МАТЕМАТИЧНА ГІДРОГЕОЛОГІЧНА МОДЕЛЬ ЗОНИ ВПЛИВУ ЗРУЙНОВАНОГО КАХОВСЬКОГО ВОДОСХОВИЩА ЯК ІННОВАЦІЙНИЙ ІНСТРУМЕНТ МОНІТОРИНГУ ТА УПРАВЛІННЯ ВОДНИМИ РЕСУРСАМИ РЕГІОНУ
DOI:
https://doi.org/10.30836/igs.2522-9753.2025.343914Ключові слова:
Каховське водосховище, гідрогеологічна модель, підземні води, експлуатаційні запаси, водний баланс, Запорізька АЕС, моніторингАнотація
Наведено результати і розглянуто стратегію подальшого детального дослідження впливу знищення Каховського водосховища на гідрогеологічні умови прилеглої території та родовища питних підземних вод, в формуванні експлуатаційних запасів яких поверхневі води водосховища відігравали ключову роль. Створено математичну модель підземних вод цієї природно-техногенної системи загальною площею близько 25 тис. км2 із застосуванням потужного програмного комплексу FEFLOW, що використовує алгоритм кінцевих елементів. Для виконання рішень блоку фільтраційних, міграційних, трекінгових, епігнозних і прогнозних задач у створеній математичній моделі передбачено використання інноваційних інструментів, таких як: дискретні елементи, рух води в умовах насиченого/ненасиченого середовища з вільною поверхнею, що є інструментами програмного комплексу FEFLOW. Застосування в роботі цих інструментів та алгоритмів дає змогу кількісно оцінити і спрогнозувати рух води та вологи в новоутвореній, значній за розмірами гідрогеологічній системі, що сформувалась у заплаві та надзаплавних терасах р. Дніпро внаслідок знищення Каховського водосховища. Визначення генетичних складових балансу формування експлуатаційних запасів родовищ питних підземних вод, що розташовані в зоні впливу водосховища, та оцінку їх змін, дасть змогу визначити подальший статус цих родовищ як джерел саме питної води. Попередньо проаналізовано ситуацію з водозабором Запорізької АЕС після втрати водосховища, про що детально буде викладено в окремій публікації. Створена гідрогеологічна модель є важливим інструментом у розробці технологій моніторингу та відновлення геологічного середовища в басейні нижнього Дніпра. Інноваційні інструменти та алгоритми, що містяться у цій моделі, дадуть змогу кількісно оцінити наслідки зниження рівня підземних вод, втрати експлуатаційних запасів родовищ води питної якості
Посилання
Basova O.B., 1953. Kakhovka Hydroelectric Power Plant on the Dnipro River: Technical Project. Appendix No. 2. Kharkiv (In Russian).
Bruyako A.V., 2005. Report on the assessment of the state of prospective resources and operational reserves of groundwater in Kherson Region. Odesa. (In Ukrainian).
Hurievskykh L.S., 2015. Informational report on groundwater monitoring in Kherson and Mykolaiv Regions as of 01.01.2016. Kherson: Prychornomor DRGP. (In Ukrainian).
Dvoryadkin S.A., Viktorova A.F., & Lyzohub V.A., 2002. Report on exploration of drinking groundwater and drilling of exploration and operational wells in the southern part of Mykolaiv, Kherson, and Odesa Regions. Odesa. (In Ukrainian).
Ohnianyk N.S., 1983. Steady-state mathematical models of hydrogeological processes. Kyiv: Naukova Dumka. 168 p. (In Russian).
Ostrovska V.D., & Kalnynia I.A., 1980. Report on hydrogeological survey works for domestic water supply of the Zaporizhzhia Nuclear Power Plant. Riga. (In Russian).
Pasechnyi H.V. et al., 1963. Comprehensive geological map of the territory of sheet L-36-X (Kakhovka), scale 1:200,000. Geological Mapping Party Report No. 12. (In Ukrainian).
Pashchenko L.H., 1973. Detailed exploration of groundwater for water supply of Nova Kakhovka, Kherson Region, Ukrainian SSR. Odesa: Krymmorgeologia Production Association. (In Russian).
Petrenko A.A., 1999. Geological re-examination of areas at a scale of 1:200,000 within sheets L-36-VI (Zaporizhzhia) and L-37-I (Pology). Dnipro. (In Russian).
Sanina I. V., Lyuta N. H., 2023. Environmental consequences of the Kakhovka Hydroelectric Power Plant dam explosion and ways to improve water supply to the population. Mineral Resources of Ukraine, № 2. Рp. 50–55. (In Ukrainian). https://doi.org/10.31996/mru.2023.2.50-55.
Saryhina L.Yu., 2021. Detailed geological and economic assessment of the operational reserves of potable groundwater of the Nova Kakhovka deposit. Prychornomor DRGP Archives. (In Ukrainian).
Stepanskyi I.I., Plotnikova K.I., 1972. Geological Map of the USSR, scale 1:200,000. Black Sea Series, sheet L-36-XI (Zaporizhzhia and Kherson Regions). (In Ukrainian).
Terentiiev O.Yu., 2025. Assessment of the impact of industrial development of the Maryanske limestone deposit on surface and groundwater bodies and the overall hydrogeological conditions in the area of its location. Report of LLC NVP “SPECVODGEO”. Kyiv. (In Ukrainian).
Trush R.P., Boborykin Ye.K., Sukhman P.V., Kiseleva M.F., Kostina Ye.P., 1949. Geological structure, hydrogeological conditions, and soils of the Dnipro River valley below the city of Kherson. Sheets L-36-XIV–XV, scale 1: 200 000. Mykolaiv and Kherson Regions. (In Russian).
Trush R.P., Kostina Ye.P., Karpinska Yu.A., Akinfiieva O.K., 1950. Geological structure, hydrogeological conditions, and soils of the left bank of the Lower Dnipro. Sheets L-36-XI, XVII. (In Russian).
Shestopalov V.M. et al., Yakovlev E.A., Ognyanik N.S., et al., 1988–2001. Water exchange in hydrogeological structures of Ukraine. In 5 volumes. Kyiv: Naukova Dumka. (In Russian).
Bear J., 1979. Hydraulics of Groundwater. McGraw-Hill, New York.
Conflict and Environment Observatory (CEOBS), 2023. Environmental Consequences of the Kakhovka Dam Destruction.
Diersch H.-J.G., 1998. Interactive, graphics-based finite-element simulation system FEFLOW for modeling groundwater flow, contaminant mass, and heat transport processes: User’s Manual, Version 4.9. Berlin: WASY Ltd.
Diersch H.-J.G., 1999. A shock-capturing finite-element technique for unsaturated-saturated flow and transport problems. Berlin: WASY Ltd.
Diersch H.-J.G., 2014. FEFLOW: Finite Element Modeling of Flow, Mass and Heat Transport in Porous and Fractured Media. Springer, Berlin Heidelberg.
Diersch, H.-J.G., Kolditz O., 1998. Coupled groundwater flow and transport: 2. Thermohaline and 3D convection systems. Advances in Water Resources, 21 (5).
Hughes T.J.R., Mallet M., 1986. A new finite element formulation for computational fluid dynamics: IV. A discontinuity-capturing operator for multidimensional advective-diffusive systems. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, #58, P.329–336.
Richards L.A., 1931. Capillary conduction of liquids through porous mediums. Physics. #1(5), P.318–333.
Segerlind L., 1979. Application of the Finite Element Method. Moscow: Mir. 392 p.
UN Environment Programme (UNEP), 2023. Rapid Environmental Assessment: Destruction of the Kakhovka Dam and Reservoir. Nairobi: UNEP.
UNITAR / UNOSAT, 2023. Flood and Drying Dynamics after the Kakhovka Dam Collapse (Sentinel-1/2 Analysis). Geneva.
