Анализ и прогнозирование качества подземных вод на урбанизированной территории: решения на примере Теплостанской возвышенности (ЮЗАО Москвы)

На примере Теплостанской возвышенности в юго-западной части Москвы, представляющей собой выраженную морфологическую структуру и естественный водораздел между бассейнами рек Сетуни, Очаковки и Москвы-реки, показано, что существующий объем экспериментальных исследований недостаточен для достоверного пространственно-временного анализа и прогноза качества подземных вод. В условиях высокой плотности застройки и дефицита свободных территорий подземное пространство мегаполиса активно используется для размещения транспортной инфраструктуры (метрополитен, тоннели), инженерных коммуникаций, коллекторов, подземных паркингов и складов. Такая многофункциональная эксплуатация нередко вступает в противоречие с сохранением естественного гидрогеологического режима, поскольку нарушает сложившиеся пути фильтрации, изменяет уровенный режим и может способствовать поступлению загрязнителей в водоносные горизонты. Предложена методика генерации синтетических данных (аугментация), учитывающая статистические особенности исходных временных рядов. Установлено, что при корректном выборе коэффициента расширения выборки аугментация позволяет надежно описывать как техногенные загрязнители (нефтепродукты), так и природные компоненты (кальций), обеспечивая возможность построения прогноза с доверительным интервалом. Показана возможность экстраполяции результатов на территорию округа с учетом морфологических и ландшафтных различий. Анализ выявил, что, несмотря на зафиксированное улучшение качества подземных вод в последние годы, сохраняется вероятность обратного тренда при усилении техногенной нагрузки и изменении климатических условий.

Дубов Н. Д., Куликова Е. Ю., Розенталь О. М. Анализ и прогнозирование качества подземных вод на урбанизированной территории: решения на примере Теплостанской возвышенности (ЮЗАО Москвы) // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2026. – № 10-1. – С. 87–108. DOI: 10.25018/0236_1493_2026_101_0_87.

Работа выполнена в рамках темы № FMWZ-2025-0002 Государственного задания ИВП РАН.

Дубов Никита Дмитриевич¹ — аспирант, e-mail: nikita_dubov.99@mail.ru, ORCID ID: 0009-0000-0068-7920, Scopus Author ID: 60437457600,
Куликова Елена Юрьевна — д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой, РТУ МИРЭА, НИТУ МИСИС, e-mail: kulikova_ey@mirea.ru, ORCID ID: 0000-0002-9290-671X, Scopus Author ID: 55827930100, SPIN-код 6674-6807, 
Розенталь Олег Моисеевич¹ — д-р техн. наук, профессор, главный научный сотрудник, e-mail: omro3@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0001-6261-6060, Scopus Author ID: 57201976349, SPIN-код: 4857-7570, 
¹ Институт водных проблем РАН.

Куликова Е.Ю., e-mail: kulikova_ey@mirea.ru.

1. Семячков А. И., Семячков К. А. Цифровая модель техногенеза подземных вод как элемент устойчивого развития городской среды // Устойчивое развитие горных территорий. — 2022. — Т. 14. — № 3. — С. 362—369. DOI: 10.21177/1998-4502-2022-14-3-362-369.

2. Токарев С. В., Амеличев Г. Н., Амеличев Е. Г. Оценка уязвимости карстовых подземных вод к загрязнению на основных массивах Горного Крыма с использованием региональной методики // Устойчивое развитие горных территорий. — 2024. — Т. 16. — № 1. — С. 397—409. DOI: 10.21177/1998-4502-2024-16-1-397-409.

3. Gautam S. K. A., Arulraj G. Prince, Joshi Suneel Kumar, Cho Ch. Forecasting land-use and land-cover change for groundwater sustainability in the Muvattupuzha basin using CA-Markov (2033—2050) // Scientific Reports. 2026, vol. 16, article 7462. DOI: 10.1038/s41598-026-38961-2.

4. Жуков С. А. Обоснование экологической безопасности при эксплуатации объектов метрополитена с учетом гидрогеологического риска // Горные науки и технологии. — 2024. — Т. 9. —  № 3. — С. 283—291. DOI: 10.17073/2500-0632-2024-04-259.

5. Kushwaha N. L., Sahoo M., Biwalkar N. Machine learning approaches for assessing groundwater quality and its implications for water conservation in the sub-tropical capital region of India // Water Conservation Science and Engineering. 2025, vol. 10, article 25. DOI: 10.1007/s41101-025-00348-1.

6. Розенталь О., Крохин Г. Гидрохимическая динамика речного потока горной реки (на примере р. Катунь) // Экология и промышленность России. — 2025. — Т. 29. — № 1. — С. 59—65. DOI: 10.18412/1816-0395-2025-1-59-65.

7. Левин Е., Шабанова С., Арстаналиев Е., Абишев М., Жантурин Ж., Сагитов Р., Василевская С., Дудоров В. Оценка соответствия ЛБР-технологии очистки сточных вод централизованных систем водоотведения поселений требованиям НДТ // Экология и промышленность России. — 2024. — Т. 28. — № 7. — С. 42—47. DOI: 10.18412/1816-0395-2024-7-42-47.

8. Singh V., Srivastava R. K., Bhatt A. K. Groundwater Pollution / Battling Air and Water Pollution. Springer, Singapore. 2025. DOI: 10.1007/978-981-96-4375-2_10.

9. Majee U., Ghosh P., Filippelli G. M. Seasonal dynamics of groundwater pollution and health risks in municipal solid waste-affected urban settlements of Bengaluru, Kolkata and Durgapur, India // Environmental Geochemistry and Health. 2026, vol. 48, article 47. DOI: 10.1007/s10653-025-02928-5.

10. Куликова Е. Ю., Баловцев С. В., Скопинцева О. В., Рыбичев А. А. Управление гидрогеологическими рисками при ведении горных и строительных работ // Устойчивое развитие горных территорий. — 2026. — Т. 18. — № 2. — С. 748—755. DOI: 10.21177/1998-4502-2026-18-2-748-755.

11. Parvin F., Shetu M. H., Tareq S. M., Ahmed S. M. Groundwater pollution in urban areas / Hydrology and Urban Water Supply. Water and Wastewater Management. Springer, Cham. 2024, pp. 123—135. DOI: 10.1007/978-3-031-72589-0_10.

12. Liu Y., Zhang Y., Lv H., Zhao L., Wang X., Yang Z., Li R., Chen W. Research on the traceability and treatment of nitrate pollution in groundwater: a comprehensive review // Environmental Geochemistry and Health. 2025, vol. 47, article 107. DOI: 10.1007/s10653-025-02412-0.

13. Li P., Wu J., He X., Wang Y., Ren X., Li L. Hydrochemistry and quality of groundwater / Water Resources Research in Northern Qinling Mountains, China. Springer Hydrogeology. Springer, Cham. 2026, pp. 119—139. DOI: 10.1007/978-3-032-09395-0_6.

14. Sarkar S., Patil S. A., Endait M. S. Assessment of physicochemical characteristics and groundwater pollution potential of urban landfill leachate / Pollution Control for Clean Environment, vol. 2. ICPCCE 2023. Lecture Notes in Civil Engineering. 2025, vol. 416, pp. 387—395. Springer, Singapore. DOI: 10.1007/978-981-97-7846-1_35.

15. Jiang H., Liu X., Bao H., Bi J., Lin T., He T. Intensive construction technology for urban underground parking shaft // Frontiers of Structural and Civil Engineering. 2024, vol. 18, pp. 1649—1662. DOI: 10.1007/s11709-024-1120-0.

16. Wan F., Li Q., Lan S., Zhang N., Li H., Qi Z. Research on the impact of tunnel construction on wetland groundwater level based on high-density electrical method / Proceedings of the 7th International Symposium on Water Resource and Environmental Management. WREM 2024. Environmental Science and Engineering. Springer, Cham. 2025, pp. 369—378. DOI: 10.1007/978-3-031-88850-2_28.

17. Jiang H., Huang Z., Zhang H., Yang J. Analysis of the mechanical properties of central columns in the subway station in response to groundwater level rise // Urban Rail Transit. 2025, vol. 11, pp. 391—411. DOI: 10.1007/s40864-025-00253-9.

18. Zhou Z., Zhang D., Gao C., Li Zh., Guo Xu, Shang Ch., Wang P. Interaction analysis of subway construction and groundwater seepage in spring area using PD-FVM coupling method // Computational Particle Mechanics. 2025, vol. 12, pp. 1529—1547. DOI: 10.1007/s40571-024-00874-0.

19. Kapanski A. A., Hruntovich N. V., Klyuev R. V., Boltrushevich A. E., Sorokova S. N., Efremenkov E. A., Demin A. Y., Martyushev N. V. Intelligent methods of operational response to accidents in urban water supply systems based on LSTM neural network models // Smart Cities. 2025, vol. 8, no. 2, article 59. DOI: 10.3390/smartcities8020059.

20. Kapanski A. A., Hruntovich N. V., Klyuev R. V., Brigida V. S. Identification of easily accessible urban water consumption factors for energy-efficient management of pumping stations // Water Conservation Science and Engineering. 2025, vol. 10, no. 2, article 46. DOI: 10.1007/s41101-025-00372-1.