WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные матриалы
 


«УДК [502:061],003.13:66.013 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА ПОДЗЕМНЫХ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ ПРОМЫШЛЕННОГО УЗЛА В.А. Немтинов1, А.А. Литвинов2, Ю.В. ...»

УДК [502:061],003.13:66.013

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ОЦЕНКЕ

КАЧЕСТВА ПОДЗЕМНЫХ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ

ПРОМЫШЛЕННОГО УЗЛА

В.А. Немтинов1, А.А. Литвинов2, Ю.В. Немтинова1

Кафедры: «Автоматизированное проектирование

технологического оборудования» (1),

«Информационные системы (2), ТГТУ

Представлена членом редколлегии профессором В.И. Коноваловым

Ключевые слова и фразы: ГИС-технологии; информационная система;

подземные водные ресурсы.

Аннотация: Рассмотрен подход, позволяющий оценить качество подземных водных ресурсов промышленного узла г. Тамбова с использованием геоинформационной системы ArcGIS фирмы ESRI.

Качество воды, использующейся для водоснабжения – одна из важнейших характеристик ее потребительских свойств. Химический состав воды определяет здоровье людей. Потребительскую ценность как источники водоснабжения имеют водоносные системы, расположенные в верхней гидродинамической зоне. В связи с этим оценке подвергаются подземные воды, расположенные до глубины 300 м.

Получение достоверной информации о количественных и качественных показателях воды в удобной для восприятия форме в настоящее время невозможно без использования современных информационных технологий.

В данной работе рассмотрен подход, который позволяет оценить количественные показатели воды на примере Тамбовского промышленного узла с использованием ГИС-технологий. В качестве базовой авторами выбрана система ArcGIS фирмы ESRI.

Сложившаяся схема обеспечения водой крупных потребителей Тамбовского региона, формировавшаяся в послевоенный период, предусматривала наиболее простой способ забора воды из поверхностных водоемов (рек). В настоящее время этот подход все меньше себя оправдывает, поскольку поверхностные воды сильно загрязнены. Проведение доочистки и водоподготовки с целью доведения вод до питьевого качества требует постоянных и крупных денежных вложений, что доступно лишь для крупных потребителей.

Нерешенными являются и такие проблемы как сравнительная оценка использования подземных и поверхностных вод для хозяйственного питьевого водоснабжения, установление взаимосвязи подземных вод с загрязненными речными и др. В связи с этим первоочередными являются задачи оценки возможности использования месторождений подземных вод в долинах реки Цны и ее притоков на основе математического моделирования процессов развития воронок депрессии при их эксплуатации и возможной взаимосвязи подземных и поверхностных вод; выбор конкретных месторождений для водоснабжения крупных потребителей; экономическая оценка целесообразности использования месторождений, удаленных от потребителей и мелких месторождений с водой не соответствующей по качеству нормативам и т.п.

ISSN 0136-5835. Вестник ТГТУ. 2005. Том 11. № 3. Transactions TSTU.

Для ответа на эти и другие вопросы целесообразным является создание пространственной информационной модели Тамбовского промышленного узла, включающей в себя: отображение рельефа местности и подземных горизонтов с их геологическими и гидрогеологическими характеристиками, в том числе и пластов, используемых для закачки сильнозагрязненных промышленных сточных вод; промышленные объекты различного назначения (предприятия, станция биохимической очистки сточных вод и т.п.); природные объекты (озера, участок реки Цны и ее притоки); известные источники образования загрязнений поверхностных и подземных вод; нагнетательные и барражные скважины химического предприятия с данными об объемах закачки сточных вод в глубокие водонепроницаемые слои и барражного отбора воды; водозаборные скважины с данными об объемах отбора воды на различные нужды; наблюдательные скважины и их характеристики; створы реки и другие точки (пункты) отбора проб воды поверхностных водоемов; данные натурных наблюдений за состоянием подземных и поверхностных вод узла и т.д.

В качестве базовых источников данных при построении модели были использованы:

– растровое изображение карты промышленного узла;

– атрибутивная информация об объектах различного назначения, собранная за длительный период сотрудниками территориального центра государственного мониторинга геологической среды по Тамбовской области. На рис. 1 изображена

–  –  –

626 ISSN 0136-5835. Вестник ТГТУ. 2005. Том 11. № 3. Transactions TSTU.

схема процедуры построения поверхностей рельефа, подземных горизонтов и полей концентраций веществ в воде с использованием инструментов основных компонентов ArcGIS: ArcMap, ArcView, ArcScene. В результате была создана информационная модель, визуализация фрагментов которой приведена на рис. 2 – 5.

–  –  –

На рис. 2 показано 3-D изображение поверхности рельефа со скважинами различного назначения. Для лучшего восприятия на рис. 2, а линейные размеры скважин были увеличены в десять раз по сравнению с реальными размерами. На рис. 2, б приведен фрагмент базы данных (БД) с отдельными атрибутивными характеристиками скважин. 3-D изображение водоносных слоев и слоев, используемых химическим предприятием для закачки промышленных сточных вод, приведено на рис. 3. Для закачки стоков в глубокозалегающие водоносные горизонты (более 700 м от поверхности земли) предоставлен горный отвод в двух водоносных горизонтах живетского яруса среднего девона. Водовмещающими породами являются слабосцементированные кварцевые песчаники. Рабочие пласты разделены слоем глинисто-алевролитовых пород, которые являются непроницаемыми отложениями [1]. Анализ условий функционирования системы наблюдательных скважин по их приемистости и оценка распространения закачиваемых стоков в водоносном горизонте в пределах горного отвода осуществляется с помощью следующих моделей: геофильтрационной модели, позволяющей получить распределение давлеISSN 0136-5835. Вестник ТГТУ. 2005. Том 11. № 3. Transactions TSTU.

ний в нагнетательных скважинах, и геомиграционной модели, с помощью которой осуществляется прогнозирование распространения промышленных стоков в водоносном горизонте [2, 3]. Использование данных моделей позволяет делать вывод о размерах областей распространения загрязнений (см. рис. 3) и перспективах применения данного метода утилизации промышленных отходов в пределах выделенного горного отвода.

По данным о глубинах подошв отдельных горизонтов, полученных при бурении скважин, средствами подсистемы ArcScene получены поверхности для каждого горизонта в границах Тамбовского промышленного узла. При этом была использована информация более чем 400 скважин. На рис. 4 приведены фрагменты поверхностей в окрестности отдельной скважины.

–  –  –

ISSN 0136-5835. Вестник ТГТУ. 2005. Том 11. № 3. Transactions TSTU.

За длительный период эксплуатации скважин в информационной базе данных накоплена информация о показателях качества воды для каждой из них. Характерными компонентами, определяющими качественный состав подземной воды данной местности по химическим показателям, являются повышенная жесткость, избыточное содержание железа и повышенная минерализация (сухой остаток). Усредненные значения показателей качества воды (содержания железа, солей жесткости, сульфатов и др.) в отдельной скважине приведены на рис. 4, б.

Для получения обобщенной информации о качестве подземной воды в различных местах промышленного узла средствами подсистемы ArcScene были построены поверхности полей концентраций по каждому показателю. В качестве примера на рис. 5, а изображено поле значений концентрации железа, содержащего в воде.

При наложении этих поверхностей с плоскостями, характеризующими значения предельно допустимых концентраций, можно легко определить области, где наблюдается превышение допустимых значений концентраций веществ.

Для получения более детальной информации имеется возможность построения графиков изменения концентрации веществ по любому сечению поля.

На рис. 5, б приведены графики изменения концентрации железа по двум направлениям: с севера на юг и с запада на восток.

В настоящее время авторами проводятся работы по разработке программного обеспечения, позволяющего осуществлять прогнозирование качества воды в поверхностных водных объектах (реке с малым расходом воды). К таким рекам может быть отнесена река Цна, протекающая по территории Тамбовского промышленного узла. В качестве базовой математической модели используется модель, приведенная в работе [4].

Заключение. Таким образом, с помощью предложенного подхода с использованием ГИС-технологий можно:

– создать пространственную информационную модель промышленного узла, все объекты которой имеют географическую привязку;

– получать объективную информацию о состоянии водных ресурсов промышленного узла и в удобной форме представлять результаты обработки данных о количественных показателях качества воды.

Список литературы 1 Оценка загрязнений подземных вод в районе АО «Пигмент» (г. Тамбов). – М.: АОЗТ «Проектпромстрой», 1995. – 83 с.

2 Шестаков, В.М. Гидрогеодинамика / В.М. Шестаков. – М.: МГУ, 1995. – 268 с.

3 Fitter, C.W. Contaminant Hidrogeology / C.W. Fitter. – MPC, 1994. – 458 p.

4 Попов, Н.С. Методика автоматизированного моделирования процессов самоочищения реки с малым расходом воды в условиях неопределенности / Н.С. Попов, В.А. Немтинов, В.Г. Мокрозуб // Химическая промышленность. – 1992. – № 9. – С. 545-550.

Application of GIS-Technologies when Evaluating the Quality of Underground Water Resources of Industrial Unit V.A. Nemtinov1, A.A. Litvinov2, Yu.V. Nemtinova1

–  –  –

Key words and phrases: underground water resources; information system;

GIS-technologies.

630 ISSN 0136-5835. Вестник ТГТУ. 2005. Том 11. № 3. Transactions TSTU.

Abstract: The approach enabling to evaluate the quality of underground water resources of industrial unit in Tambov using the geo-information system ArcGIS made by ESRI is studied.

Anwendung der GIS-Technologien bei der Einschtzung der Qualitt der Untergrundwasserressourcen des Betriebsknotens Zusammenfassung: Es ist das Herangehen, das die Qualitt der Untergrundwasserressourcen des Betriebsknotens der Stadt Tambow mit der Benutzung des Geoinformationssystems ArcGIS von der Firma ESRI zu schtzen erlaubt, betrachtet.

Utilisation des GIS-technologies lors de l’valuation de la qualit des ressources souterrainnes d’eau dans un centre industriel Rsum: Est envisage l’approche permettant d’valuer la qualit des ressources souterrainnes d’eau dans un centre industriel de Tambov avec l’utilisation du systme ArcGIS de la firme ESRI.

Похожие работы:

«Комплектация • 19 карт горожан: 7 карт Мирных жителей; 12 карт особых горожан (Агент, Судья, Детектив, Журналист, Доктор, Телохранитель, Патрульный, Экстрасенс, Поклонница, Сыщик, Везунчик, Мститель); • 16 карт преступников: по 5 карт Мафии и Картеля; 6 карт особых преступников (Адвокат, Любовница, И...»

«МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ..10. Amara E.H., Hamadi F., Achab L., Boumia O. Numerical modelling of the laser cladding process using a dynamic mesh approach // Journal of Achievements in Materials and Manufactu...»

«УТВЕРЖДАЮ: Начальник Управления образования администрации города Прокопьевска И.А. Бойко ПЛАН РАБОТЫ Управления образования администрации города Прокопьевска на 2016 2017 учебный год Мероприятие Тема Ответственный Сентябрь О реализации планов мероприятий "Повышение Бойко И.А., Совещание у квалификации и переподготовки кадров в Глебова М...»

«Международный бакалавриат (International Baccalaureatе) международная программа среднего образования с общим для всех стран-участниц учебным планом, включающая в себя все лучшее, что есть в школьном образовании. Программа позволяет учащимся по всему миру получать качес...»

«Протокол № 230-ЦТД/16/И от 01.02.2016 Страница 1 из 4 УТВЕРЖДАЮ Председатель конкурсной комиссии С.В. Яковлев "01" февраля 2016 года ПРОТОКОЛ № 230-ЦТД/16/И заседания конкурсной комиссии ОАО "АК "Транснефть" по выбору субподряд...»

«Шарон Моалем ВЛАСТЕЛИН ДНК Как гены меняют нашу жизнь, а наша жизнь — гены Sharon Moalem with Matthew D. Laplante Inheritance How Our Genes Change Our Lives — and Our Lives Change Our Genes Шарон Моалем ВЛАСТЕЛИН Д...»

«УДК 621.316 С.Ю. ТУРУТИН, студент гр. ЭПб-132 (КузГТУ) Д.Е. АНТИПИН, студент гр. ЭПб-132 (КузГТУ) Научный руководитель: И.Н. ПАСКАРЬ, ст. преподаватель (КузГТУ) г. Кемерово МОЛНИЕЗАЩИТА Спокон веков люди с боязнью относились к грозе....»








 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.