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
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.
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:
- отображается рельеф местности с указанием поверхностных водных объектов и подземных водоносных горизонтов;
- указываются геологические и гидрологические характеристики водных объектов;
- выделяются источники образования загрязнений поверхностных и подземных вод, указываются предприятия, сбрасывающие сточные воды в водные объекты и на прилегающие территории [4];
- отмечаются существующие водозаборные скважины, водозаборы из поверхностных источников, для которых отображаются данные по объемам забора воды для различных нужд;
- создается база данных о показателях качества воды в источниках воды;
- 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
- Водоподготовка [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://dc-region.ru/vodopodgotovka.
- 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.
- 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.
- 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.
- Федоров М. П., Чусов А. Н., Молодкина Л. М., Шилин М. Б. Мониторинг окружающей среды и техносферных опасностей – М. : Санкт-Петербург, 2012. – 259 с.
- Барашкова П. С. Гидроизоляция подвалов от грунтовых вод и капиллярной влаги // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. – 2016. – № 9-1. – С. 245–247.
- 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.
- 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