Счастливцев Е.Л.   Минибаев Р.Р.   Юкина Н.И.   Харлампенков И.Е.  

Система мониторинга и прогноз геоэкологических рисков угледобывающего предприятия

Докладчик: Счастливцев Е.Л.

УДК 504.064.36

СИСТЕМА МОНИТОРИНГА И ПРОГНОЗ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ УГЛЕДОБЫВАЮЩЕГО ПРЕДПРИЯТИЯ

Счастливцев Е.Л., Минибаев Р.Р., Юкина Н.И., Харлампенков И.Е.
Институт вычислительных технологий СО РАН, г. Новосибирск

В настоящее время воздействие горного производства на окружающую среду вышло далеко за пределы горных (земельных) отводов предприятий, что превращает локальную экологическую проблему угледобывающего или углеперерабатывающего предприятия в региональную геоэкологическую проблему. Добыча угля неизбежно сопровождается разрушением природных экосистем и заменой их на антропогенно и техногенно измененные [1]. В связи с этим, авторами [2] проводилась оценка распространения и выпадения загрязняющих веществ из атмосферы на подстилающую поверхность, оценка вклада выбросов отдельных угольных предприятий, в суммарное выпадение от всей совокупности источников, влияющих на рассматриваемую территорию, а также анализ загрязнения различных типов вод на территории угледобывающего района с выявлением приоритетных загрязнителей и их вклада в качество поверхностных вод по разным методам и методикам. Для решения задачи сбора, хранения и обработки данных получаемых в ходе геоэкологического мониторинга угледобывающего предприятия разработана Интегрированная информационно-вычислительная система динамической оценки экологического состояния (ИИВС ДОЭС). При ее создании выбрана технология геопортала, в рамкой которой объединяются разделы различного назначения. Среди них можно выделить модули: карта, почвы, водные ресурсы, растительность, атмосфера, модели и пользователи. При проектировании программного обеспечения в качестве основной структурной единицы выбрано угледобывающее предприятие, к которому привязываются данные с точке мониторинга и некоторые объекты на электронных картах.

Разработанный геопортал базируется на открытом программном обеспечении. Так для хранения данных выбрана система управления база данных (СУБД) PostgreSQL, картографический сервер реализован на GeoServer, основное веб-приложение использует фреймворк Spring, клиент включает в библиотеку OpenLayers. Данный подход обеспечивает публикацию пространственных данных в сети Интернет по стандартным разработанным Открытым геопространственным консорциумом (Open Geospatial Consortium, OGC) протоколам Web Map Service (WMS) и Web Feature Service (WFS) в виде набора электронных слоев.

Рассмотрены возможности системы на примере решения задачи мониторинга водных ресурсов. На этапе обследования угледобывающего предприятия определяли ключевые точки проведения мониторинга. Для каждой из них проводили гидрохимические исследования и формировали протоколы. В рамках геопортал разработана единая база данных для хранения результатов анализа отобранных проб сгруппированных по видам ресурсов. К ним относятся поверхностные, снеговые и дождевые воды и скважины. Для каждой пробы фиксируется дата и концентрации химических веществ, для которых автоматически вычисляется отношение к предельно допустимой концентрации (ПДК). Накопленные данные отображаются как на карте, так и виде иерархии таблиц (точка мониторинга – проба – результаты анализа).

Для упрощения процесса анализа изменений концентрации загрязняющих веществ разработан специальный модуль построения графиков. Указанный инструмент позволяет строить графики изменения концентрации загрязняющих веществ по выбранным пользователем точкам мониторинга за определенный период времени. Позволят наглядно сравнить как концентрацию определенного вещества в выбранной точке, так и между несколькими точками. В настоящее время на основе данного модуля активно развиваются средства, позволяющие выбирать интересующие оператора точки прямо на электронной карте. Такой подход позволяет легко отфильтровывать точки, принадлежащие к одному водному объекту, например, реке, и анализировать динамику изменений концентрации на пути тока вод. Для решения этой задачи предложено передавать электронные слои водных ресурсов по протоколу WFS вместо WMS и отображать их как векторные объекты. Построенный график будет отображаться во всплывающем окне.

Возможности системы по прогнозированию расширены за счет включения ряда вычислительных модулей. К ним относятся сервисы расчета разового пылевого загрязнения атмосферы, оценки сотрясаемости и шумового воздействия от промышленного взрыва. Указанные компоненты позволили провести комплексное моделирование распространения пыли, колебаний земной поверхности и звуковых волн при проведении горных работ с учетом атмосферных условиях, типа и массы взрывчатого вещества.

Разработана информационно-вычислительная система динамической оценки экологического состояния угледобывающих районов, которая позволяет проводить прогноз геоэкологических рисков угледобывающих предприятий.

Литература

1. Ковалев, В.А. Мониторинг состояния природной среды угледобывающих районов Кузбасса/ В.А.Ковалев, В.П.Потапов, Е.Л. Счастливцев - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2013. – 312 с.

2. Счастливцев Е.Л., Быков А.А., Юкина Н.И., Пушкин С.Г.. Оценка техногенной нагрузки на бассейны рек горнодобывающего района в южной части Кузбасса // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2015, № 4, c. 333-339.


К списку докладов