Рудаков Л. М. НАУКОВО-ТЕХНІЧНІ ЗАСАДИ УПРАВЛІННЯ ЕКОЛОГІЧНОЮ БЕЗПЕКОЮ ГІДРОТЕХНІЧНИХ СПОРУД ГІРНИЧОПРОМИСЛОВОГО КОМПЛЕКСУ

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора наук

Державний реєстраційний номер

0526U000190

Здобувач

Спеціальність

  • 21.06.01 - Екологічна безпека

26-06-2026

Спеціалізована вчена рада

Д 08.080.02

Національний технічний університет "Дніпровська політехніка"

Анотація

Представлена дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, в якій вирішено актуальну науково-технічну проблему управління екологічною безпекою гідротехнічних споруд шляхом інтеграції інструментальних методів діагностики та прогнозного моделювання. На основі аналізу світових тенденцій у гірничодобувній галузі визначено, що порушення гідродинамічної рівноваги хвостосховищ створює незворотні загрози для геологічного та водного середовищ промислових регіонів. У роботі доведено, що прогресуюча деградація захисних дамб у гірничопромисловому комплексі Дніпропетровської області зумовлена сукупним впливом антропогенного перезволоження та динамічних навантажень від транспортних шляхів. Обґрунтовано, що існуючі системи регулярного моніторингу потребують доповнення методами дистанційної ідентифікації прихованих ділянок внутрішньої ерозії. Розроблено концептуальну модель управління екологічними ризиками, що базується на виявленні зон геодинамічної нестабільності та оцінці їхнього впливу на міграцію забруднюючих речовин. У результаті досліджень встановлено, що інтенсифікація фільтраційних потоків є ключовим показником переходу системи «структура–середовище» у критичний стан. Розроблено математичні моделі напружено-деформаційного стану ґрунтових масивів, що враховують анізотропію фізико-механічних властивостей алювіальних відкладень. Визначено закономірності зміни параметрів природного електромагнітного поля під впливом інтенсивної фільтрації та ущільнення тіла дамб. Отримано нові дані щодо взаємозв’язку між сейсмоакустичною емісією масивів та ймовірністю виникнення надзвичайних ситуацій на сховищах небезпечних відходів. На основі аналізу значного масиву статистичних даних про аварійність виявлено основні антропогенні причини відмов гідротехнічних споруд (ГТС) у світовій практиці. Детально розглянуто методологію комплексного використання неруйнівних дистанційних методів моніторингу довкілля. Доведено, що метод природного імпульсного електромагнітного поля Землі (ПІЕМПЗ) є найефективнішим інструментом для експрес-діагностики стану гідротехнічних споруд. Обґрунтовано оптимальні параметри вимірювальної мережі для проведення довгострокових досліджень на великомасштабних об’єктах. Запропоновано методику інтерпретації геофізичних сигналів для оперативного виявлення прихованих зон розущільнення або деструкції ґрунту. У результаті експериментальних досліджень встановлено кореляцію між питомою електричною провідністю ґрунтів та їхньою поточною вологістю. Розроблено математичні моделі, які дають змогу з високою точністю оцінювати динаміку просування фронту фільтраційного потоку в часі. Встановлено порогові значення інтенсивності випромінювання ПІЕМПЗ, які сигналізують про критичну загрозу прориву огороджувальної дамби. Отримано експериментальне підтвердження високої чутливості сучасних магнітометричних методів до виявлення зон розущільнення та підвищеної обводненості гідротехнічних споруд. На основі аналізу складної геологічної будови районів розташування накопичувачів встановлено тектонічні чинники впливу на їх цілісність

Публікації

Rudakov, L. M., Hapich, H. V., Orlinska, O. V., Pikarenia, D. S., Kovalenko, V. V., Chushkina, I. V., & Zaporozhchenko, V. Y. Problems of technical exploitation and ecological safety of hydrotechnical facilities of irrigation systems. Journal of Geology, Geography and Geoecology, 2020. №29(4), 776–788. https://doi.org/10.15421/112070.

Rudakov, D., Pikarenia, D., Orlinska, O., Rudakov, L., & Hapich, H. A predictive assessment of the uranium ore tailings impact on surface water contamination: Case study of the city of Kamianske, Ukraine. Journal of Environmental Radioactivity, 2023. 268-269, 107246. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2023.107246

Tymoshchuk, V., Rudakov, L., Pikarenia, D., Orlinska, O., & Hapich, H. Analyzing stability of protective structures as the elements of geotechnical tailing pond safety. Mining of Mineral Deposits, 202).17(4), 116–122. https://doi.org/10.33271/mining17.04.116.

Hapich, H., Pikarenia, D., Orlinska, O., Kovalenko, V., Rudakov, L., Chushkina, I., Maksymova, N., Makarova, T., & Katsevych, V. Improving the system of technical diagnostics and environmentally safe operation of soil hydraulic structures on small rivers. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2022. 2(10 (116)), 18–29. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.255167.

Orlinska, O., Pikarenia, D., Rudakov, L., & Hapich, H. Local and Regional Tectonic Influence of Territory on Geohazard of Dam of Radioactive Waste Tailings (Ukraine). GeoHazards 2026, 7(1), 18, https://doi.org/10.3390/geohazards7010018

Pikarenia, D., Orlinska, O., Hapich, H., Rudakov, L., Chushkina, I., & 12 Mazurenko, R. (2024). Utilization of phosphogypsum from industrial dumps as an element of environmentally safe energy- and resource-conserving technologies. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1348(1), 012053. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1348/1/012053.

Orlinska, O., Pikarenia, D., Chushkina, I., Maksymova, N., Нapich, H., Rudakov, L., Roubík, H., & Rudakov, D. (2022). Features of water seepage from the retention basins of irrigation systems with different geological structures. V Industrial, Mechanical And Electrical Engineering. Aip publishing. https://doi.org/10.1063/5.0109330.

Hapich, H., Pikarenya, D., Rudakov, L., Maximova, N., & Makarova, T.. Оцінка ризику аварії та розрахунок процесу руйнування ґрунтової греблі хвостосховища. Комунальне господарство міст, 2020. № 3(156), 99–104. https://doi.org/10.33042/2522-1809-2020-3-156-99-104

Orlinska, O., Pikarenya, D., Hapich, H., Maksymova, N., Rudakov, L., & Chushkina, I. Оцінка технічного стану та екологічної безпеки експлуатації магістрального каналу Кільченської зрошувальної системи. Збірник наукових праць НГУ, 2020. № 60, 186–195. https://doi.org/10.33271/crpnmu/60.186.

Chushkina, I., Rudakov, D., Orlinskaya, O., Hapich, H., Maksimova, N., & Rudakov, L. Порівняльна оцінка та удосконалення розрахунку фільтраційних втрат води з регулюючих басейнів зрошувальних систем. Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки, 202). №34, 37–43. https://doi.org/10.32347/2524-0021.2020.34.37-43.

Рудаков Л.М. Оцінювання рівня екологічної безпеки хвостосховища радіоактивних відходів із застосуванням контрольних списків. Науковопрактичний журнал «Екологічні науки», 2023. №2 (47), С.107-111. https://doi.org/10.32846/2306-9716/2023.eco.2-47.17.

Рудаков Л.М. Екологічна та експлуатаційна безпека хвостосховищ: 13 аналіз аварій, причин та методів діагностики технічного стану. Екологічна безпека та природокористування, 2023. 46 № 2, С.66-84. https://doi.org/10.32347/2411-4049.2023.2.66-84.

Рудаков Л.М. Дніпровське хвостосховище: історія, сучасна небезпека, методи контролю і заходи для захисту довкілля. Збірник наукових праць НГУ. 2024. №78. С. 174-185. https://doi.org/10.33271/crpnmu/78.174

Рудаков Л.М. Обґрунтування технічних заходів з рекультивації хвостосховища радіоактивних відходів Збірник наукових праць НГУ 2024. №79. С. 302-315. https://doi.org/10.33271/crpnmu/79.302.

Рудаков Л.М. Вплив змін клімату на гідрологічний режим водозбору та екологічну безпеку Дніпровського хвостосховища. 2025. Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки, №(49), С.48–52. https://doi.org/10.32347/2524-0021.2025.49.38-52.

Рудаков Л.М., Пікареня Д.С., Орлінська О.В., Гапіч Г.В. Діагностика технічного стану грунтової дамби хвостосховища Вільногірського ГМК геофізичними методами та заходи з підвищення рівня екологічно безпечної експлуатації. Збірник наукових праць НГУ. 2025. №80. С. 324–335. https://doi.org/10.33271/crpnmu/80.324

Орлінська О.В., Пікареня Д.С., Рудаков Д.В., Рудаков Л.М., Подопригора П.В. Роль тектонічного фактору у підвищенні екологічної безпеки хвостосховищ. Науковий журнал Метінвест Політехніки. Серія: Технічні науки, № 4, 2025. С. 40- 49. DOI https://doi.org/10.32782/3041-2080/2025-4-5.

Рудаков Л.М., Чушкіна І.В., Орлінська О.В., Пікареня Д.С. Геологічні та тектонічні фактори впливу на технічний стан гідротехнічних споруд цивільного призначення. Збірник наукових праць НГУ. 2025. №82. С.129-138. https://doi.org/10.33271/crpnmu/82.129.

Pikarenia, D. S., Orlinska, O. V., & Rudakov, L. M. Evaluation Of The 14 Technical Condition Of The Enclosing Dam Of The Dniprovske Tailings Dump By Geophysical Methods. MININGMETALTECH. Izdevnieciba “Baltija Publishing”2023 – THE MINING AND METALS SECTOR: INTEGRATION OF BUSINESS, TECHNOLOGY AND EDUCATION (с. 182–199). https://doi.org/10.30525/978-9934-26-382-8-10

Рудаков Л.  М. Кліматоп та космічні фактори динаміки агроекосистем / Л.  М. Рудаков // Розвиток Придніпровського регіону : агроекологічний аспект: монографія / за заг. ред. проф. А. С. Кобця ; відп. ред. проф. Д.  М. Онопрієнко та ін. / Дніпровський ДАЕУ. – Дніпро : Ліра, 2021. – С. 77-80. – Режим доступу : http://dspace.dsau.dp.ua/jspui/handle/123456789/6333.

Пат. 102040 Україна, МПК E21C41/00 Розчин для протифільтраційної завіси/ Мартиненко Т.В., Чушкіна І.В., Гришко Г.М., Кухарук П.В., Рудаков Л.М., Бєгун О.І., Деревянко В.М., П’ятниця І.В. заявл. 28.04.2015; опубл. 12.10.2015, Бюл. № 19

Пат. 120061 Україна МПК E02B3/16. Розчин для протифільтраційної завіси/ Ткачук Т.І., Любченко В.В., Гапіч Г.В., Гришко Г.М., Рудаков Л.М., Бєгун О.І., Дерев'янко В.М.,; заявл. 03.04.2017; опубл. 25.10.2017, Бюл. № 20.

Пат. 155030 Україна, МПК E21C41/32. Спосіб рекультивації відпрацьованих хвостосховищ уранопереробних виробництв /Рудаков Л.М., Гапіч Г.В., Калганков Є.В.; заявл. 10.07.2023; опубл. 10.01.2024, Бюл. №2.

Пат. 156936 Україна МПК E21C41/32 E21F15/00. Спосіб рекультивації хвостосховищ/ Кобець А.С., Пугач А.М., Рудаков Л.М.; заявл. 27.02.2024; опубл. 28.08.2024, Бюл. № 35.

Пат. 156998 Україна МПК 21C41/00. Спосіб біологічного закріплення поверхні хвостосховищ/ Кобець А.С., Пугач А.М., Рудаков Л.М.; заявл. 27.02.2024; опубл. 28.08.2024, Бюл. № 35.

Пат. 156999 Україна МПК E21C41/32 E21F15/00. Спосіб рекультивації хвостосховищ/ Кобець А.С., Пугач А.М., Рудаков Л.М.; заявл. 27.02.2024; 15 опубл. 28.08.2024, Бюл. № 35.

Пат. 156782 Україна, МПК G01V3/00. Спосіб встановлення шляхів фільтраційної міграції радіонуклідів крізь порушені ділянки конструкції ґрунтових дамб обвалування хвостосховищ/Рудаков Л.М., Орлінська О.В., Пікареня Д.С., Гапіч Г.В.; заявл. 29.05.2023; опубл. 07.08.2024, Бюл. № 32.

Пат. 156756 Україна МПК A01B79/00 E21C41/26. Спосіб біологічного закріплення поверхні хвостосховищ/ Кобець А.С., Пугач А.М., Рудаков Л.М.; заявл. 27.02.2024; опубл. 31.07.2024, Бюл. № 31.

Пат. 156757 Україна МПК E21C41/00. Спосіб біологічного закріплення поверхні хвостосховищ/ Кобець А.С., Пугач А.М., Рудаков Л.М.; заявл. 27.02.2024; опубл. 31.07.2024, Бюл. № 31.

Пат. 121578 Україна МПК E02B3/00 E02B3/16. Протифільтраційна композиція/ Ткачук Т.І., Любченко В.В., Гапіч Г.В., Сопільняк С.В., Бєгун О.І., Рудаков Л.М., Онопрієнко Д.М., Гришко Г.М.; заявл. 16.06.2017; опубл. 11.12.2017, Бюл. № 27.

Орлінська О.В., Рудаков Л.М., Гапіч Г.В. Оцінка стану гідротехнічних споруд меліоративних систем Дніпропетровської області//Матеріали науковопрактичної конференції “Природа і вода” 22 березня 2018 р. – Дніпро: ДДАЕУ. – 2018. – С.49-50.

Гапіч Г.В., Рудаков Л.М., Загній А.О. Оцінювання технічного стану та безпеки експлуатації грунтових гідротехнічних споруд водогосподарського призначення//Матеріали Регіональної науково-практичної конференції "Вода для всіх", присвяченої Всесвітньому дню водних ресурсів (м. Дніпро, 22 березня 2019 р.). – С.10-13.

Рудаков Л.М. Небезпечні техногенні процеси в грунтових гідротехнічних спорудах//Матеріали Міжнародної науково-практичної інтернетконференції «Сучасний стан та перспективи розвитку меліорації земель» (до дня пам’яті доктора географічних наук, професора Литовченка О.Ф.). 30 листопада 16 2020 р. Дніпро: ДДАЕУ, 2020. С.64-66.

Орлінська О. В., Пікареня Д. С., Рудаков Л.М., Гапіч Г.В. Дослідження шляхів фільтрації води з гідротехнічних споруд зрошувальних мереж//Ґрунтові води : Матеріали регіональної науково-практичної конференції (03 червня 2022 р.) : До Всесвітнього дня води. – Дніпро: ДДАЕУ, 2022. – С. 51 - 52. – Режим доступу: https://dspace.dsau.dp.ua/handle/123456789/9274.

Рудаков Л.М. Проблема зникнення малих річок на прикладі межиріччя Коноплянки і Дніпра збірник тез XI Міжнародної науково-практичної онлайнконференції «ПРИСКОРЕННЯ ЗМІН ДЛЯ ПОДОЛАННЯ ВОДНОЇ КРИЗИ В УКРАЇНІ», Присвяченої Всесвітньому дню водних ресурсів. Київ, Інститут водних проблем і меліорації НААН, 2023. С. 141-142.

Гапіч Г.В., Орлінська О.В., Пікареня Д.С., Рудаков Л.М. Шляхи рекультивації хвостосховища радіоактивних відходів у місті Кам’янське//Міжнародний форум «Безпечна, комфортна, спроможна, територіальна громада» - 2023: матеріали міжнар. конф., 11-13 жовтня 2023 р., м. Дніпро. – Д.: НТУ «Дніпровська політехніка», 2023. – С. 57-59.

Рудаков Л.М., Орлінська О.В., Пікареня Д.С. Роль водогосподарської інфраструктури у забезпеченні водної та екологічної безпеки в умовах військового стану// Матеріали І Міжнародної конференції «Україна 2025: виклики та перспективи сталого розвитку», 23 жовтня 2025 р. Київ. С.59-61.

Орлінська О.В., Пікареня Д.С., Рудаков Л.М. Оцінка тектонічного ризику порушення стійкості гідротехнічних споруд хвостосховища «Дніпровське» на основі аналізу лінеаментних зон та геофізичних даних//3 Міжнародна науковопрактична інтернет-конференція «Impact of Artificial Intelligence and Other Technologies on Sustainable Development», 11-12 грудня 2025 р. Дніпро. С.225- 229

Рудаков Д.В., Орлінська О.В., Пікареня Д.С., Рудаков Л.М. Оцінка індексів небезпеки та ризику хвостосховищ Дніпропетровської області// Міжнародна науково-практична інтернет-конференція «Development of Education, Science and Business: Results 2025», 18-19 грудня 2025 р. Дніпро. С. 432-434.

Орлінська О.В., Пікареня Д.С., Рудаков Л.М. Тектонічний фактор впливу на дамбу хвостосховища радіоактивних відходів «Сухачівське» // Science, Technology and Industry in the Digital Age: Collection of Scientific Papers with Proceedings of the 2nd International Scientific and Practical Conference. International Scientific Unity. December 17-19, 2025. Hamburg, Germany. Р. 339-343.

Файли

Схожі дисертації