METHODS THE PROTECTABILITY AND VULNERABILITY ASSESSING OF GROUND AND SURFACE WATERS, ADAPTED FOR THE CHERNOBYL EXCLUSION ZONE
DOI:
https://doi.org/10.32782/geotech2026.40.04Keywords:
protectability, vulnerability, groundwater, watercourses, watersheds, 90Sr, methods, indicators, factors, standardized indices, integral index, water exchangeAbstract
Several approaches to determining the protectability and vulnerability of groundwater and pressure interlayer waters from radioactive contamination dispersed on the surface have been considered. The selection and application of these approaches for the Chernobyl Exclusion Zone became possible only after many years of research and the accumulation of a sufficient amount of factual data on the features of the distribution of technogenic radionuclides in watersheds and the temporal changes in their removal by open watercourses. The most attention in the article is paid to the method of quantitative assessment of vulnerability of groundwater using standardized indices. This method uses the results of regular observations of the removal of 90Sr by surface runoff under conditions when the predominant amount of 90Sr enters the water intake with groundwater, which actually happens, with few exceptions (2012-2013, 2016), in the Chernobyl Exclusion Zone after 2001. The factors of groundwater protectability in this case are landscape and orohydrographic features that have a high correlation with the removal of 90Sr. Since the state of surface water pollution depends on landscape and hydrogeological conditions, it is advisable to apply a complex concept of protectability for groundwater and watercourses draining them in the Polissya zone. It is shown that even with a shortage of standard information for index assessments (such as DRASTIC), it is possible to select informative indicators that allow typifying the territory according to the conditions of protectability or vulnerability of groundwater and surface water. This method is effective specifically for regional assessments of protectability from pollution of small water catchment basins. Another method involves preliminary typification of the conditions of water exchange between groundwater and surface waters and assessment of groundwater vulnerability based on the highest values of correlation coefficients between the radionuclide content in groundwater and surface waters. Another method is designed to determine the hydrodynamic protection of the second from the surface, the Buchach-Kaniv pressure aquifer complex, based on the ratio of pressures with the first from the surface horizon, which is a source of pollution for it.
References
Автореабілітаційні процеси в екосистемах Чорнобильської зони відчуження. (2001). Під ред. Ю.О. Іванова, В.В. Доліна. Чернівці, Київ.
Бухарєв В.П., Степанов В.О., Семенюк Н.П., Скворцов В.В., Скаржинський О.В. (2000). Еколого-геологічне районування Чорнобильської зони відчуження. Геохімія та екологія. Зб. наук. праць ДНЦ радіогеохімії навкол. середовища НАН та МНС України. 2, 304-309.
Водний кодекс України. Верховна Рада України, (1995, редакція від 22.03.2026), https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/213/95-%D0%B2%D1%80#Text
Геохімія техногенних радіонуклідів. (2002). Відп. ред. Соботович Е.В. і Бондаренко Г.М. Київ: Наукова думка.
Долін В.В., Бондаренко Г.М., Орлов О.О. (2004). Самоочищення природного середовища після Чорнобильської катастрофи. Київ: Наукова думка, 221 с.
Кірєєв, С.І., Нікітіна, Т.І., Самойлов, Д.А., Бунтова, О.Г., Федоренко, О.А., Пилипчук, Т.В., Лясківський, В.В. (2025). Радіаційний стан зони відчуження у 2024 році за результатами радіаційно-екологічного моніторингу. Метеорологія. Гідрологія. Моніторинг довкілля, № 1 (7), 79-97.
Панасюк М., Сосонна Н., Коваленко І., Бузинний M., Шевченко O. ( 2024). Постійна математична модель фільтраційних і міграційних умов межиріччя Прип'ять – Уж Чорнобильської зони відчуження. Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка (Геологія). 1 (104), 115-123. https://doi.org/10.17721/1728-2713.104.14
Радіогідрогеологічний моніторинг 30-км зони та обгрунтування природоохоронних заходів на основі постійно діючої гідрогеологічної моделі. (1992). Звіт про НДР, ІГН НАНУ, ІГіМ УААН, Київ, 91с.
Розрахунок водно-радіаційного балансу осушувальних систем лівобережної заплави р.Прип'ять в 30-км зоні ЧАЕС. (1998). Звіт з НДР № ДР 0197U013344 в 2-х томах; наук. кер. О.Л. Шевченко, Київ, НІЦ РПД НАНУ, 213 с.
Соботович Е.В. та ін. (1991). Геохімія техногенезу. Під. ред. Е.В. Соботовича. Київ: Наукова думка, 228 с.
Чорнобиль. Зона відчуження. (2001). Збірник наук. праць. Київ: Наукова думка, 547с.
Шевченко О.Л. (2016). Методика оцінки бар’єрної стійкості водозборів щодо забруднюючих речовин. Доповіді національної академії наук України. 4. 69-77.
Шевченко О.Л. (2025). Новий метод оцінювання захищеності /вразливості грунтових та поверхневих вод на територіях з дифузним радіоактивним забрудненням. Збірник тез Всеукраїнської наук.-практ. конф. «Геоінтеграція: наука, технології та довкілля» (11-12 листопада, Київ). С. 34-40.
Шевченко О.Л., Долін В.В. (2018). Самоочищення підземних вод від 90Sr на фонових ділянках та при штучному забрудненні. Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка (Геологія), 3 (82). 100-106.
Шевченко О.Л., Долін В.В., Орлов О.О., Шабалін Б.Г., Кірєєв С., Азімов О.Т. та ін. (2023). Радіогідрогеохімія водозбірних басейнів Чорнобильської зони відчуження. За ред. Шевченка О.Л., Доліна В.В. Київ: Наукова думка, 348. http://doi.org/10.15407/978-966-00-1855-6
Шевченко О.Л., Козицький О.М., Насєдкін І.Ю., Рябцева Г.П., Бублясь В.М. та ін. (2011). Закономірності міграції техногенних радіонуклідів на меліоративних системах Чорнобильської зони відчуження (за результатами досліджень 1986-2004 рр.). За ред. Сташука В.А. Херсон: Олді-плюс, 415 с.
Шевченко О.Л., Шестопалов В.М., Сахацький О.І., Насєдкін І.Ю. та ін. (1999). Лівобережна заплава: шляхи вирішення проблеми перезволоження та зростання виносу 90Sr через проран в дамбі №7. Бюлетень екологічного стану Зони відчуження та зони безумовного (обов’язкового) відселення. 14. 51 – 57.
Aller L., Bennett T., Lehr J., Petty R., Hackett G. (1987). DRASTIC: a standardized system for evaluating ground water pollution potential using hydrogeologic settings US Environmental Protection Agency, Washington, DC, 455 p.
Barbulescu, A. Assessing Groundwater Vulnerability: DRASTIC and DRASTIC-Like Methods: A Review. (2020). Water, 12, 1356. https://doi.org/10.3390/w12051356.
Civita M., De Maio M. Assessing and mapping groundwater vulnerability to contamination: The Italian “combined” approach. Geofisica International, 2004, 43 (4), 513-532.
Chernobyl disaster and groundwater. (2002). Editor V. Shestopalov. A.A. Balkema Publisher. Lisse/Abingdon/Exton(pa)/Tokyo. Printed in India. 289 р.
Demchuk V., Viktorova N., Morozov V. et al. (1992). Migration and transformation of fuel particles in soil-water system in near zone of ChNPP.: Proc. of the intern. Symposium on Radioecology. Chemical Speciation. Hot particles. Znojmo, 23. Lee M. (1999). Drainage, Runoff and Vulnerability Maps. Surface water & groundwater: a combined resource. Paper No. 9, 1-8. https://www.iah-ireland.org/conference-proceedings/1999.pdf
Männik M., Karro E. (2023). Application of Modified DRASTIC Method for the Assessment and Validation of Confined Aquifer Vulnerability in Areas with Diverse Quaternary Deposits. Water. 15(20). 3585. https://doi.org/10.3390/w15203585
McKee T.B., Doesken N.J., Kleist J. (1993). The relationship of drought frequency and duration to time scales. In Proceedings of the 8th Conference on Applied Climatology, Anaheim, CL 17-22. 179–183.
Sifi, S., Zaghdoudi, S., Abdo, H.G., Aydi, A. (2026). Sensitivity analysis of multiple groundwater vulnerability models for enhancing resource management in the Menzel Bourguiba aquifer system, northern Tunisa. Hydrogeology Journal.
Shestopalov V.M., Boguslavskyi A.S., Bublyas V.M. (2014). Groundwater vulnerability: Chernobyl nuclear disaster. Editors: B. Faybishenko, T. J. Nicholson. USA. John Wiley & Sons. 119 p.
Shevchenko A.L., Charnyi D.V., Akinfiev G.A., Kireev S.I. (2016). Factors Governing Strontium-90 export with Surface Runoff in the Chernobyl NPP Restricted Zone. Water Resources. 43(3). 522-532.
Yeh H.-F., Hsu H.-L. (2019). Using the Markov Chain to analyze precipitation and groundwater drought characteristics and linkage with atmospheric circulation. Sustainability, 11(6), 1817, 1-18.
