hidrogeologija Lietuvoje

hidrogeològija Lietuvojè pradėta plėtoti 18 a. pabaigoje–19 a. pradžioje, kai požeminio vandens (Lietuvos požeminiai vandenys) buvo ieškota dėl jo gydomųjų savybių. Birštono ir Stakliškių mineralines versmes tyrinėjo S. B. Jundzilas (1792), Smardonės šaltinius (prie Likėnų) – T. Grotthussas (1816), Druskininkų apylinkėse (Nemuno šlaituose) trykštančias verdenes – Ignacas Fonbergas (1835–38). Mineralinio vandens gydyklos 1837 buvo įkurtos Druskininkuose, 1846 Birštone, 1890 Likėnuose. 1930–31 išgręžti pirmieji iki 300 m gylio gręžiniai, iš kurių buvo išgaunamas mineralinis vanduo Vytautas. 1928–29 ir 1935 mineralinio vandens iškrovos šaltinius Nemuno, Šventosios ir Neries upių slėniuose bei Likėnuose tyrinėjo M. Kaveckis. Mineralinio vandens telkinių žvalgymo darbai atlikti Druskininkuose (1970–71), Birštone (1973–78), Palangoje (1972–74), Likėnuose (1974–77, 1978–80) ir Vilniuje (1977–78).

hidrogeologija Lietuvoje. Mineralinio vandens šaltinis Vytautas Birštone (20 a. 4 dešimtmetis, nuotraukos autorius Jonas Klimas, Birštono muziejus)

Iki 20 a. pradžios miestų gyventojai vandenį gaudavo iš viešųjų iškastinių šulinių, kalvų šlaituose išsikraunančių šaltinių vandens kaupyklų ir negilių gręžinių. Pirmieji gilieji gręžiniai centralizuotam požeminio vandens tiekimui įrengti 1898 Klaipėdoje (gręžė E. Bieskės bendrovė iš Karaliaučiaus; vandentiekio požeminiai tinklai su geriamojo vandens paruošimu ir nuotekų šalinimo sistema pradėta tiesti 1901), 1914 – Vilniuje, Bernardinų sode (įrengė Liublianos inžinierius Oskaras Smrekeris), 1928 – Kaune, Eiguliuose (darbams vadovavo šveicarų inžinierius V. Briksas).

Nuo 1947 regioniniai geologinio kartografavimo darbai apėmė šulinių vandens cheminės sudėties nustatymą ir hidrogeologinius tyrimus naudojant gręžinius. Nuo 1945 iki 7 dešimtmečio pabaigos išgręžta daugiau kaip 3500 giliųjų hidrogeologinių gręžinių.

Požeminio vandens slūgsojimo sąlygų tyrimų padaugėjo nuo 1959, kai buvo vykdomas Lietuvos teritorijos kompleksinis geologinis ir hidrogeologinis kartografavimas (tęsėsi iki 8 dešimtmečio vidurio); buvo sudaryti 1:200 000 mastelio Lietuvos hidrogeologiniai kvartero ir prekvartero pamatinių uolienų žemėlapiai. Kartografavimo rezultatai apibendrinti leidinyje SSRS hidrogeologija. Lietuvos SSR (tomas 32, 1969, rusų kalba; redaktorius A. Kondratas); jame pateiktos hidrogeologinio rajonavimo ir vandeningųjų sluoksnių hidrostratigrafinės schemos, apibūdinta požeminio vandens slūgsojimo sąlygos, cheminė sudėtis, gamtinis nuotėkis.

Tyrimai

Moksliniai hidrogeologiniai tyrimai buvo vykdomi Geologijos ir geografijos institute (1963–2002 Geologijos institutas), nuo 1963 – Vilniaus universiteto Hidrogeologijos ir inžinerinės geologijos katedroje. Bendradarbiaujant Baltijos šalių geologinių tarnybų specialistams 1980 paruošti ir 1982 atspausdinti 1:500 000 mastelio Pabaltijo kvartero ir prekvartero pamatinių uolienų hidrogeologiniai žemėlapiai (R. Mokrik, Vincas Vienožinskis ir kiti; atsakingasis redaktorius V. Juodkazis), 1991 – 1:500 000 mastelio Pabaltijo gėlo požeminio vandens gamtinių resursų ir eksploatacinių išteklių hidrogeologiniai žemėlapiai (atsakingieji redaktoriai Igoris Zekceris ir V. Juodkazis).

Suaktyvėjo požeminio vandens telkinių paieška, jų eksploatavimo sąlygų (ištekliams vertinti pradėta naudoti analitinius skaičiavimus ir matematinius modelius), geriamojo vandens kokybės tyrimai. 1964 atliktas pirmasis Lietuvoje prognozinių eksploatacinių požeminio vandens išteklių vertinimas analitiniais metodais (V. Juodkazis), 1973–77 – matematinio modeliavimo metodu, naudojant elektros analogijos integratorių BUSE-70 ir skaitmeninę programinę įrangą BESM-6 (R. Mokrik, Vytautas Žemaitis, A. Zuzevičius). Vėliau atliktas Lietuvos teritorijos upių baseinų regioninis požeminio vandens eksploatuojamų išteklių vertinimas naudojant skaitmeninius modelius (Marius Gregorauskas 2003, 2008–09, 2012; Anicetas Štuopis 2008–09); nustatyti prognoziniai gėlo požeminio vandens išteklių rodikliai: minimalusis vidutinis nuotėkis iš pamatinių (prekvartero) sluoksnių – 13 mln. m³/d., eksploataciniai ištekliai – 3,6 mln. m³/d. (suvartojama 0,4 mln. m³/d. požeminio vandens).

Hidrogeologiniai moksliniai ir gamybiniai tyrimai buvo tęsiami keliomis kryptimis. Vandeningųjų sluoksnių užterštumo, vandenviečių režimo, požeminio vandens tričio ir anglies radioaktyviojo izotopo ¹⁴C amžiaus, regioninių išteklių ir sluoksnių hidraulinių parametrų tyrimus atliko V. Juodkazis, Vincas Vienožinskis, A. Kondratas, Algimantas Ignatavičius, Danutė Sakalauskienė, A. Klimas, Algirdas Domaševičius, M. Dobkevičius, Zenonas Šonta, Vincas Krikščiūnas, A. Zuzevičius, R. Mokrik, Vytautas Žemaitis, J. Paltanavičius, Juozas Banys, Albertas Alminas, Ričardas Zabulis, Bernardas Paukštys. Giliųjų sluoksnių vandenų cheminės sudėties ir termodinamikos, naftos telkinių angliavandenilių, retųjų dujų anomalijų sudėties tyrimus vykdė A. Kondratas, Algimantas Triponis, Zenonas Šonta, R. Mokrik. Požeminio vandens iškrovos vietas šelfe ir dugno nuosėdų porų vandens izotopinę-hidrocheminę sudėtį tyrinėjo R. Mokrik, Marius Gregorauskas, Kęstutis Jokšas, Algimantas Vaznonis, požeminio vandens sąveiką su jūrinio vandens intruzijomis pakrantės vandenvietėse matematiniais modeliais – Marius Gregorauskas, R. Mokrik. Aeracijos zonos tyrimus radioaktyviaisiais izotopais, žymėjimo (traseriniais) metodais, t. p. parametrinius tyrimus atliko Žana Skuratovič, J. Mažeika, Rimantas Petrošius, M. Dobkevičius, Petras Klizas, Vaidotas Piličiauskas, Mantas Plankis, Vytautas Žemaitis, Vaidotė Jakimavičiutė-Maselienė. Dirbtinio papildymo sistemų eksploatacijos, spindulinių šulinių įrengimo, vandenviečių gręžinių ir filtrų užsikimšimo klausimus nagrinėjo J. D. Diliūnas, Edmundas Jagminas, Algirdas Jonas Misiūnas, Eduardas Bendoraitis ir kiti.

Nuo 20 a. 10 dešimtmečio hidrogeologinėms problemoms spręsti pradėta taikyti pažangesni cheminės termodinamikos, aplinkos izotopų frakcionavimo ir inertinių dujų izotopų tyrimų metodai naudojant geoterminės energijos šilumos ir požeminio vandens srauto bei masės pernašos modelius (V. Juodkazis, P. Suveizdis, Vyta Rastenienė 1997; R. Mokrik 1997, 2003, 2014; A. Zuzevičius 2011; Audrius Indriulionis, Žygimantas Palaitis 2018; R. Mokrik, Vytautas Samalavičius 2022). Daug dėmesio skirta vandenyje ištirpusių mikroelementų ir organinių medžiagų migracijai bei gruntinio vandens užterštumo tyrimams (K. Kadūnas 1997; J. D. Diliūnas, Arūnas Jurevičius 1998; A. A. Klimas, Algirdas Mališauskas 2007; V. Juodkazis, Jurga Arustienė, A. A. Klimas, Antanas Marcinonis 2003; A. Kondratas 2001). Pradėti požeminio vandens telkinių kokybės ir technogeninių procesų poveikio vertinimo tyrimai (Antanas Marcinonis 1995; K. Kadūnas, Janina Giedraitienė 1998; Bernardas Paukštys, A. H. Cooperis, Jurga Arustienė 1999; J. D. Diliūnas, Edmundas Jagminas, Mykolas Kaminskas 2004; A. A. Klimas 2006). Sudaryta 1:200 000 mastelio hidrogeologinių žemėlapių serija (redaktorius V. Juodkazis 1977–78, 1981, 1983, 1985–86) ir Lietuvos požeminio vandens atlasas (K. Kadūnas, Petras Putys, Petras Gedžiūnas 2018).

Srauto ir masės pernašos modeliavimo tyrimai buvo atlikti regioninės požeminio vandens cheminės-izotopinės sudėties, gamtinio nuotėkio ir išteklių formavimosi problemoms spręsti (V. Juodkazis, R. Mokrik, Anicetas Štuopis 2012–14; A. Zuzevičius 2010). Sukurtas Baltijos artezinio baseino paleohidrogeologinės raidos konceptualus modelis (R. Mokrik 2003) ir Baltijos artezinio baseino 3D filtracijos modelis, kuris lygiagrečiai (vienu metu) buvo pagrįstas radioaktyviosios anglies, helio ir ⁸¹Kr/Kr inertinių dujų radioizotopiniais verifikavimo metodais (R. Mokrik, Marius Gregorauskas, Modestas Bujanauskas 2018). Artezinio vandens tėkmės trajektorijų pasiskirstymas ir vandenyje ištirpusių dalelių buvimo laikas sluoksniuose parodė, kad aktyviosios cirkuliacijos zonoje iki 400–450 m gylio vandens amžius svyruoja nuo keliolikos iki 25–30 tūkstančių metų. Didėjant gyliui, požeminio vandens amžius 500–1000 m gylio intervale palaipsniui didėja ir siekia 1 mln. metų, o didesniame nei 1000–1500 m gylyje gali siekti kelis milijonus metų ir daugiau (R. Mokrik 2023).

Veikalai

Svarbiausi veikalai: SSRS hidrogeologija. Lietuvos SSR (tomas 32, redaktorius A. Kondratas 1969, rusų kalba), Pabaltijo regioninė hidrogeologija (atsakingasis redaktorius V. Juodkazis 1989, rusų kalba), Lietuvos vandens telkinių būklė ir ūkinės veiklos poveikis (atsakingasis redaktorius Bernardas Paukštys 2011).

Hidrogeologijos veikalų parašė J. D. Diliūnas (Nemuno ir Neries upių slėnių požeminio vandens naudojimo perspektyvos 1973, rusų kalba), A. Kondratas (Lietuvos mineraliniai vandenys 1990, su Jonu Vaitiekūnu, rusų kalba; Antropogeninis poveikis Lietuvos gėlo požeminio vandens kokybei 2001), R. Mokrik (Baltijos baseino paleohidrogeologija. Vendas ir Kambras 1997, anglų kalba; Baltijos baseino paleohidrogeologija. Neoproterozojus ir fanerozojus 2003), V. Juodkazis (Organinė medžiaga Lietuvos gėlame požeminiame vandenyje 2003, su Jurga Arustiene, A. A. Klimu, Antanu Marcinoniu, anglų kalba), J. Mažeika (Radioizotopiniai metodai ekologinėje hidrogeologijoje 2004), A. A. Klimas (Vandens kokybė Lietuvos vandenvietėse: pokyčių studija 2006) ir kiti.

637