1. Теоретические основы изучения состояния водоемов 6
1.1Сущность процесса эвтрофикаци 6
1.2 Загрязнение поверхностных пресноводных систем как причина
эвтрофирования 9
1.3 Методы мониторинга состояния водных объектов 12
1.4 Методы обработки и анализа данных дистанционного зондирования
Земли для изучения эвтрофирования водоемов 16
Глава 2. Общая характеристика территории исследования 23
2.1 Физико-географическое описание озера Манжерок 23
2.2 Водный баланс озера Манжерок 25
2.3Флора и фауна озера Манжерок 28
2.4 Особо охраняемая природная территория «озеро Манжерокское» . 31
Глава 3. Анализ современного состояния и прогнозирование уровня эвтрофикации озера Манжерок на основе данных дистанционного зондирования Земли 34
3.1 Отбор космических снимков для анализа 34
3.2 Характеристика состояния озера Манжерок на основе полученных
результатов 40
3.3 Рекомендации по восстановлению естественного баланса озера
Манжерок 53
Заключение 57
Список использованной литературы и источников 59
Приложение 64
Реферат
Выпускная квалификационная работа посвящена изучению прооцессов эвтрофикации и определению границ водоемов с использованием методов дистанционного зондирования. Работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы и источников, приложений.
Во введении отмечены - актуальность, цели, задачи, объект и методы исследования.
В первой главе были представлены теоретические основы изучения состояния водоемов, рассмотрены методы мониторинга состояния водных объектов, обработки и анализа ДДЗЗ для определения процессов эвтрофирования.
Вторая глава посвящена общей характеристике территории исследования. В ней подробно описано физико-географическое положение озера Манжерок, его водный баланс, флора и фауна, а также статус ООПТ.
В третьей главе представлены этапы работы, метод отбора космических снимков, этапы проведения расчетов индексов и составление на их основе информационных карт. Представлен анализ проведенного исследования динамики состояния озера Манжерок на протяжении с 2013 по 2020 гг.
Работа содержит 12 рисунков, 5 таблиц, одно приложение. Список литературы включает 23 источника литературы,18 электронных ресурсов и фондовые материалы.
Вода является основой жизни на Земле, она важнейший химический элемент, без которого невозможно существование живых организмов, нуждающихся в воде, чтобы поддерживать свою жизнедеятельность.
С момента появления человека на земле он находится в процессе непрерывного развития. Сфера его деятельности становится все более разноплановой также как и воздействие на окружающую среду. Нагрузка на водные объекты постоянно увеличивается, а это значит, что антропогенное воздействия на водные экосистемы растет не только в масштабах, но и в разнообразии форм. Следовательно методы и системы наблюдения за состоянием водных объектов требуют совершенствования, систематизации и регулярности.
Объект исследования - озеро Манжерок.
Предмет исследования - экологическое состояние озера Манжерок.
Цель работы: проанализировать динамику процесса эвтрофикации озера Манжерок и определить его границы посредством применения методов дистанционного зондирования.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
• изучить методы обработки и анализа данных дистанционного зондирования Земли, применяемые для определения границ водоемов и степени их эвтрофирования;
• рассмотреть сущность процесса эвтрофикации;
• определить физико-географические особенности территории
исследования;
• проанализировать современное состояние озера Манжерок и оценить динамику уровня его эвтрофикации.
Методология исследования предусматривает анализ разнородных пространственных данных и базируется на идеях системного подхода. При решении поставленных задач были использованы сравнительно- географические, описательный, логического анализа и синтеза, библиографический, статистический, картографический и
геоинформационные методы исследования.
Теоретическую и методологическую основу исследования составляют научные разработки в области геоэкологии, гидрологии, природопользования, геоинформатики и картографии, изложенные в трудах: В.П Галахова, М.Ю. Катаева, А.А. Бекерова, Н.Ф. Реймерса, В.А. Морозовой, М.А. Науменко, Т.И. Кутявиной, В.В. Рутман, Т.Я. Ашихминой, Д.М. Безматерных, В.В. Кириллова и др.
Основными источниками информации послужили опубликованные и фондовые материалы Института водных и экологических проблем СО РАН; картографические и статистические базы данных из открытых источников, а также результаты собственных исследований.
Новизна работы. Автором была исследована динамика процесса эвтрофикации озера Манжерок посредством обработки и анализа данных дистанционного зондирования Земли.
Актуальность данного исследования заключается в формировании и наполнении объектно-ориентированной базы данных, обеспечивающей проведение своевременного мониторинга процесса эвтрофирования водных объектов; в разработке принципов определения границ водоемов на основе разнородных пространственных данных.
Практическая значимость заключается в возможности использования материалов для непрерывного мониторинга состояния водных объектов. Результаты исследования могут быт использованы для разработки целевых программ по реабилитации водоемов.
В результате проведенных исследований нами с помощью ДДЗЗ была изучена динамика процесса эвтрофикации озера Манжерок, а также временное изменение его границ.
Наша работа включала несколько этапов:
На первом этапе были изучены особенности обработки и анализа данных дистанционного зондирования Земли для мониторинга за состоянием водоемов, в частности процесса эвтрофикации. Был рассмотрен ряд специализированных индексов, позволяющий определить интересующие нас характеристики водоема с помощью применения ДДЗЗ.
На втором этапе уделено внимание описанию исследуемой территории, ее физико-географическим особенностям.
Третий этап представлял собой расчет индексов AWEI, NDVI, CVI, NDTI, NDRE, результаты значений которых получили свое отображение в картосхемах. На основании показателей, полученных в ходе вычисления индексов был дан анализ динамики процесса эвтрофирования в озере Манжерок, определены его границы и дана оценка современного состояния.
Результаты расчетов индексов и их совместный анализ отображают следующее. За рассматриваемый нами период с 2013-2020 гг. эвтрофирование водоема прогрессировало с 2013-2016 гг., также в это время наблюдалось сокращение границ озера. В 2017-2018 гг. были осуществлены реабилитационные работы, которые позволили остановить активное развитие процесса и увеличить границы водоема. С 2019 года по настоящее время озеро Манжерок находится на стадии самовосстановления. Состояние озера по всем физико-химическим характеристикам имеет отклонения от норм и его состояние можно оценить как неудовлетворительное.
Нарушение естественного состояния водоема наблюдалось с 2013 года, что удалось выяснить в результате анализа спутниковых снимков, но с большой вероятностью можно сказать, что отклонения от нормы начались еще раньше, так как эвтрофикация водоемов является длительным процессом, который не сразу заметен на ранних стадиях в связи с значительными перерывами между полевыми исследованиями.
В ходе проведенного исследования было выяснено, что существуют определенные методы мониторинга состояния водных объектов и специальные способы очистки водоемов от загрязнений в зависимости от характера загрязнений. Также было определено, что одним из наиболее выгодных и перспективных способов мониторинга состояния водных объектов является дистанционное зондирование Земли, в связи с тем, что имеет ряд преимуществ перед остальными. Метод мониторинга с помощью применения спутниковых снимков является весьма доступным в использовании и позволяет исследовать труднодоступные районы. Так же позволяет осуществлять практически непрерывное наблюдение за состоянием окружающей среды и в особенности водных объектов.
Водные экосистемы имеют свои особенности и закономерности, а человек постоянно вмешивается в их жизнь. По-другому уже невозможно. Но чтобы не допустить деградации водных объектов или их полного исчезновения необходимо вести постоянный мониторинг состояния водоемов и, если существует потребность, вмешиваться для восстановления естественного баланса.
Регулярный мониторинг водоемов, своевременная и обоснованная очистка, а также дозированное рекреационное и антропогенное воздействие позволят сохранить и поддерживать водные объекты в состоянии, соответствующим всем нормам.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
