Проанализированы данные по химическому и газовому составу подземных вод глубоких горизонтов главных тектонических структур Урала. Показано, что распределение подземных вод по величине минерализации и вещественному составу подчинено нормальной вертикальной гидрогеохимической зональности. В осадочных, метаморфических и вулканогенно-осадочных комплексах палеозоя и позднего протерозоя на глубинах 3-5 км установлены рассолы хлоркальциевого типа, происхождение которых связывается с процессами седиментогенеза в талассогенных бассейнах различной солёности и последующей метаморфизации в породах за счёт эпигенетических процессов.

Анализ данных гидрогеологического мониторинга за 50 лет позволяет утверждать, что экологическую ситуацию в районе Кисловодского месторождения минеральных вод следует рассматривать как близкую к критической. Это выражается в накоплении загрязняющих веществ в педосфере, бактериологическом загрязнении валанжинских горизонтов в краевой (южной) части месторождении, ростом динамических уровней, падением кондиций минеральных вод рабочих горизонтов, содержащих нарзаны. Основные причины негативного воздействия на экологическую ситуацию - это особенности ландшафта, способствующие накоплению загрязняющих веществ в педосфере и формирующие потенциальные источники загрязнения, рост атмосферных осадков, приводящих к падению кондиций минеральных вод Кисловодского месторождения, стоки из неканализованных посёлков и утечки из сетей (в том числе и канализационных). Проанализированы гидрогеодинамического и гидрогеохимического режимы эксплуатации Кисловодского месторождения, даны рекомендации по повышению качественных показателей основного источника месторождения «Нарзан».

Рассмотрены вариации водопроницаемости пород-коллекторов наиболее продуктивной на питьевые подземные воды части разреза в нефтеносном регионе Татарстана. Показано, что поровая скважность ответственна за коэффициенты фильтрации до 10 м/сут., тогда как более высокие значения водопроницаемости определяются трещинной скважностью. Выявлено, что главную роль в фильтрационной анизотропии разреза играют геоморфологические и геолого-структурные условия территории, а также фациальные особенности пород и глубина их залегания. На основе установленных закономерностей поведения фильтрационного поля проведён расчёт наиболее вероятных значений водопроницаемости пород-коллекторов для всевозможных условий залегания.

Классификационная процедура - G-метод, применена для выделения однородных таксонов и их сравнения. При формировании химического состава подземных вод в Донбассе обнаружены прямая и обратная гидрогеохимическая зональность (для вод в отложениях C, K, палеогена и N). Химический состав подземных вод при прямой зональности изменяется от HCO^-3 - Ca²⁺ низкой минерализации до Cl^- - Na⁺ высокой минерализации и по обратной зональности - до HCO3 - Cl^-- Na⁺ маломинерализованных содовых вод. Происхождение содовых вод связывается с процессами испарения и конденсации вод из нефтегазовой фазы.

Выявлены три типа минеральных вод: I (ЯР) - подземные воды рудных тел хлоридные натриевые с минерализацией 2,6-3,0 г/дм³, II (ЯР) - воды гранитных тел хлоридные натриевые с повышенным содержанием брома и бора и минерализацией 11-13 г/дм³, III (ЯР) - воды, перетекающие из залегающего выше рудной толщи напорного горизонта, имеющие минерализацию 0,7-1,6 г/дм³, гидрокарбонатный хлоридный натриевый состав с повышенным содержанием фтора до 12-14 мг/дм³. Определены санитарно-гигиенические и радиологические показатели этих вод, которые находятся в пределах нормативов согласно действующим документам. Разработаны способы каптажа всех трёх типов минеральных вод, предусматривающие отсутствие загрязнения и автоматический контроль основных бальнеологических компонентов во времени. Выполнено проектирование цеха по розливу минеральных вод.

Дана краткая характеристика геолого-гидрогеологических условий района исследований. Приведена оценка загрязнения подземных вод четвертичных отложений свинцом, никелем, нефтепродуктами, нитратами в результате антропогенного воздействия, полученная при помощи информационного анализа, данных водно-балансовой станции Малая Истра и расчётов, выполненных с помощью программы SurfBall. Оценено влияние различных ландшафтов на формирование загрязнения наименее защищенных водоносных горизонтов. Сделаны выводы о потенциальной возможности загрязнения нижележащих водоносных комплексов.

Оценено суммарное влияние факторов среды обитания на состояние здоровья населения 30 городов РФ. Оценка выполнена по величине комплексной антропотехногенной нагрузки на окружающую среду. Собраны и рассчитаны суммарные показатели загрязнения атмосферы, водопроводной воды и почв для городов с напряженным и критическим экологическим состоянием (ЭС) (4- и 5-я категории) и курортов региона Кавказских Минеральных Вод (КМВ), отнесённых к городам с благополучным ЭС (1-я категория). Среди анализируемых городов по степени экологического неблагополучия только Железноводск и Ессентуки можно отнести к территориям с напряженной ситуацией, остальные города, включая курорт Кисловодск, принадлежат к территориям с критической ЭС. Интегральная оценка состояния здоровья населения крупных промышленных центров и курортов КМВ, соответствует критической экологической ситуации, что связано с высокой плотностью населения и планировкой, способствующих накоплению поллютантов в буферных средах и формированию полей эколого-геохимического загрязнения федеральных курортов.

Проведены натурные исследования загрязнения мелкодисперсной пылью воздушной среды городских территорий при выполнении строительных земляных работ, связанных с формированием котлованов, траншей, выемок в зонах залегания различных типов дисперсных грунтовых массивов. Показаны принципы районирования городских территорий по массовой доле мелкодисперсной фракции в общем пылевом загрязнении в воздухе при земляных работах. В зонах с высокой степенью пылевыделения предлагается к использованию устройство для защиты от пыли. Осуществлены экспериментальные исследования в лабораторной аэродинамической трубе процессов распространения мелкодисперсной пыли в воздушную среду городских территорий от строительных отвалов, сложенных дисперсными грунтами. Для уменьшения интенсивности пылевыделения предлагается использовать в зонах строительных площадок специализированный стенд и пылезащитное устройство.

В настоящее время экологическое обоснование градостроительной документации выполняют в процессе производства инженерно-экологических изысканий, которые в условиях освоения городского подземного пространства должны обеспечить оптимальность проектных решений, касающихся рационального природопользования и экологической безопасности подземного строительства. Главной задачей инженерно-экологических изысканий является обеспечение возможности принятия объёмно-планировочных, пространственных и конструктивных решений, гарантирующих минимизацию экологического риска и предотвращение неблагоприятных экологических последствий. Рассмотрены основные аспекты проведения инженерно-геологических изысканий, приведены концептуальная модель и механизм управления геоэкологическими рисками при строительстве городских подземных сооружений.

Одной из экологических проблем курортного региона Кавказские Минеральные Воды (КМВ) является повышенный уровень облучения населения. Основным фактором, влияющим на радиационную обстановку региона, а следовательно, и на уровень облучения населения, является природная радиоактивность горных пород. Следует научно обосновать для региона КМВ механизмы миграции радионуклидов из горных пород в другие среды: в воду, атмосферный воздух, строительные материалы и помещения. Для курортного региона необходимо разработать карты потенциальной радиационной (радоновой) опасности. Для разработки данных карт требуется проведение широкомасштабных измерений, выявление закономерностей формирования радиационного фона территорий, с учётом миграционной способности радионуклидов. Требуется исключить строительство и эксплуатацию зданий, независимо от назначения, а также использование всех источников водоснабжения населения без соблюдения требований радиационной безопасности.

Кратко охарактеризована роль пресных подземных вод в хозяйственно-питьевом водоснабжении крупных городов России, проведена сравнительная оценка запасов и использования подземных вод на различные цели в России и США. Обращено внимание на проседание земной поверхности под влиянием крупного водоотбора подземных вод. Оценена возможность использования пресных подземных вод для водообеспечения городского населения в условиях чрезвычайных ситуаций в настоящее время и дан прогноз до 2030 г. При этом на основании существующей потребности в питьевой воде (с учётом возможных изменений численности населения городов и установленных законодательством норм водопотребления) и наличии утверждённых запасов пресных подземных вод выполнен ориентировочный анализ обеспечения городов запасами пресных подземных вод при различной продолжительности чрезвычайных ситуаций. Обоснован вывод о необходимости создания системы резервного водоснабжения населения за счёт защищённых от загрязнения пресных подземных вод.

Представлена методика, позволяющая на основе комплексных исследований прочностных и фильтрационных характеристик несущих конструкций подземных сооружений решить задачи выявления условий образования дефектов и наметить мероприятия по повышению качества бетонных обделок. Для определения возможных пределов изменения водонепроницаемости бетона несущих конструкций подземных сооружений определено отклонение величины коэффициента фильтрации бетона от средней величины или коэффициент вариации. Найденный коэффициент вариации позволяет определить расчётную величину коэффициента фильтрации, которая должна закладываться в фильтрационный расчёт обделок. Чем выше величина коэффициента вариации, тем неоднороднее обделка, тем выше вероятность образования течи. Выявлены зоны, где обделка будет фильтровать воду из-за недостаточной плотности, и безопасная в этом отношении зона

На базе натурных и экспериментальных литолого-гидрогеохимических исследований, выполненных в Волго-Уральском седиментационном бассейне, выдвинут ряд принципиальных положений, касающихся механизма и кинетики процессов катионного обмена в гетерогенной системе вода-порода. Установлено, что они носят зональный характер и дифференцированы по глубине бассейна. Наиболее значимы ионообменные взаимодействия для верхней части зоны гипергенеза (до 300 м), сложенной верхнепермскими глинистыми осадками с высокими адсорбционными свойствами. Здесь отмечена коренная метаморфизация состава подземных растворов и образование пресных гидрокарбонатных натриевых и солёных сульфатных натриевых вод. В зонах ката- и метагенеза на глубинах более 1000-1500 м вследствие перестройки структуры глинистых минералов в ряду монтмориллонит-гидрослюда-хлорит резко снижается ёмкость поглощенного адсорбционного комплекса терригенных образований палеозоя и позднего протерозоя. Обменная адсорбция утрачивает своё геохимическое значение и не играет существенной роли в формировании рассолов хлоркальциевого типа. Происхождение их связывается с процессами эпигенетической доломитизации известняков под влиянием плотностной конвекции хлоридных натриево-магниевых рассолов из пермских эвапоритовых палеобассейнов.

Полигоны и свалки хранения отходов стали сопоставимы с зонами экологического бедствия. Чемодановский полигон хранения отходов в Пензенской области оказывает негативное воздействие на окружающую среду. По оценке воздействия на подземные воды и почвы полигон отнесён к категории «опасная», а категория защищённости грунтовых вод на его территории определена как минимальная. Ситуацию, сложившуюся на территории Чемодановского полигона, следует признать критической.

Рассмотрена проблема построения математической модели Кисловодского месторождения минеральных вод. Гидродинамический и гидрогеохимический режимы водоносных горизонтов характеризуются высокой динамичностью и зависят как от природных, так и техногенных факторов. Математическая модель месторождения описывается уравнениями в частных производных, отражающих плоско-пространственный процесс фильтрации и массопереноса. Исходя из особенностей геолого-гидрогеологического строения, приводится трехслойная плоско-пространственная модель геофильтрации, включающая верхний - напорно-безнапорный верхневаланжинский водоносный подгоризонт, и два напорных: нижневаланжинский подгоризонт и титонский горизонт. Ёмкостные и фильтрационные свойства водоносных горизонтов определялись по результатам опытно-фильтрационных работ. Приведены результаты моделирования и сопоставление с динамическими уровнями в наблюдательных скважинах.

Рассмотрена проблема проектирования систем управления гидролитосферными процессами. Многие гидролитосферные процессы описываются уравнениями в частным производныгх, математические модели которым не имеют аналитического решения. Для оценки динамических характеристик рассматриваемым объектов обычно используют аппроксимационные модели. На примере Архызского месторождение подземным вод показана методика определения параметров аппроксимационной модели. Приведены основные этапы проектирования рассматриваемым систем: выбор числа добывающих скважин; построения аппроксимационным моделей; адаптация методики синтеза распределённых систем управления для случая использования нестандартных аппроксимационным моделей; решение задачи синтеза распределённой системы управления гидролитосферными процессами рассматриваемого месторождения; дискретная форма записи алгоритма управления рассматриваемым процессом; моделирование работы замкнутой системы управления гидролитосферными процессами.

Оценены возможности кооперативным эффектов взаимодействия внешних и внутренних факторов углеводородным техногенных систем. На основе принципов самоорганизации рассмотрены возможности проявления и структуризация форм геохимической зональности при загрязнении гидролитосферы нефтью и нефтепродуктами. Для зон аэрации и насыщения приоритеты в формировании техногенной геохимической зональности отдаются органическому веществу.