Возможность применения геоинформационных систем в водоподготовке

Авторы: Барашкова Полина Сергеевна, Павлушкина Юлия Евгеньевна, Стороженко Евгений Иванович

.

Рубрика: Науки о Земле

Страницы: 186-189

Объём: 0,25

Опубликовано в: «Наука без границ» № 5 (10), май 2017

Скачать электронную версию журнала

Библиографическое описание: Барашкова П. С., Павлушкина Ю. Е., Стороженко Е. И. Возможность применения геоинформационных систем в водоподготовке // Наука без границ. - 2017. - № 5 (10). - С. 186-189.

Аннотация: Для питьевых, хозяйственно-бытовых и промышленных нужд человека необходимо осуществлять предварительную подготовку воды из природных источников. Качественная водоподготовка способствует снижению заболеваемости населения и загрязнения окружающей среды, экономии денежных средств. В статье рассмотрены факторы, влияющие на качество воды, подаваемой потребителям, различные проблемы, связанные с водоподготовкой и забором воды из природных источников и способы их решения при помощи применения геоинформационных систем.

Водоподготовка представляет собой совокупность различных методов, направленных на изменение качества исходной природной воды (из поверхностных и подземных источников) с целью подготовки ее для питьевых, хозяйственно-бытовых и промышленных нужд. Различные физические, биологические и химические методы применяются в водоподготовке для извлечения из воды загрязняющих компонентов и обогащения состава воды недостающими веществами [1].

Для выбора необходимой технологии водоподготовки производится предварительное изучение качественного и количественного состава, физико-химических свойств воды источника. На конструкцию схем водоочистки оказывает влияние состав и производительность проектируемых очистных сооружений, рельеф и гидрогеология участка, климат и наличие зон санитарной охраны (далее – ЗСО).

Геоинформационная система (ГИС) позволяет производить:

  • сбор информации, ее систематизацию, анализ, оценку и хранение;
  • пространственно-временную обработку данных;
  • контроль за изменениями, мониторинг, обновление информации;
  • составление документов по результатам анализа [2].

Геоинформационные системы позволяют решать различные прикладные и научные задачи. На рис. 1 показаны области применения ГИС, связанные с водоподготовкой.

Области применения ГИС

Рис. 1. Области применения ГИС

Качество воды, использующейся для водоснабжения – одна из важнейших характеристик ее потребительских свойств. Для быстрого и своевременного получения достоверной информации о качественном и количественном составе воды могут быть применены геоинформационные системы [3].

С помощью ГИС создаются пространственные модели, на которых:

  1. отображается рельеф местности с указанием поверхностных водных объектов и подземных водоносных горизонтов;
  2. указываются геологические и гидрологические характеристики водных объектов;
  3. выделяются источники образования загрязнений поверхностных и подземных вод, указываются предприятия, сбрасывающие сточные воды в водные объекты и на прилегающие территории [4];
  4. отмечаются существующие водозаборные скважины, водозаборы из поверхностных источников, для которых отображаются данные по объемам забора воды для различных нужд;
  5. создается база данных о показателях качества воды в источниках воды;
  6. происходит построение полей концентраций для различных показателей, превышающих предельно допустимые концентрации (ПДК).

С помощью ГИС возможно создание пространственно-информационных моделей и получение объективной, надежной и своевременной информации о состоянии водных ресурсов на рассматриваемых водных объектах [5]. 

Таблица 1

Причины неудовлетворительного качества воды

Причина

Описание проблемы

Природные особенности

Сброс не очищенных и недостаточно очищенных сточных вод, антропогенное воздействие на водные объекты.

Отсутствие систем водоподготовки

В сельской местности и в большинстве малых населенных пунктов системы водоподготовки были введены в эксплуатацию 25 и более лет назад и не справляются с очисткой воды, подверженной антропогенному загрязнению.

Консервация и тампонаж недействующих артезианских скважин

В результате потери скважиной основных эксплуатационных характеристик происходит: разрушение оборудования, потеря герметичности узлов, нарушение целостности обсадных труб. Это может привести к загрязнению водоносного горизонта поверхностными стоками [6].

Отсутствие, неудовлетворительное состояние ЗСО водоисточников

Зоны санитарной охраны предназначены для предотвращения загрязнения, засорения, заиления водных объектов. Надежность водоисточника является гарантом гигиенической безопасности воды [7].

Изношенность существующих водопроводных сетей и сооружений

Большая часть сетей находится в аварийном состоянии и имеет высокий износ, отсюда следует проблема подачи качественной питьевой воды потребителю.

Неудовлетворительное качество питьевой воды оказывает негативное влияние на здоровье человека. Основной причиной низкого качества воды является загрязненность источника. Для эффективного снижения загрязнения водных объектов необходимо осуществление оперативного контроля и эффективного управления водными ресурсами, для которых используется геоинформационные системы. При этом в ГИС происходит анализ информации, прогнозирование состояния развития окружающей среды, расчет необходимых показателей и значений [8].

Заключение

На качество питьевой воды огромное влияние оказывает качество воды в источнике, применяемая система водоподготовки, а также состояние инженерных сетей, по которым вода подается после очистки к потребителю. Поэтому важным является создание информационных пространственно-временных моделей, в которых указывается информация о водных объектах, местах водозабора, применяемых технологиях очистки воды, существующих и проектируемых инженерных сетях и сооружениях, расположении потребителей. В ГИС данные представлены в электронном виде и возможно проведение быстрого анализа, оценки информации и мониторинга.

Список литературы

  1. Водоподготовка [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://dc-region.ru/vodopodgotovka.
  2. Барашкова П. С. Актуальные аспекты использования геоинформационных систем в области природообустройства и водопользования // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. – 2016. – № 6-1. – С. 60–63.
  3. Немтинов В. А., Литвинов А. А., Немтинова Ю. В. Использование ГИС-технологий при оценке качества подземных водных ресурсов промышленного узла // Вестник Тамбовского государственного технического университета. – 2005. – № 3. – С. 625–630.
  4. Шишкин А. И., Епифанов А. В. Система мониторинга качества воды в бассейне р. Невы на основе геоинформационных технологий // Известия Южного федерального университета. Технические науки. – 2006. – № 12. – С. 113–118.
  5. Федоров М. П., Чусов А. Н., Молодкина Л. М., Шилин М. Б. Мониторинг окружающей среды и техносферных опасностей – М. : Санкт-Петербург, 2012. – 259 с.
  6. Барашкова П. С. Гидроизоляция подвалов от грунтовых вод и капиллярной влаги // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. – 2016. – № 9-1. – С. 245–247.
  7. Фридман К. Б., Романцова В. Л., Воронюк Г. И., Башкетова Н. С. Новые методические подходы в проектировании зон санитарной охраны водоисточников // Гигиена и санитария. – 2014. – № 6. – С. 115–116.
  8. Казьмина И. Г., Рязанцева Л. Т., Усков В. М., Куприенко П. С. Моделирование и прогнозирование загрязнение окружающей среды на основе ГИС-технологий // Пожарная безопасность: проблемы и перспективы – 2012. – № 1 – С. 283–285.

 

Материал поступил в редакцию 14.05.2017
© Барашкова П. С., Павлушкина Ю. Е., Стороженко Е. И., 2017