Статистическая оценка и прогнозирование качества подземных вод волжско-альбского водоносного горизонта на урбанизированной территории

Представлены результаты комплексного анализа качества подземных вод волжско-альбского водоносного горизонта в условиях крупного мегаполиса на основе данных мониторинга 2018–2025 гг. Особое внимание уделено сульфатной, кислотной и хлоридной агрессии подземных вод, которые могут привести к выщелачиванию бетона и коррозии элементов подземных и заглубленных сооружений города. Проведено 149 анализов трех ключевых компонентов: ионов аммония (NH4+), кальция (Ca2+) и нефтепродуктов из сети 10 наблюдательных скважин на глубинах 15–45 м. Применены методы описательной статистики, корреляционного анализа, моделирования временных рядов (ARIMA), линейных трендовых моделей, а также анализ пространственной зависимости (коэффициент Спирмена, тест Мантелла) с учетом расстояния до реки. Установлено, что концентрация NH4+ колеблется в диапазоне 0,06–67,0 мг/л (среднее 5,03 мг/л, коэффициент вариации CV = 48–152%), Ca2+ – 4,53–333,0 мг/л (среднее 73,44 мг/л), а суммарное количество нефтепродуктов снизилось на 65-88% за исследуемый период. Максимальные загрязнения зафиксированы в центре города и в зонах с интенсивным автомобильным движением, минимальные – в парковых зонах. Корреляционный анализ показал слабую положительную связь между NH4+ и Ca2+ (r = 0,299), что указывает на локальные особенности и источники загрязнения. Прогноз на 2026 год свидетельствует о снижении концентраций нефтепродуктов (ожидаемое снижение – на 15–20%) и стабилизации качества воды в большинстве районов, однако в центральной части исследуемой территории прогнозируется рост концентраций NH4+ на 10–15%. 

Дубов Н. Д., Розенталь О. М., Куликова Е. Ю. Статистическая оценка и прогнозирование качества подземных вод волжско-альбского водоносного горизонта на урбанизированной территории // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2026. – № 8. – С. 53–66. DOI: 10.25018/0236_1493_2026_8_0_53.

Дубов Никита Дмитриевич¹ — аспирант, e-mail: nikita_dubov.99@mail.ru, ORCID ID: 0009-0000-0068-7920, Scopus Author ID: 60437457600, 
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, 
Куликова Елена Юрьевна — д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой, МИРЭА — Российский технологический университет; Национальный университет науки и технологий МИСИС, e-mail: kulikova_ey@mirea.ru, ORCID ID: 0000-0002-9290-671X, Scopus Author ID: 55827930100, SPIN-код 6674-6807, 
¹ Институт водных проблем Российской академии наук.

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. Куликова Е. Ю., Баловцев С. В., Скопинцева О. В. Комплексная оценка геоэкологических рисков при ведении открытых и подземных горных работ // Устойчивое развитие горных территорий. — 2024. — Т. 16. — № 1. — С. 205—216. DOI: 10.21177/1998-4502-2024-16-1-205-216.

4. Сарэу Н. Ю. Алгоритм снижения концентрации свинца в грунте и подземных водах на территории строительства объектов метрополитена с помощью биологических агентов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2025. — № 11. — С. 64—74. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_11_0_64.

5. 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.

6. Куликова Е. Ю., Розенталь О. М. Оценка гидрогеологического риска при строительстве и эксплуатации подземных сооружений метрополитена // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2026. — № 1. — С. 5—15. DOI: 10.25018/0236_1493_2026_1_0_5.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

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.