Оцінка якості поверхневих вод методами сучасних геоінформаційних технологій (на прикладі р. Сіверський Донець) - Автореферат

Розробці сучасних технологій оцінки якості поверхневих вод, науковому обґрунтуванню вдосконалення існуючої системи моніторингу, прийняттю оперативних управлінських рішень для задач екологічної безпеки, які базуються на використанні сучасних засобів геоінформаційних систем (ГІС) методів дистанційного зондування Землі (ДЗЗ) з космосу і, в тому числі, методів картографічного узагальнення даних, присвячена дана дисертаційна робота. Сіверський Донець та виконати розрахунки якості поверхневих вод на основі існуючої методики проведення оцінки по класах та категоріях; застосувати метод геостатистичного аналізу даних у геоінформаційних системах для оцінки якості води за даними державного моніторингу та удосконалити метод оцінки стану поверхневих вод за класами та категоріями шляхом застосування геостатистичного методу аналізу; Наукова новизна одержаних результатів: - створено новий метод оцінки якості поверхневих вод, який відрізняється від існуючих використанням геостатистичних методів інтерполяції даних моніторингу та удосконаленим методом обробки даних про якість по класах та категоріях, що дозволяє покращити ведення екологічного моніторингу поверхневих вод; Практичне значення одержаних результатів: Розроблена та впроваджена в практику модель оцінки якості поверхневих вод шляхом інтеграції відомої в Україні Методики по розрахунку антропогенного навантаження і екологічного стану басейнів малих річок України у середовище сучасної геоінформаційної системи ARCGIS, що дозволяє удвічі швидше проводити розрахунки за кількісними та якісними показниками якості поверхневих вод та уникати негативного впливу людського фактору.Удосконалено метод оцінки якості поверхневих вод шляхом синтезу геостатистичних методів інтерполяції та методу оцінки якості по класах та категоріях, в результаті якого встановлені закономірності зміни якості поверхневих вод не тільки в місцях взяття проб, але й по всьому басейну (на прикладі р. Запропоновано нові підходи до вдосконалення системи державного моніторингу водних ресурсів, підвищення обєктивності і наочності матеріалів, які включаються в нормативні документи, повязані з оцінками впливу на басейни річок промислових обєктів, що базуються на сучасних ДЗЗ/ГІС технологіях. Створено базу геоданих на основі даних Держгідромету України про якість вод та даних Держводгоспу України щодо водокористувачів, які звітують за державною статистичною формою 2-ТП (водгосп), та їх впливу на якість поверхневих вод басейну р.

1. Удосконалено метод оцінки якості поверхневих вод шляхом синтезу геостатистичних методів інтерполяції та методу оцінки якості по класах та категоріях, в результаті якого встановлені закономірності зміни якості поверхневих вод не тільки в місцях взяття проб, але й по всьому басейну (на прикладі р. Сіверський Донець);

2. Запропоновано нові підходи до вдосконалення системи державного моніторингу водних ресурсів, підвищення обєктивності і наочності матеріалів, які включаються в нормативні документи, повязані з оцінками впливу на басейни річок промислових обєктів, що базуються на сучасних ДЗЗ/ГІС технологіях.

3. Створено базу геоданих на основі даних Держгідромету України про якість вод та даних Держводгоспу України щодо водокористувачів, які звітують за державною статистичною формою 2-ТП (водгосп), та їх впливу на якість поверхневих вод басейну р. Сіверський Донець.

4. Продемонстрована доцільність використання оперативних космічних знімків у розрізі дослідження стану поверхневих вод та проведена інвентаризація підприємств, що розташовані та впливають на якість поверхневих вод р. Сіверський Донець за допомогою методів ДЗЗ.

5. Дістали подальшого розвитку картографічні моделі якості поверхневих вод басейну р. Сіверський Донець, які відображають: - безперервну інтерпольовану поверхню категорій якості поверхневих вод в будь-якій точці басейну річки;

- вірогідність змін якості поверхневих вод басейну р. Сіверський Донець, згідно якої можна отримувати інформацію про те, в якій точці вірогідність погіршення якості поверхневих вод більша або менша;

- стандартну помилку інтерполяції категорій якості поверхневих вод басейну р. Сіверський Донець.

6. Впроваджено результати досліджень у виробничу діяльність: Сіверсько-Донецького басейнового управління водних ресурсів Державного комітету України по водному господарству; Північно-східній філії Державного науково-виробничого центру «Природа»; у навчальних процесах Національного аерокосмічного університету «ХАІ» та Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут».

7. Показано, що результати просторового аналізу суттєво доповнюють ведення державного екологічного моніторингу та можуть бути легко поширені на інші басейни річок України та сусідніх країн, наприклад, Росії та Білорусі, де має місце схожа структура вихідних даних та програмне забезпечення для їх ведення на державному рівні та крім того, можуть бути використані не тільки у розрізі водних ресурсів, але й, після певного доопрацювання для інших обєктів моніторингу.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦІЇ ВИКЛАДЕНО У ПРАЦЯХ

1. Використання ГІС-технологій для інвентаризації джерел забруднення поверхневих вод транскордонних обєктів / [Анпілова Є.С., Волошкіна О.С., Трофимчук О.М., Цибульській А.І.] // Екологія і ресурси. - 2007. - №16. - С. 46-51.

2. Василенко С.Л. Застосування аперіодичних ланок системи автоматичного управління для моделювання адвективно-дифузійного переносу розчинених сполук у водотоках / С.Л. Василенко, Є.С. Анпілова //Екологія і ресурси. - 2007. - №17 - С. 95-98.

3. Аналитико-статистический подход к моделированию трансформации загрязняющих веществ в зоне смешения речной и возвратной воды / С.Л. Василенко, А.Н. Трофимчук, Е.С. Анпилова // Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки. - 2007. -. - С. 35-42.

4. Анпілова Є.С. Щодо питання ведення моніторингу на створах річки Сіверський Донець / Є.С. Анпілова // Екологія і ресурси. - 2006. - №13. - С. 127-132.

5. Анпілова Є.С. ГІС-технології для оцінки техногенного впливу нафтопроводів на навколишнє середовище та оцінки збитків / Є.С. Анпілова, В.І. Клименко // Екологія і ресурси. - 2003. - №8. - С. 52-58.

6. Оцінка якості басейну транскордонної р. Сіверський Донець геостатистичним методом / [Анпілова Є.С., Клименко В.І., Красовський Г.Я., Трофимчук О.М.] // ІІ -й Всеукраїнський зїзд екологів з міжнародною участю (Екологія/Ecology-2009): зб. наук. статей, (Вінниця, 23-29 вересня 2009 р.) М-во освіти та науки, Вінниц. нац. тех. унівр-т - В.: Вінниц. нац. тех. унівр-т, 2009. - С. 100-103.

7. Анпілова Є.С. Аналіз даних якості поверхневих вод басейну р. Сіверський Донець геостатистичним методом / Є.С. Анпілова, О.М. Трофимчук // Сучасні інформаційні технології управління екологічною безпекою, природокористуванням, заходами в надзвичайних ситуаціях: VIII міжнар. наук.-практ. конф., (АР Крим с. Рибаче, 7-10 вересня 2009р.): тези доповідей. - НАНУ - Київ - Харків - АР Крим, 2009. - С. 5-13

8. Анпілова Є.С. ГІС/ДЗЗ технології в управлінні басейном транскордонної річки Сіверський Донець / Є.С. Анпілова // Сучасні інформаційні технології управління екологічною безпекою, природокористуванням, заходами в надзвичайних ситуаціях: VII міжнар. наук.-практ. конф., (АР Крим с. Рибаче, 1-5 вересня 2008р.): тези доповідей. - РНБУ- Київ - Харків - АР Крим, 2008. - С. 41-48.

9. Анпілова Є.С. Сучасне ведення моніторингу басейну транскордонної річки Сіверський Донець за допомогою ГІС/ДЗЗ технологій

/ Є.С. Анпілова // Сучасні проблеми створення і ефективного використання єдиного інформаційного простору України при підготовці і прийнятті управлінських рішень: міжнар. наук.-практ. конф., 12-13 грудня 2007 р.: матеріали конф. - НАНУ- Київ, 2007. - С. 125-129.

10. Анпілова Є.С. Оцінка якості води басейну річки Сіверський Донець в межах Луганської області за допомогою ГІС/ДЗЗ технологій / Є.С. Анпілова, О.М. Трофимчук // Можливості сучасних ГІС/ДЗЗ-технологій у сприянні вирішення проблем Луганщини: регіонал. нарада, 21-22 листопада 2007 р.: матер. наради. - НКАУ - Луганськ, 2007. - С. 68-72.

11. Анпілова Є.С. Огляд використання ГІС для моделювання процесів, що відбуваються у водних обєктах / Є.С. Анпілова // Сучасні інформаційні технології управління екологічною безпекою, природокористуванням, заходами в надзвичайних ситуаціях: VI міжнар. наук.-практ. конф.: тези доповідей. - РНБУ - Р Крим с. Рибаче. - Київ - Харків - АР Крим, 2007. - С. 52-60.

12. Волошкіна О.С. Оцінка гідрохімічного режиму якості поверхневих вод транскордонної ділянки р. Сіверський Донець в межах Луганської області / О.С. Волошкіна, Є.С. Анпілова // Экология и здоровье человека. Охрана воздушного и водного бассейнов. Утилизация отходов: XV междунар. науч.-прак. конф., 4-8 июня 2007г.: сб. науч. трудов - Х.: УКРГНТЦ «Энергосталь», «Издательство Сага», 2007. - Т. ІІ. -С. 193-205.

13. Анпілова Є.С. Щодо питання басейнового принципу управління водними ресурсами / Є.С. Анпілова // Проблеми розробки і впровадження сучасних інформаційних технологій моніторингу навколишнього середовища та управління екологічною і інформаційною безпекою в регіонах : ІІІ міжнар.наук.-практ. конф.: тези доповідей - Крим, 2004. - С. 124-125.

14. Анпілова Є.С. Впровадження та використання сучасних ГІС-технологій в управління якістю поверхневих вод / Є.С. Анпілова // Можливості сучасних ГІС/ДЗЗ - технологій у сприянні вирішення проблем Рівненщини: регіонал. нарада, 12-14 грудня 2006 р.: матер. наради. - НКАУ - Рівне: 2006. - С. 13-15.

15. Анпілова Є.С. Доцільність впровадження ГІС технологій для управління басейном транскордонної річки Сіверський Донець / Є.С. Анпілова // Застосування інформаційних технологій на шляху досягнення сталого розвитку: міжвузівська студ. наук.-техн. конф.: матер. конф. - Л.: МОН, Нац. лісотех. ун-т України, 2008. - С. 43-44.

16. Анпілова Є.С. Здійснення моніторингу транскордонної річки Сіверський Донець засобами ГІС/ДЗЗ технологій / Є.С. Анпілова // Шевченківська весна: -VI міжнар. наук.-практ. конф. студ., аспір. та мол. вчених, 20-23 березня 2008 р.: матер. конф. - К.: Наук. тов. студ. та аспір. Киівск. нац. ун-ту ім. Т. Шевченка, 2008 . - Том. 1. - С. 4-5.