Введение
1. Физико - географические условия территории Закамья Республики Татарстан 5
1.1 Географическое положение территории исследования, рельеф, геологическое
строение 5
1.2 Климат, почвенно-растительные условия 8
1.3 Гидрогеологические условия 11
2.1 Развитие мониторинговых наблюдений за состоянием подземных вод Республики Татарстан 19
2.2 Содержание и структура мониторинга подземных вод Республики Татарстан 25
2.3 Объекты мониторинга подземных вод Республики Татарстан 29
3. Выявление причин и источников загрязнения подземных вод на территории Закамья Республики Татарстан с использованием геоинформационных технологий 33
3.1 Гидрохимическое состояние и основные виды загрязнения подземных вод на
территории Закамья Республики Татарстан 33
3.2 Обоснование причин и источников загрязнения посредством ГИС-
технологий 40
3.3 Программное обеспечение обработки и визуализации данных мониторинга 50
Заключение 57
Список использованных источников 61
Приложения
В современном мире высокий уровень хозяйственного освоения территории, концентрация населения и увеличение его численности предопределяют масштабы техногенного (антропогенного) воздействия на окружающую природную среду, имея глобальные последствия.
Актуальность данной работы обусловлена тем, что подземные воды, в качестве ресурса питьевого водоснабжения обладают бесспорными преимуществами над поверхностными, заключающимися в наибольшей защищенности от загрязнения в том числе и при возникновении чрезвычайных ситуаций. В Республике Татарстан (РТ) доля подземных вод в хозяйственнопитьевом назначения населения непрерывно увеличивается.
Исследуемый регион Закамья РТ характеризуется значительной степенью развитости нефтедобывающего и агропромышленного комплексов. В настоящий момент значительная доля пресных вод (области интенсивного водообмена) территории не соответствует условиям к водам хозяйственно-питьевого назначения в связи с техногенной загрязненностью. По этой причине вопрос засорения пресных подземных вод в регионе, переживающем активное антропогеновое влияние, обнаружение источников засорения, а также обоснование характеристик, способных правильно произвести оценку качества подземных вод, считается важным.
Эффективность использования данных, полученных в результате аэрокосмических и наземных наблюдений, существенно возрастает, в случае если они представлены в пространстве, т.е. положены на карту. Иначе говоря, в системе мониторинга важное место должно отводиться картографической подсистеме или картографическому мониторингу - контролю, оценке и прогнозу состояния окружающей среды с помощью построения и анализа карт различного содержания.
Объектом исследования являются подземные воды.
Предметом исследования служит мониторинг подземных вод.
Цель: рассмотреть и освоить ГИС-методы, применяемые в мониторинге подземных вод.
Задачи:
1. Описать физико - географические условия исследуемой территории;
2. Изучить систему мониторинга подземных вод в Российской Федерации и на территории Республики Татарстан;
3. Изучить основные загрязняющие вещества в составе подземных вод;
4. Рассмотреть методики обработки данных исследований;
5. Создать тематические карты с отображением качественного состава вод по определяемым мониторинговым критериям.
В написании дипломной работы использовались следующие методы научного исследования: описательный, аналитический, определения средних величин.
В дипломной работе использованы материалы Государственный учет подземных вод (ГУВ) Республики Татарстан и данные Гидрохимического анализа подземных вод за 2015-2016 год, отчетов ГУП «НПО Геоцентр РТ».
В заключение автор отмечает, что цель дипломной работы, сформулированная во введении: объектом анализа в данной дипломной работе выступают подземные воды; изучено и отражено водное законодательство Российской Федерации; в работе представлен графический материал в виде рисунков, карт и таблиц.
В целом, ГИС в рассмотрении данного вопроса обеспечивает следующими возможностями пользователя:
- сбор, обработку и анализирование любой информации, что в значительной мере упрощает процесс ее использования заинтересованными лицами;
- построение на основании полученных, а также обработанных данных тематических карт, отражающих текущее состояние исследуемого объекта;
- построение графиков, таблиц, диаграмм, отслеживание динамики;
- моделирование развития экологической ситуации в различных средах и исследование зависимости состояния экосистемы от специфики водоносных горизонтов, характеристик источников загрязнений, значений фоновых концентраций;
- получение комплексных оценок состояния объектов окружающей среды на основе данных из разных источников.
Использование данного продукта и реализация подобных с использованием геоинформационных систем осуществляет наглядность крупных объемов данных, упрощает восприятие информации, активно способствует принятию управленческих решений. Благодаря картам автора выявляются муниципальные районы, требующие особого внимания со стороны властей и жителей исследуемого региона республики, нуждающиеся в очистных сооружениях. Также наглядно демонстрируются районы, наиболее благоприятные для проживания.
Помимо этого, с помощью ГИС специалистам стало возможно оперативно прослеживать на карте пути распространения загрязнений и оценить возможный ущерб для природной среды, путем прогнозирования, вычислить объем средств, необходимых для устранения последствий аварии. С помощью ГИС можно выявить промышленные предприятия, осуществляющие выбросы загрязняющих веществ в грунтовые воды в окружающей их местности и смоделировать распространение выбросов в окружающей среде.
Среди множества источников загрязнения можно выделить следующие категории:
• Транспортные источники загрязнения - в связи с развитой системой коммуникаций в регионе исследования, включающая автодороги, транспортировка нефти (нефтепроводы), железнодорожную сеть, которые сгущающиеся на урбанизированных и приближенных к административным центрам любой величины территориях. Помимо всего, стоит отметить многочисленные транспортные предприятия, автозаправочные станции, емкости с ГСМ как в городах, так и во многих сельских населенных пунктах, а также вне населенных пунктов - по автодорогам и магистралям. Кроме возможных утечек нефтепродуктов и производных их сжигания от транспортных источников загрязнения существует проблема активного загрязнения воздушной среды, а в дальнейшем, соответственно, почв и вод.
• Коммунальные источники загрязнения - включают как сами населенные пункты, так и многочисленные кладбища и свалки, полигоны отходов. Опасность представляют крупные населенные пункты, не имеющие очистных сооружений, либо нуждающиеся в ремонте очистных систем. Однако и действующие очистные сооружения зачастую имеют недостаточную мощность и устаревшую технологию очистки, что приводит к сбросу в водные бассейны недоочищенных сточных вод.
• Источники сельскохозяйственного загрязнения имеют достаточно равномерное размещение по территории. Мелкие фермы, как и крупные животноводческие комплексы, имеются во всех районах, а площадь сельскохозяйственных угодий для разных районов сопоставима.
Таким образом, загрязнение сельскохозяйственного происхождения, преимущественно азотное, эпизодически или сезонно проявляется почти повсеместно. Большинство животноводческих комплексов и ферм региона, как правило, не имеют сооружений по очистке сточных вод. Там же, где они имеются, нормативная очистка часто не обеспечивается из-за недостаточной мощности, устаревшей технологии и необеспеченности квалифицированными кадрами.
Потенциально опасными являются также склады минеральных удобрений и, особенно, пестицидов, оборудованные ненадлежащим образом.
Неразумное применение удобрений и пестицидов на сельскохозяйственных угодьях превращает их в значительные площадные источники загрязнения.
• Источники загрязнения нефтепродуктами. В районах интенсивной нефтедобычи (Альметьевско - Бугульминский производственно-территориальный комплкес) наблюдается загрязнение пресных подземных вод вследствие больших объемов нефтепромысловых сточных вод и коррозии нефтепромыслового оборудования. Нефтепромысловые сточные воды - это сложная смесь пластовых и закачиваемых (для поддержания пластового давления) пресных вод, добываемая попутно с нефтью. Пластовые воды - подземные воды продуктивных горизонтов месторождений - в этом регионе представляют собой высокоминерализованные хлоридно-кальциево-натриевые рассолы, используются при водно-напорном методе добычи нефти. Большинство крупных и средних нефтяных объектов имеют бетонные или асфальтовые площадки под оборудованием. Большинство некрупных нефтяных объектов защитных сооружений не имеют. На некоторых из нефтепромысловых объектах наблюдались следы разливов нефти и сточных вод.
ГИС является отражением общей тенденции привязки экологических данных к пространственным объектам. Как полагают некоторые специалисты, дальнейшая интеграция ГИС и экологического мониторинга приведёт к созданию мощных ЭИС (экологических информационных систем) с плотной пространственной привязкой. Не маловажным является и тот факт, что данный картографический продукт является оперативным, т.к. есть возможность изменять, дополнять таблицы атрибутивной информации актуальной информацией о качестве подземных питьевых вод.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
