ПРОГНОЗУВАННЯ ВПЛИВУ АВАРІЙНИХ ВИТОКІВ ІЗ МЕРЕЖ ВОДОПОСТАЧАННЯ НА ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНІ УМОВИ ОБ’ЄКТІВ АРХІТЕКТУРНОЇ СПАДЩИНИ КИЄВО-ПЕЧЕРСЬКОЇ ЛАВРИ
DOI:
https://doi.org/10.30836/igs.2522-9753.2024.316542Ключові слова:
підземні води, інфільтраційне живлення, інженерні мережі, гідрогеологічне моделювання, охорона культурних пам’яток, Києво-Печерська лавраАнотація
Представлено аналіз за допомогою моделей фільтрації і вологоперенесення гідроге‑
ологічних умов, що склалися на ділянці Митрополичого саду в межах Верхньої лаври
внаслідок аварії на магістральній тепломережі 27 жовтня 2022 р. Виконано оцінки
інфільтраційного живлення підземних вод на території Верхньої лаври, що є ключо‑
вим параметром геофільтраційних моделей. Із використанням даних лабораторних
досліджень побудовано теоретичні моделі вмісту вологи і коефіцієнта вологоперене‑
сення в залежності від капілярного тиску для лесових ґрунтів досліджуваної ділянки на
основі рівнянь Ван Генухтена–Муалема (для використання в програмі HYDRUS1D).
Параметризовані і відкалібровані моделі на основі HYDRUS1D та Visual Modflow до‑
зволили спрогнозувати вплив аварійних витоків із теплотраси в Митрополичому саду
в жовтні 2022 р. на гідрогеологічні умови ділянки (конфігурацію і часову динаміку
зон підйому рівня ґрунтових вод під аварійною трасою; зони підтоплення просадоч‑
них лесових ґрунтів у нижній частині розрізу). Згідно з моделюванням, у зону ризику
просадок попадають фортечні мури, вежі й історичні будівлі на західному і південному
периметрах досліджуваної ділянки. Змодельовані гіпотетичні «песимістичні» аварійні
сценарії вказують на значну потенційну небезпеку, яку можуть становити довготривалі
аварійні витоки із тепломережі на зазначеній ділянці для історичної архітектурної
спадщини Заповідника.
Посилання
IGS, 1995. Development of scientific bases and recommendations on geological protection of historical and architectural monuments of Ukraine. Institute of Geological Sciences of the NAS of Ukraine, Kyiv, 1995. (In Russian).
IGS, 2001. Development of methodology for monitoring of the geological environment of the historical building zones of the city of Kyiv for the purpose of protecting historical and architectural monuments. Institute of Geological Sciences of the NAS of Ukraine, Kyiv, 2001. 129 p. (In Ukrainian).
IGS, 2023. Complex research of the geo-ecological state of preservation of the historical and cultural heritage objects of the National Reserve “Kyiv-Pechersk Lavra” in the conditions of military operations. Stage 1. Analysis of engineering and geological conditions of the Reserve's territory. Scientific report on the intermediate results of the project 2022.01/0209 by contract 156/0209 from august 1 2023. Institute of Geological Sciences of the NAS of Ukraine, Kyiv, 2023. 125 p. (In Ukrainian).
KNU, 2006. Assessment of engineering-geological and hydrogeological conditions and forecast of the possibility of occurrence and development of negative geological processes within the construction site and the adjacent territory in connection with the strengthening of foundations and construction of a two-story underground part of the “Mystetskyi Arsenal” Cultural, Artistic and Museum Complex. Report. Taras Shevchenko National University of Kyiv, KNUBA, Kyiv, 2006. 65 p. (In Ukrainian).
Rybin, V.F., Zvolskyi, S.T., Kutsiba, V.O. Sytnikova, V.A., 2004. Litho-monitoring of the territory of the Kyiv-Pechersk Reserve for the purpose of protecting historical and architectural monuments Reports of the NAS of Ukraine. No 2. Pp.136–142. (In Ukrainian).
Starostenko, V.I., Rybin, V.F., Zvolsky, S.T., Korchagin, I.N., Levashov, S.P., Cherevko, I.A., Cherny, G.I., Kutsiba, V.A., Ketov, A. Yu., 2006. Monuments of the Kyiv-Pechersk Lavra: geological and geophysical observations and the use of their results for the conservation of the reserve. Geofizichny Zhurnal. No. 28 (6). Pp. 3–28. (In Russian).
Ekozhitlo LLC, 2010. The retaining wall of the Upper Lavra (building 30–a) is an architectural monument of local significance of the 18th century ( security number 4/59). Ekozhitlo LLC, Kyiv, 74 p. (In Ukrainian).
Cherevko I.A., 2023. Analytical note on the emergency situation on the territory of the Metropolitan Garden. Kyiv, 15 p. (In Ukrainian).
Cherevko I.A., Kril T.V., Bezrodnyi D.A., 2024. Non-destructive methods of establishing a cause-and-effect relationship between water supply network accidents and the conditions for preserving architectural heritage. Geological Journal. No. 3 (388). Pp. 11–30. (In Ukrainian).
https://doi.org/10.30836/igs.1025-6814.2024.3.307769
Cherevko, I., Kril, T., Bugai, D., Shekhunova, S., 2024. Impact of hydrogeological factors on geotechnical conditions of the Kyiv-Pechersk Lavra Monastery complex: lessons from three decades of monitoring. Acque Sotterranee – Italian Journal of Groundwater. No. 13(3). Pp. 91–101. (In Ukrainian). https://doi.org/10.7343/as-2024-765
Chiang, Wen-Hsing, 2005. 3D Groundwater Modeling with PMWIN—A Simulation System for Modeling Groundwater Flow and Pollution. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 397 p. https://doi.org/10.1007/3-540-27592-4
Gumuła-Kawęcka A., Jaworska-Szulc B., Szymkiewicz A., Gorczewska-Langner W., Pruszkowska-Caceres M., Angulo-Jaramillo R., ˇSimůnek J., 2020. Estimation of groundwater recharge in a shallow sandy aquifer using unsaturated zone modeling and water table fluctuation method. Journal of Hydrology. Vol. 605. P. 127283 https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2021.127283
Healy R.W., Cook P.G., 2002. Using groundwater levels to estimate recharge. Hydrogeology Journal. Vol. 10. P. 91–109. https://doi.org/10.1007/s10040-001-0178-0
Lv, M., Xu, Z., Yang, Z.-L., Lu, H., & Lv, M., 2021. A comprehensive review of specific yield in land surface and groundwater studies. Journal of Advances in Modeling Earth Systems. No. 13, e2020MS002270. https://doi.org/10.1029/2020MS002270
Šimůnek, J., van Genuchten M. Th., 1999. Using the Hydrus-1D and Hydrus-2D codes for estimating unsaturated soil hydraulic and solute transport parameters, in van Genuchten, M. Th., F. J. Leij, and L. Wu (eds.) Characterization and Measurement of the Hydraulic Properties of Unsaturated Porous Media, University of California, Riverside, CA. Pp. 1523–1536.
Šimůnek J., M. Šejna, H. Saito, M. Sakai, van Genuchten M. Th., 2018. The HYDRUS-1D Software Package for Simulating the One-Dimensional Movement of Water, Heat, and Multiple Solutes in Variably-Saturated Media. Department Of Environmental Sciences University Of California Riverside Riverside, California. 310 p.
Van Genuchten M. Th., Leij F. J., Yates S. R., 1991. The RETC Code for Quantifying the Hydraulic Functions of Unsaturated Soils. U.S. Department of Agriculture, Agricultural Research Service Riverside, California. 85 p.
