Мониторинг процессов фильтрации и подтопления от промышленных отстойников

⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 9

Сложная экологическая обстановка возникает в районах промышленных отстойников горно-обогатительных комбинатов. Фильтрационные процессы и поднятие уровня грунтовых вод приводят к избыточной минерализации почвенного покрова, заболачиванию и выносу вместе с водой вредных веществ на значительные территории обитания населения, а также связанные с сельскохозяйственным производством.

Для оперативного контроля гидрологической обстановки территории, прилегающей к отстойникам промышленного производства Алтайского горно-обогатительного комбината г. Горняка и подвергающейся интенсивному фильтрационному процессу, может быть использован дистанционный метод, использующий сезонную сканерную орбитальную съемку (рис.2.5.1).

Наиболее информативным для оценки увлажненности территории является период с момента схода снежного покрова до появления растительности. Открытой воде и переувлажненной почве на сканерных снимках в весенний и зимний периоды соответствуют минимальные значения спектральной яркости. На летних изображениях участки наибольшего увлажнения дешифрируются по высоким яркостям растительности. При расчете индекса NDVI переувлажненные участки имеют наибольшее значение индекса за счет увеличения биомассы растительности (рис. 2.5.2., 2.5.3., 2.5.4).

Анализ изображений территории, прилегающей к промышленному отстойнику, показал, что фильтрационные процессы имеют место по всему периметру находящегося в эксплуатации промышленного отстойника. Подтопление распространяется по естественной впадине в рельефе, которая образует бессточную область.

Переувлажненная почва около отстойника для последующей площадной оценки и формирования векторных слоев выделялись на исходном изображении методом автоматической классификации с использованием алгоритма ISODATA. Далее классифицированное изображение трансформировалось в проекцию цифровой топографической карты масштаба 1:50000 по опорным точкам методом наименьших квадратов с помощью программного обеспечения ENVI 5.0. При совместном анализе результатов расчета вегетационного индекса NDVI и классификации были сформированы векторные слои, соответствующие классам переувлажненной почве и заболоченным участкам. На рисунках масштаба 1:150000 показана динамика подтопления земель в период с 1989 по 2014 года (рис. 2.5.5., 2.5.6., 2.5.7).

Площадная оценка векторных слоев проводилась в геоинформационной системе MapInfo10.5. Анализ картограммы засоленных земель и картограммы эрозии почв колхозов Локтевского района масштабов 1:10000 и 1:25000, составленных по материалам почвенно-мелиоративного исследования 1983 года, и проведенное картирование переувлажненных участков, показал, что подповерхностный сток, обусловленный фильтрацией воды из отстойника, а также выбросами на поверхность шахтных вод, распространяется на территорию, занятую сельскохозяйственными полями и дачными участками (рис. 2.5.8).

Общая площадь территории, являющейся переувлажненной, а также с уровнем грунтовых вод менее 1 м составила около 3.6 тыс. га.

Сравнительный анализ указывает на уменьшение площади подтопления в связи с остановкой производства. В 1995 году горно-обогатительный комбинат прекратил свое существование, однако сухой осадок, образовавшийся в результате высыхания промышленных вод и содержащий высокую концентрацию тяжелых металлов, разносится ветром на значительные территории. В результате деградации почвенного покрова участки заболачивания были выведены из состава пахотных земель (рис. 2.5.9., 2.5.10).

Кроме г. Горняка значительную антропогенную нагрузку на данную территорию оказывают шахтные воды из отстойников ГОК, расположенного в г. Жезкент (Казахстан) (рис.2.5.1).

Анализ материалов дистанционного зондирования показал, что процессы трансграничного переноса и подтопления территории Алтайского края наблюдаются с 1989 года до настоящего времени. Подтопление распространяется по естественной впадине в рельефе. Шахтные воды впадают в бессточное озеро, расположенное около ленточного бора. На территории распространения сточных вод наблюдаются повышенные значения индексов NDVI на всех изображениях, полученных в весенне-летний период с 1989 года (рис.2.5. 2., 2.5.4).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сравнительный анализ результатов обработки разновременных космических снимков показал, что площадь деградированных земель в результате эрозионных процессов значительно увеличилась.

Анализ изображений территории, прилегающей к промышленному отстойнику, показал, что фильтрационные процессы имеют место по всему периметру отстойника. Подповерхностный сток, обусловленный фильтрацией воды из отстойника, а также выбросами на поверхность шахтных вод, распространяется на территорию, занятую сельскохозяйственными полями и дачными участками. Подтопление распространяется по естественной впадине в рельефе, которая образует бессточную область.

Общая площадь территории, являющейся переувлажненной, а также с уровнем грунтовых вод менее 1 м составила около 3.6 тыс. га. Площадь подтопления уменьшились в связи с остановкой производства, однако сухой осадок, образовавшийся в результате высыхания промышленных вод и содержащий высокую концентрацию тяжелых металлов, разносится ветром на значительные территории.

В результате деградации почвенного покрова участки заболачивания были выведены из состава пахотных земель.

Кроме г. Горняка значительную антропогенную нагрузку на данную территорию оказывают шахтные воды из отстойников ГОК, расположенного в Казахстане г. Жезкент. Шахтные воды впадают в бессточное озеро, расположенное около ленточного бора

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И ИСТОЧНИКОВ

1. Кашкин В.Б., СухининА.И.Дистанционное зондирование Земли из космоса. Цифровая обработка изображений: Учебное пособие. — М.: Логос, 2001. - 264 с.: ил.

2. Зятькова Л.К., Елепов Б.С. У истоков аэрокосмического мониторинга природной среды («Космос» – программе «Сибирь»): монография.– Новосибирск: СГГА, 2007. – 380 с.

3. ВедешинЛ.А.Глобальная система аэрокосмического мониторинга Земли и управление природными и природно-антропогенными процессами и явлениями- М.: ВИНИТИ. - 2008. - 254 с.

4. КозодеровВ.В., Дмитриев Е.В. Аэрокосмическое зондирование почвенно-растительного покрова: модели, алгоритмическое и программное обеспечение, наземнаявалидация. Исследование Земли из космоса. – 2010. -276 с.

5. КовригоВ.П., КауричевИ. С., БурлаковаЛ. М. Почвоведение с основами геологии. — М.: Колос, 2000. — 416 с.

6. Кондратьев К.Я., Вандышева Н.В., Козодеров В.В., КосолапоеB.C.Оценка параметров почвенно-растительного покрова по многоспектральным спутниковым данным.- Исследование Земли из космоса. 1992. 295 с.

7. Агрохимическая характеристика почв СССР. Кн. 1—14. — М.: Наука, 1962—1974.

8. Беляев Б.И., Катковский Л.В., Сосенко В.А. Дистанционные методы и аппаратура для исследования Земли из космоса. Наука и инновации. 2013. № 5. 123 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.

Рисунок 2.4.1 – Изображение поверхностной и линейной эрозии на сканерном снимке (1989 год).

ПРИЛОЖЕНИЕ 2.

Рисунок 2.4.2- Изображение поверхностной и линейной эрозии на сканерном снимке (2014 год).

ПРИЛОЖЕНИЕ 3.

Рисунок 2.4.3- Гистограммаизображения поверхностной и линейной эрозии(1989 год).

Рисунок 2.4.4- Гистограмма изображения поверхностной и линейной эрозии (2014 год).

ПРИЛОЖЕНИЕ 4.

Рисунок 2.4.5 – Изображение индекса NDVI в зоне линейной и поверхностной эрозии(1989 год).

ПРИЛОЖЕНИЕ 5.

Рисунок 2.4.6-Изображение индекса NDVI в зоне линейной и поверхностной эрозии(2014 год).

ПРИЛОЖЕНИЕ 6.

Рисунок.2.5.1 – Гидрологическая обстановка территории, прилегающей к отстойникам промышленного производства Алтайского горно-обогатительного комбината.

ПРИЛОЖЕНИЕ 7.