Некомплексные решения задач, без знания закономерностей взаимосвязи различных экзогенных геологических процессов уже создавали катастрофические обстановки в г. Сочи. Например, строительство мола в порту привело к нарушению вдоль берегового переноса пляжевого материала в юго-восточном направлении и уничтожению пляжа и, как следствие, к активизации абразии и оползневых процессов на участке Приморского парка. Потребовались значительные материальные затраты, чтобы предотвратить необратимый ход развития абразивных и оползневых процессов на этом участке. Можно привести и другие примеры, когда непродуманная хозяйственная деятельность приводила к негативным последствиям, которые ухудшали экологические условия.
Строительство гидротехнических сооружений, прерывающее твердый сток рек, изъятие аллювиальных отложений из русел рек и пойм, сооружение волнноотбойных стенок - все это препятствует пополнению запасов пляжевого материала и вызывает усиленное разрушение берегов и защитных средств.
Таким образом перед органами, следящими за состоянием окружающей природной среды в г. Сочи стоят следующие задачи:
• ведение геоэкологического мониторинга территории;
• сбор, анализ и систематизация геоэкологической информации;
• оперативная обработка этой информации;
• прогнозирование развития гидрогеологических и инженерно-геологических процессов;
• обоснование мероприятий по инженерной защите территорий и рациональному использованию природных ресурсов;
• разработка рекомендаций по хозяйственному освоению территорий.
Успешное решение этих задач возможно только на базе современных технологий, позволяющих осуществлять хранение и переработку информации в автоматизированном режиме с применением ПЭВМ. Это обстоятельство послужило главным моментом в постановке работ по созданию Автоматизированной иинформационно-прогностической системы геоэкологических моделей (АИПС ГЭМ) территории г. Сочи.
6.1 КОНЦЕПЦИЯ АИПС ГЭМ
АИПС ГЭМ г. Сочи представляет собой «человеко-машинную»
технологию геоэкологического прогнозирования, обеспечивающую возможность исследования функционирования сложной природно-технической системы региона для непрерывной оценки ее состояния и прогнозирования изменений, в которой сбор, хранение и переработка информации осуществляется с использованием средств вычислительной техники.
Предметной областью АИПС ГЭМ г. Сочи является геоэкологическая среда и взаимодействующие с ней элементы ландшафтов на территории зоны влияния города.
6.1.1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ СОЗДАНИЯ АИПС ГЭМ «Сочи»
основной целью создания АИПС ГЭМ «Сочи» является обеспечение непрерывной оценки территории г. Сочи при хозяйственной деятельности и разработке планов и проектов ее освоения. Учитывая сложившиеся для территории г. Сочи проблемы и особенности ее геологического строения и гидрогеологических условий выделяются следующие основные задачи.
6.1.1.1 КОМПЛЕКСНАЯ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕРРИТОРИИ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ ГЕНПЛАНОВ РЕГИОНА.
6.1.1.2 ОБОСНОВАНИЕ КОМПЛЕКСА МЕРОПРИЯТИЙ ПО УЛУЧШЕНИЮ ЭКОСИСТЕМЫ Г. СОЧИ
Эта задача содержит ряд подзадач, ведущими из которых являются:
• изучение и прогноз переработки берегов моря и рек;
• изучение и прогноз устойчивости склонов;
• оценка и прогноз подтопления населенных пунктов;
• оценка загрязненности почв, растительности, подземных и поверхностных вод;
• оценка и прогноз количества и качества ливневых и дренажных вод с целью обоснования мощности очистных сооружений;
• геоэкологическая оценка особо ценных территорий и отдельных зданий;
• оценка влияния подземных вод на окружающую среду.
6.1.1.3 ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПРЕСНЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ДЛЯ ВОДОСНАБЖЕНИЯ Г. СОЧИ
• регулирование водоотбора на отдельных месторождениях с учетом кратковременных и долговременных изменений условий формирования эксплуатационных запасов подземных вод под влиянием естественных и антропогенных факторов;
• разработка комплекса инженерных мероприятий по регулированию условий восполнения эксплуатационных запасов, в том числе систем искусственного подпитывания подземных вод, кольматации и декольматации валунно-галечных отложений;
• разработка комплекса мероприятий по санитарной охране месторождений подземных вод и защите их от загрязнений;
• оценка влияния эксплуатации подземных вод на окружающую среду;
• разработка рекомендаций по эксплуатации отдельных
месторождений подземных вод и управлению водоотбором в единой водохозяйственной системе.
Перечисленные задачи решаются в рамках разработки и создания АИПС ГЭМ «Сочи».
6.1.1.4 СОЗДАНИЕ СИСТЕМЫ СТАЦИОНАРНЬХ РЕЖИМНЬ1Х НАБЛЮДЕНИЙ ЗА ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДОЙ
• оптимизация системы наблюдений за подземными водами и экзогенными процессами по региональной сети наблюдений;
• разработка комплекса исследований на конкретных объектах и ключевых участках.
6.1.2 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ
Общие принципы и регламент функционирования АИПС ГЭМ направлен на достижение ее целевого назначения путем:
• совершенствования процесса сбора, накопления и обработки информации об изучаемом объекте на основе концепции автоматизированного банка данных;
• автоматизации трудоемких работ по подготовке исходной информации для решения геоэкологических задач;
• применения эффективных математических моделей для описания состояния объекта и прогнозирования его изменений;
• частичной замены длительных натурных исследований численным экспериментом;
• создания автоматизированных рабочих мест специалистов геоэкологов, обеспечивающих решение задач в режиме диалога с ПЭВМ.
Разработка и функционирование АИПС ГЭМ базируется на непрерывном диагностическом анализе объекта, позволяющем выявлять наиболее актуальные задачи, определять последовательность их решения, постоянно совершенствовать средства обеспечения системы.
Разрабатываемая система должна учитывать основные особенности территории г. Сочи, как природно-технической системы, необходимые для решения поставленных задач и состоящие в следующем:
• большой объем постоянно хранимой информации о текущем и предшествующем состоянии геоэкологической среды;
• сложная логическая структура информации о
геоэкологической среде, определяемая большим числом взаимоувязанных показателей;
• необходимость решения большого числа вариантов задач и обработки больших массивов информации;
• разнообразие способов и методов обработки и обобщения первичных данных.
Разрабатываемая система должна быть открытой для дальнейшего развития и совместимой с другими автоматизированными системами.
6.1.3 МЕСТО АИПСГЭМВ СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ И ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
АИПС ГЭМ представляет собой организационно-техническую систему, включающую средства автоматизации и взаимодействующие с ним геоэкологические подразделения.
АИПС ГЭМ помимо решения внутренних задач Мингео России, может быть также эффективно использована при обосновании вариантов территориального планирования, проектирования и оперативного управления, осуществляемых сочинской администрацией, другими министерствами и ведомствами.
Основными функциями этого подразделения являются:
• создание, пополнение и ведение информационной базы путем приема данных от других организаций и сбора их собственными силами;
• создание, развитие, ведение автоматизированной системы математических моделей геоэкологических процессов;
• информационное обеспечение решения задач территориального планирования геоэкологической средой;
• внедрение современных методов математического моделирования природных процессов и автоматизации обработки гидрогеологической и инженерно-геологической информации при проведении исследований.
Работы должны выполняться в тесном контакте с другими геологическими, экологическими, научно-исследовательскими и проектно-изыскательскими организациями, ведущими изучение геоэкологическои среды и осуществляющими управление ее использованием.
6.2 ОБЩАЯ СТРУКТУРА
Структурными элементами АИПС ГЭМ г. Сочи являются подсистемы, выделяемые по функциональному признаку и обеспечивающие получение результатов решения задач и соответствующих документов.
В составе АИПС ГЭМ выделяются три основных подсистемы (Рисунок 1):
• автоматизированный банк данных «Геобанк»;
• подсистема информационного обслуживания «Сервис»;
• подсистема обработки данных и моделирования «Процесс».
6.3 ПОДСИСТЕМА «ГЕОБАНК»
«Геобанк» предназначен для выполнения информационных функций долговременного хранения, автоматизированного поиска и обработки сложноорганизованных показателей состояния геоэкологической среды и воздействующих на нее факторов. В «Геобанке» предусмотрена возможность хранения и обработки фактографической и картографической информации, характеризующей географические особенности, геологическое строение, экологическое состояние, гидрогеологические и инженерно-геологические условия территории г. Сочи.
Подсистема функционирует в автоматизированном режиме и обеспечивает решение следующих задач:
• контроль, корректировка и ввод информации в базы данных;
• ведение баз данных;
• ведение словарной системы;
• обеспечение требуемой информацией других подсистем АИПС ГЭМ г. Сочи.
Для адресной привязки фактографической информации и построения матричных карт вводится единая система условных квадратных координат, разбивающая всю территорию г. Сочи на квадратные ячейки. Размер ячейки определяется уровнем детальности. При этом удобно за характерный размер ячейки принимать 1 см * 1 см карты соответствующего масштаба. В этом случае для обзорного уровня (масштаб 1:100000) шаг сетки будет составлять 1 км, для локального уровня (масштаб 1:25000) он будет 250 м. Для детального уровня(масштаб 1:5000 - 1:10000) шаг сетки будет соответствовать 50 м. Шаг сетки для объектного уровня определяется характером решаемой задачи и, можно сказать, может быть произвольным.
63.1 КАРТОГРАФИЧЕСКАЯ БАЗА ДАННЫХ(КБД)
картографические базы включают цифровые карты и матричные контурные карты различных уровней детальности, соответствующих различным исходным масштабам.
Матричные карты строятся на основе приписывания блокам модели цифровой или кодовой характеристики. Цифровая характеристика определяет среднее значение какого-либо параметра или показателя в данном блоке. Например: среднее значение абсолютной отметки поверхности земли, средняя мощность водоносного горизонта, процент лесистости, относительная застроенность территории, принадлежность данного блока к определенному району или к определенному речному бассейну. В последних двух случаях данному блоку приписывают определенный код. Соответственно, в базе данных хранятся матрицы показателей и параметров.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
