найменування.

Роботу виконано на кафедрі гідрогеології та інженерної геології Київського національного університету імені Тараса Шевченка.

Автор висловлює щиру подяку науковому консультанту доктору геологічних наук, професору С.А. Вижві за цінні зауваження при узагальненні отриманих результатів. Автор вдячний асистенту В.І. Мокієнку, провідному інженеру І.Є. Кошляковій, асистенту О.В. Диняк за допомогу в зборі вхідних даних та математичному моделюванні. Особливу подяку автор висловлює директору Центру гідрогеологічних та інженерно-геологічних досліджень ПДРГП "Північгеологія" О.П. Нікіташу за люб'язно надані матеріали з гідрогеологічного моніторингу території м. Києва. Автор вдячний також доктору геолого-мінералогічних наук, професору М.І. Дробноходу, доктору геологічних наук, професору М.Н. Жукову, доктору геологічних наук, професору О.М. Карпенку, доктору геолого-мінералогічних наук, професору М.М. Коржневу, доктору геолого-мінералогічних наук, професору В.М. Курганському за цінні зауваження в процесі підготовки та оформлення роботи.

2. Основний зміст

У вступі обґрунтовано актуальність теми роботи, зв'язок дослідження з науковими тематиками, програмами, планами. Сформульовано мету роботи та завдання, які необхідно вирішити в ході її виконання, викладена наукова новизна отриманих результатів та їх практичне значення, наведені загальна характеристика роботи та дані про її апробацію.

У першому розділі проаналізовано існуючі методологічні підходи до вивчення гідрогеодинамічної складової геологічного середовища і створення систем моніторингу з метою оцінки екологічного стану природних та природно-антропогенних систем.

Питання вивчення підземних вод з метою вирішення завдань екологічного спрямування розглянуті в роботах Є.Л. Мінкіна [1972]; В.Є. Анпілова [1976]; Ф.М. Бочевера, М.М. Лапшина, А.Є. Орадовської [1979]; М.І. Плотнікова, С. Краєвського [1983]; В.М.Гольдберга, С. Гадзи [1984]; І.К. Гавіч [1985]; Л. Лукнера, В.М. Шестакова [1986]; Ю.О. Зєєргофера, А.Н. Клюквіна, І.С. Пашковського, А.А. Рошаля [1990]; В.С. Ковалевського [1994]; В.А. Мироненко, В.Г. Руминіна [1998]; І.С. Зекцера [2001]; А.П. Хаустова [2006]; А.П. Бєлоусової, І.К. Гавіч, А.Б. Лисенкова, Є.В.Попова [2007] та ін.

Умовно можна виділити два підходи до вивчення гідрогеодинамічної складової геологічного середовища: детермінований та математико-статистичний.

Детермінований підхід базується на розв'язанні диференціальних рівнянь геофільтрації для розрахунку гідродинамічного напору та витрат потоку підземних вод. Його основи закладені Г. Дарсі, Ж. Дюпюї, Ф. Форхгеймером, М.Є. Жуковським та ін. у середині ХІХ століття [І.Є. Жернов, 1982]. Спочатку для розв'язання рівнянь, які відповідали достатньо спрощеним теоретичним схемам руху підземних вод, використовувались аналітичні методи. З середини ХХ століття широкого поширення набули чисельні методи розв'язання диференціальних рівнянь фільтрації [І.К. Гавіч, 1980; А.Є. Бабинець, А.Б. Ситніков, М.С. Огняник, В.М. Шестопалов та ін., 1980].

У 90-ті роки ХХ століття було сформульовано поняття постійно діючої гідрогеологічної математичної детермінованої моделі та обґрунтовано перспективність її застосування [М.С. Огняник, 1991, 1992]. Функціонування постійно діючої моделі передбачає безперервність схематизації за рахунок додаткових польових досліджень і вдосконалення методики їх інтерпретації.

Такий підхід передбачає наявність інформації про геофільтраційні параметри геологічного середовища та умови на межах потоку підземних вод, яка отримується в результаті спеціальних гідрогеологічних, зокрема, дослідно-фільтраційних, та гідрологічних досліджень.

Математико-статистичний підхід базується на використанні фактичних даних спостережень за елементами режиму підземних вод, зокрема за гідродинамічним напором [М.Е. Альтовский, А.А. Коноплянцев, 1954; Э.А. Зальцберг, 1976; А.А. Коноплянцев, С.М. Семенов, 1979; С.А. Рубан, 2002; С.А. Рубан, 2006]. Підхід передбачає виявлення кількісних закономірностей в зміні гідродинамічного напору за період режимних спостережень, які потім екстраполюються за межі цього періоду, або встановлення кореляційних зв'язків між змінами гідродинамічного напору і факторами, що його формують.

У 80-х роках минулого століття розпочато оптимізацію організації і проведення спостережень за елементами режиму підземних вод на основі загальної концепції екологічного моніторингу [Ю.А. Израель, 1984]. Проте діюча на даний час система гідрогеологічних спостережень в методологічному і методичному аспектах майже не відрізняється від традиційної режимно-балансової. Рідка мережа наявних точок спостережень суттєво обмежує її ефективність, а концепція системи моніторингу підземних вод знаходиться в стадії розробки. Вона виходить з того, що ядром інформаційної побудови системи має бути постійно діюча математична гідрогеологічна модель [В.А. Корольов, В.Т. Трофімов, 1995; В.М. Шестаков, С.А. Брусиловський, 2007]. При цьому інформаційну основу функціонування моніторингу складають результати режимно-балансових спостережень, при обробці яких використовуються детермінований та математико-статистичний підходи. Метою моніторингу є оцінка стану, зокрема екологічного, природних або природно-антропогенних систем підземних вод, прогнозування змін у підземній гідросфері та розробка науково обґрунтованих рекомендацій для екологічного управління.

Історія становлення системи оцінки екологічного стану природно-антропогенних систем детально проаналізована С.М. Чумаченком та О.В. Дудкіним [2003]. На сьогодні проблема вибору, обґрунтування та ранжування критеріїв оцінки екологічного стану геологічного середовища не має загальноприйнятих рішень навіть на концептуальному рівні. Можна говорити лише про підходи, що використовуються для вирішення поставленого завдання [В.Т. Трофимов, 1997; В.Т. Трофімов, Д.Г. Зилинг, 2002]. Тому існуючі оцінки екологічного стану геологічного середовища мають переважно якісний характер [М.М. Коржнев та ін., 2006]. Найбільш значущими критеріями зараз вважають ступінь екологічного ризику та визначення стану системи з точки зору її стійкості до зовнішніх впливів. Науково-методологічні основи оцінки природних та техногенних ризиків викладені в роботі А.Б. Качинського [2001]. Основи оцінки ризиків, пов'язаних з геологічним середовищем, сформульовані О.Л. Рагозиним [1995], Є.О. Яковлевим та ін. [2002] та розвинуті й деталізовані Г.І. Рудьком, С.В. Гошовським та ін. [2002]. Концептуальні питання визначення стійкості геосистем до антропогенного навантаження розглянуті М.Д. Гродзинським, П.Г. Шищенком [1999], Г.І. Рудьком, О.М. Адаменком [2001]. Згадані підходи та критерії визначення екологічного стану геологічного середовища теоретично передбачають оцінку стану системи підземних вод, але кількісні показники такої оцінки на сьогодні відсутні. Тому завдання кількісної оцінки гідрогеодинамічної складової геологічного середовища при вивченні екологічного стану природно-антропогенних систем є нагальним.

Автором для розроблення методології оцінки гідрогеодинамічної складової геологічного середовища в системі моніторингу підземних вод урбанізованих територій використаний геоінформаційний підхід, підґрунтям якого є визначення змін стану складової. У свою чергу, ефективне застосування в гідрогеології сучасних ГІС вимагає змістовного аналізу можливостей і переваг геоінформаційного підходу до вирішення гідрогеологічних завдань.

У другому розділі розглянуті питання термінології і понятійного апарату геоінформатики стосовно гідрогеології та викладена методологія геоінформаційного підходу до вирішення гідрогеологічних завдань. На основі геоінформаційного підходу автором розроблена схема реалізації концепції моніторингу гідрогеодинамічної складової системи підземних вод.

На сьогодні понятійний апарат геоінформатики остаточно не сформувався, навіть визначення геоінформатики не є однозначним. Наприклад, В.С. Тікуновим [2004] геоінформатика розглядається як учення про географічні інформаційні системи (ГІС), а А.Є. Кулінкович і М.А. Якимчук [2002, 2007] пропонують визначати геоінформатику як учення про математичний апарат, програмне забезпечення і обчислювальну техніку, які використовуються з метою збирання, обробки, збереження геологічної інформації та побудови моделей геологічних об'єктів.

У гідрогеології для вирішення наукових і практичних завдань широко застосовуються математичні методи, відповідні програмні засоби, ймовірнісні, детерміновані та картографічні (математико-картографічні) моделі [О.Є. Кошляков, 2003], широко використовують сучасні геоінформаційні системи [О.О. Іщук, М.М. Коржнев, О.Є. Кошляков, 2003]. З цієї точки зору геоінформатика забезпечує методичне обґрунтування, розвиток, адаптацію і застосування геоінформаційних систем для збільшення ефективності гідрогеологічних досліджень, передусім моніторингових.

Автор вважає, що ГІС в гідрогеології слід розглядати передусім як інформаційну базу сучасного гідрогеологічного моделювання, яка сприяє підвищенню ефективності останнього. Геоінформатика в гідрогеології являє собою використання ГІС з метою інформаційної підтримки при створенні та функціонуванні гідрогеологічних математичних моделей (переважно постійно діючих) і систем гідрогеологічного моніторингу. Отже, геоінформаційний підхід до вирішення гідрогеологічних завдань передбачає використання геоінформаційних систем при збиранні, обробці і збереженні інформації для створення гідрогеологічних математичних моделей та просторового аналізу в ГІС.

Розроблена автором схема реалізації концепції моніторингу гідрогеодинамічної складової системи підземних вод на основі геоінформаційного підходу наведена на рис. 1.

Рис. 1. Схема реалізації концепції моніторингу гідрогеодинамічної складової системи підземних вод на основі геоінформаційного підходу

Згадана схема передбачає: широке використання супутньої гідрогеологічної інформації, що отримується в результаті різнопланових геологічних, передусім інженерно-геологічних досліджень; створення та використання геоінформаційної бази даних як фактографічної основи моніторингу підземних вод і побудови математичних детермінованих моделей геофільтрації; моделювання і просторовий аналіз у ГІС поверхонь гідродинамічних напорів з метою встановлення їх просторово-часових змін, передусім якісних; математико-статистичне моделювання поверхонь гідродинамічних напорів з метою кількісної оцінки змін гідрогеодинамічної складової геологічного середовища; збереження отриманих результатів як нових окремих шарів геоінформаційної бази даних.

У третьому розділі викладена методологія дослідження гідрогеодинамічної складової геологічного середовища для оцінки його стану на основі геоінформаційного підходу.

Для оцінки стану будь-яких геосистем Б.П. Івченко та Л.А. Мартищенко [1998] використовують інформаційно-статистичний підхід формування математичних моделей і розробки методів оцінювання ризику аварій і катастроф (для певної системи за обмеженою вихідною інформацією з урахуванням складного характеру зв`язків, які притаманні системі). М.Д. Гродзинський та П.Г. Шищенко [1999] пропонують визначати стійкість геосистеми до антропогенного навантаження, розглядаючи три загальні форми стійкості - інертність, відновлюваність та пластичність. На думку Г.І. Рудька та О.М. Адаменка [2001], доцільно використовувати також аналоги відомих форм механічної стійкості (тривка, нестійка, метастабільна, індиферентна), а також аналізувати окремі компоненти геосистем як термодинамічні системи.

При аналізі підземних вод як термодинамічної системи приймається, що її стійкість до зовнішніх впливів та рівновага залежать від того, як такі впливи змінюють її існуючий енергетичний стан. Об'єктивним показником енергетичного стану гідрогеодинамічної складової системи підземних вод є гідродинамічний напір.

У дисертації пропонується визначати стан гідрогеодинамічної складової геологічного середовища та її стійкість до зовнішніх впливів з точки зору оцінки розподілу гідродинамічного напору в потоці ґрунтових вод на основі ГІС-аналізу полів гідродинамічного напору.

Вплив антропогенних чинників приводить до змін природної гідрогеодинамічної складової підземних вод, що відбивається в розподілі гідродинамічного напору в просторі і часі. Вивчаючи зміни такого розподілу (поля) для конкретної гідрогеодинамічної системи та прогнозуючи їх (зокрема, за допомогою математичного моделювання), можна оцінити стійкість системи до антропогенного навантаження. Картографічним зображенням розподілу гідродинамічного напору є карта його ізоліній (карта гідроізоп'єз для міжпластових підземних вод та карта гідроізогіпс для ґрунтових вод).

На теперішній час при побудові карт ізоліній гідродинамічного напору зазвичай використовують відомі автоматизовані інтерполяційні або апроксимаційні методи (тріангуляція з лінійною інтерполяцією, метод зворотних зважених відстаней, метод Шепарда, метод поверхні тренда, метод сплайну, метод крігінгу тощо), які на практиці реалізуються за допомогою спеціалізованих програмних засобів або окремих модулів геоінформаційних систем. Достовірність такої побудови напряму залежить від кількості фактичних визначень гідродинамічних напорів у точках спостережень.

При створенні карт гідроізоп'єз широко використовується методика, яка розроблена В.М. Шестопаловим та ін. [Шестопалов В.М., 1974; Шестопалов В.М., Стеценко Б.Д., 1978; Бабинець А.Е., Боревський Б.В., Шестопалов В.М. та ін., 1979]. Вона передбачає підвищення достовірності побудови карти шляхом використання кореляційних зв'язків між поверхнями гідродинамічних напорів поверхово залягаючих водоносних горизонтів та рельєфом денної поверхні і дозволяє оцінити похибку (розбіжність карти з дійсною поверхнею гідродинамічного напору). Проте й таким чином створені карти містять похибки, які обумовлені кореляційним характером зв'язку між гідродинамічним напором і рельєфом та суб'єктивним врахуванням згаданого зв'язку.

У дисертаційній роботі показано, що на урбанізованих територіях, в умовах обмеженої та нерівномірно розподіленої по площі інформації, використання відомих автоматизованих методів побудови карт гідроізогіпс може призвести часом до значних похибок. Тому автор пропонує для збільшення достовірності відтворення поверхонь гідродинамічних напорів використати детерміноване математичне моделювання геофільтрації. При цьому оцінка достовірності (похибки) побудови карт може бути виконана за допомогою згаданої методики В.М. Шестопалова та ін.

Відтворені на різні моменти часу поверхні гідродинамічних напорів зазвичай використовують для оцінки їх змін шляхом оверлейного аналізу в середовищі ГІС. Проте оверлейний аналіз дозволяє лише встановити та кількісно оцінити зміни гідродинамічного напору в окремих точках простору, а не визначити стан гідрогеодинамічної складової геологічного середовища та її стійкість до антропогенного навантаження.

Власне оцінка гідрогеодинамічної складової геологічного середовища базується на оверлейному аналізі та розгляді математико-статистичної моделей поверхонь (полів) гідродинамічних напорів. Вибірки значень гідродинамічного напору окремого потоку підземних вод на різні моменти часу можна порівняти між собою за допомогою відомих математико-статистичних критеріїв, а суттєві відмінності між вибірками інтерпретувати як зміну стану гідрогеодинамічної складової. Проте такі критерії дозволяють встановити факт значної зміни гідрогеодинамічної складової геологічного середовища, але не прослідкувати ці зміни в часі. Тому є необхідним застосування методу графічного порівняння кривих розподілу [М.Н. Жуков, 1995], що дозволяє кількісно оцінити зміни гідродинамічної складової та підвищити об'єктивність інтерпретації результатів оверлейного аналізу.

Автором пропонується методологічний підхід, який включає, окрім оверлейного аналізу, формування вибірок значень гідродинамічного напору з шарів поверхонь в середовищі ГІС, побудову на основі цих вибірок гістограм (кривих) розподілу та їх порівняння між собою.

Сучасні еколого-гідрогеологічні уявлення вимагають максимального збереження природного або вже існуючого стану системи підземних, передусім ґрунтових вод в межах урбанізованих територій. Тому при інтерпретації результатів порівняння гістограм з метою оцінки стану гідрогеодинамічної складової геологічного середовища автор пропонує виходити з того, що сума спільних відносних частот, яка менша 0,95, є ознакою порушеного стану. Чим меншою є сума спільних відносних частот, тим більш істотними є порушення.

Приклад практичної реалізації згаданого підходу наведений нижче.

Зображення поверхонь гідродинамічного напору ґрунтових вод у вигляді гідроізогіпс засобами ГІС наведено на рис. 2, 3.

Вхідні значення гідродинамічного напору отримані за допомогою логічного запиту із створеної на кафедрі гідрогеології та інженерної геології Київського національного університету імені Тараса Шевченка геобази геолого-гідрогеологічної інформації (рівні ґрунтових вод переважно в інженерно-геологічних свердловинах, пробурених навесні 1950 та 2005 років).

Оскільки точки фактичного визначення гідродинамічного напору розташовані на площі досліджень нерівномірно (15 точок станом на 1950 р. та 64 точки 2005 р.), при побудові гідроізогіпс використане детерміноване математичне моделювання геофільтрації. При цьому розбіжність між модельними та фактичними значеннями гідродинамічного напору в точках, які безпосередньо використані для моделювання, не перевищувала 0,1 м. Отримані таким шляхом ізолінії у вигляді окремих шарів були трансльовані в середовище геоінформаційної системи.



Рис. 2. Зображення поверхні гідродинамічного напору ґрунтових вод району Києво-Печерської Лаври станом на 1950 рік у вигляді гідроізогіпс засобами ГІС (1 - свердловини, які використані при моделюванні; 2 - гідроізогіпси; 3 - межа ділянки моделювання)

Відповідність побудованих карт гідроізогіпс фактичним даним визначення гідродинамічного напору в свердловинах перевірялась за допомогою критерію Колмогорова-Смірнова [В.М. Шестопалов, 1974]. Встановлено, що з імовірністю 0,95 карти відповідають фактичним даним (для 1950 р. статистика Колмогорова-Смірнова дорівнює 0,313, а критерій Колмогорова-Смірнова - 0,338; для 2005 р. - 0,134 та 0,153 відповідно). Можливі похибки побудови карт гідроізогіпс з урахуванням кореляції з рельєфом (станом на 1950 р. коефіцієнт кореляції дорівнює 0,97, на 2005 р. - 0,95), які розраховані за методикою, що викладена в [В.М. Шестопалов, Б.Д. Стеценко, 1978], практично збігаються і становлять 2,07 м (1950 р.) та 1,93 м (2005 р.) з імовірністю 0,95.



Рис. 3. Зображення поверхні гідродинамічного напору ґрунтових вод району Києво-Печерської Лаври станом на 2005 рік у вигляді гідроізогіпс засобами ГІС (1 - свердловини, які використані при моделюванні; 2 - гідроізогіпси; 3 - межа ділянки моделювання; 4 - свердловини, які використані для оцінки похибки карти)

Похибка карти станом на 2005 р. також оцінювалась по фактичним даним (18 свердловин), які не були використані при математичному моделюванні геофільтрації. Встановлено, що розподіл різниць між фактичними і отриманими на моделі значеннями гідродинамічного напору не суперечить нормальному закону з середнім арифметичним -0,13 м та стандартним відхиленням 0,71 м. У такому разі похибка побудови карти гідроізогіпс складає 1,42 м, що на 0,51 м менше, ніж при побудові методом інтерполяції при врахуванні кореляції з рельєфом. Тому можна припустити, що похибки карт гідроізогіпс, отриманих при математичному моделюванні геофільтрації станом на 1950 р. та 2005 р., складають 1.56 м та 1,42 м відповідно.

Приклад побудови гістограм розподілу гідродинамічного напору ґрунтових вод у середовищі ГІС наведений на рис. 4, 5. Для цього спочатку трансльовані в ГІС шари ізоліній гідродинамічного напору послідовно перетворюються в безперервні поверхні у вигляді TIN- та GRID-файлів, далі використовується вбудована функція побудови гістограми за величинами гідродинамічного напору у вузлах GRID-сітки. Оскільки при цьому по осі ординат відображаються абсолютні частоти, подальша побудова гістограм з метою їх порівняння (де по осі ординат відкладаються відносні частоти) виконана за допомогою Microsoft Office Excel.

Рис. 4. Побудова гістограми розподілу гідродинамічного напору ґрунтових вод у середовищі ГІС (район Києво-Печерської Лаври, 1950 р.)

Рис. 5. Побудова гістограми розподілу гідродинамічного напору ґрунтових вод у середовищі ГІС (район Києво-Печерської Лаври, 2005 р.)

Приклад графічного порівняння гістограм розподілу гідродинамічного напору ґрунтових вод наведений на рис. 6.



Рис. 6. Порівняння гістограм розподілу гідродинамічного напору ґрунтових вод для різних моментів часу (1950-2005 рр., район Києво-Печерської Лаври). По горизонтальній осі - абсолютні відмітки гідродинамічного напору, м; по вертикальній - відносні частоти.

За умови повної відсутності змін протягом 1950-2005 рр. сума спільних відносних частот повинна була б дорівнювати 1. Сума спільних відносних частот розподілів гідродинамічного напору, які наведені на рисунку 6, складає 0,53 (або 53%). Це означає, що стан гідрогеодинамічної складової системи ґрунтових вод протягом 1950-2005 років змінився дуже суттєво (на 47%). Розподіл відносних частот гістограм свідчить про те, що відбулося суттєве підвищення рівнів ґрунтових вод практично на всій площі району. Виявлені шляхом оверлейного аналізу фактичні зміни гідродинамічного напору по площі (рис. 7) дозволяють зробити висновок про те, що найбільш імовірною причиною підйому рівня ґрунтових вод є тривалі втрати з мереж водопроводу і каналізації, які мають місце на ділянці вул. Мазепи та Московської.



Рис. 7. Зміни рівня ґрунтових вод району Києво-Печерської Лаври протягом 1950-2005 рр.

У четвертому розділі викладено особливості математичного детермінованого моделювання потоків ґрунтових вод урбанізованих територій в умовах обмеженої різнорідної в просторі й часі вхідної інформації.

Метою математичного моделювання геофільтрації для оцінки гідрогеодинамічної складової геологічного середовища урбанізованих територій є об'єктивне відтворення поверхні гідродинамічного напору ґрунтових вод. Для цього використовуються диференціальні рівняння, які описують потік ґрунтових вод у залежності від координат простору в часі. За умов планової фільтрації рівняння має вигляд [І.Є. Жернов, 1982]:

моніторинг геологічний урбанізований

(1)

де - гідродинамічний напір, м; - коефіцієнт фільтрації, м/доб; - потужність потоку ґрунтових вод, м; - інтенсивність інфільтраційного живлення ґрунтових вод, м/доб; - коефіцієнт гравітаційної водовіддачі гірської породи; - координати простору, м; - час, доб.

Рівняння (1) розв'язується відносно за допомогою методу скінченних різниць, який реалізований, зокрема, в програмному комплексі Processing Modflow (PMWIN).

Автором сформульовані такі методичні особливості створення бази даних для математичного моделювання потоків ґрунтових вод урбанізованих територій.

1. Потоки ґрунтових вод тут приурочені до четвертинних відкладів, які характеризуються значною мінливістю геофільтраційних параметрів за площею та їх строкатістю в розрізі. Крім того, на урбанізованих територіях ситуація ускладнюється наявністю значних за потужністю та площею розповсюдження техногенних відкладів.

2. Отримання нової вхідної інформації на урбанізованих територіях в результаті польових досліджень суттєво ускладнюється існуючою забудовою, щільною мережею інженерних комунікацій, наявністю охоронних зон, тощо.

3. Урбанізовані території характеризуються наявністю великого об'єму несистематизованих фактичних геологічних даних, які накопичені передусім внаслідок інженерно-геологічних вишукувань. Ці дані потенційно містять важливу з точки зору моделювання потоків ґрунтових вод інформацію, а саме: абсолютні відмітки рівня ґрунтових вод; значення коефіцієнтів фільтрації, що отримані внаслідок лабораторних досліджень; численні результати лабораторних визначень гранулометричного складу піщаних порід; літологічний опис порід тощо.

4. Оскільки моделювання потоків ґрунтових вод урбанізованих територій на сьогодні в першу чергу забезпечує вирішення завдань суто інженерного спрямування, масштаб досліджень повинен бути щонайменше 1:10000. Тому наявна мережа спостережних гідрогеологічних свердловин на ґрунтові води на території, що моделюється, майже завжди є недостатньою для обґрунтованого епігнозного моделювання.

5. Оскільки прогнозна модель повинна детально віддзеркалювати існуючі та майбутні підземні інженерні споруди, кількість розрахункових шарів по вертикалі зазвичай визначається не лише геологічною будовою товщі, а і глибиною закладання підземних споруд.

Виходячи з наведених особливостей, новим у методиці створення бази даних для моделювання потоків ґрунтових вод урбанізованих територій, яка розроблена автором на основі геоінформаційного підходу, є:

1) створення та підтримка геоінформаційної бази даних як фактографічної основи математичних моделей геофільтрації;

2) використання при наповненні та підтримці геобази всій наявної інформації, що отримана переважно в результаті інженерно-геологічних вишукувань; при створенні вхідної геофільтраційної схеми певної ділянки території за допомогою логічних запитів із геобази вибирається точки спостережень, які просторово знаходяться в межах ділянки та містять інформацію про рівень ґрунтових вод на визначений користувачем час;

3) збереження результатів геофільтаціонної схематизації та моделювання у вигляді шарів геобази для подальшого вдосконалення існуючих і створення нових моделей геофільтації, а також для просторового аналізу і моделювання в ГІС.

Автором на прикладі м. Києва розроблена структура геобази даних геолого-гідрогеологічної інформації для оцінки гідрогеодинамічної складової геологічного середовища урбанізованих територій. Картографічною основою геобази є шари топографічної карти масштабу 1:10000 в середовищі MapInfo Professional (картографічна проекція Гаусса-Крюгера; Пулково, 1942, зона 6). Гідрогеологічну фактографічну основу бази складають точкові дані визначення рівня ґрунтових вод переважно по наявних інженерно-геологічних свердловинах. Станом на 2009 рік геобаза містить інформацію на понад 2000 точкових об'єктів.

Згадана база є інформаційною основою створення вхідної геофільтраційної схеми при математичному моделюванні геофільтрації, а також використовується для математико-картографічного моделювання в геоінформаційних системах.

При створенні вхідної геофільтраційної схеми для початкового визначення коефіцієнтів фільтрації автор пропонує використати наявні результати їх лабораторного визначення, які містяться в звітних документах про результати інженерно-геологічних вишукувань. Фільтраційна неоднорідність товщі в межах виділених інженерно-геологічних елементів оцінюється за методикою, яка базується на використанні стандартного відхилення та коефіцієнту варіації геофільтраційних параметрів [Б.В. Боревський, Б.Г. Самсонов, Л.С. Язвін, 1979]. Достовірність коефіцієнтів фільтрації необхідно перевірити на відповідність літологічному опису порід за допомогою таблиць [І.Е. Жернов, 1982; П.В. Гордєєв, І.К. Гавіч, В.С. Ковалевський, Л.С. Язвін та ін., 1983; В.Д. Ломтадзе, 1984; Ф.М. Ляховицький, В.К. Хмелевськой, З.Г. Ященко, 1989; В.А. Шемелина, О.К. Шулякова, 1990; Ф.В. Стольберг, В.Н. Ладиженский, 2000; В.С. Зінченко, 2005 тощо] та шляхом розрахунку за даними гранулометричного складу піщаних порід із застосуванням відомих формул Хазена, Сліхтера, Терцагі, Замаріна, Крюгера, Козені та ін. [Справочное руководство гидрогеолога, 1979]. Зазвичай отримані таким чином коефіцієнти фільтрації є заниженими за рахунок защемленого повітря, що необхідно врахувати при їх коригуванні на стадії розв'язання оберненої задачі. Враховуючи строкатість водоносної товщі в розрізі та невитриманість її шарів у плані, кущові відкачування тут доцільно використати не для визначення ефективних геофільтраційних параметрів [Б.В. Боревський, Б.Г. Самсонов, Л.С. Язвін, 1979], а для перевірки адекватності створеної геофільтраційної схеми шляхом моделювання відкачувань. Збіжність фактичних і модельних результатів відкачувань свідчить про відповідність математичної геофільтраційної моделі реальним умовам.

Таким чином, поверхні гідродинамічного напору ґрунтових вод урбанізованих територій відтворюються за допомогою детермінованого математичного моделювання, після чого транслюються в середовище ГІС. Поверхні зберігаються у вигляді шарів геоінформаційної бази та використовуються для оцінки гідрогеодинамічної складової геологічного середовища.

У п'ятому розділі наведено результати кількісної оцінки змін гідрогеодинамічної складової системи ґрунтових вод території м. Києва на прикладі окремих ділянок.

Актуальність вивчення ґрунтових вод території м. Києва обумовлена чотирма чинниками.

Перший чинник - підтоплення території ґрунтовими водами. Цей процес спричинений антропогенними факторами і являє собою реальну загрозу подальшому нормальному функціонуванню та розвитку міста, в першу чергу з точки зору стійкості існуючих та таких, що проектуються, будівель, споруд і комунікацій.

Другий чинник тісно пов'язаний з першим і випливає з нього. Інтенсифікація сучасного будівництва із використанням пальових фундаментів та підземного простору, а також будівництво на ділянках із складними інженерно-геологічними умовами вимагає детальної кількісної інженерної оцінки гідрогеодинамічних умов та прогнозування змін у потоках ґрунтових вод, що можуть бути спричинені будівництвом. Оскільки існує велика кількість ділянок будівництва, що знаходяться в зонах взаємного впливу, зміни повинні оцінуватись не лише безпосередньо на ділянках, а і на території в цілому. Це вимагає оцінки стану гідрогеодинамічної складової системи ґрунтових вод м. Києва (як сучасного, так і ретроспективного). Проте така оцінка на сьогодні відсутня.