Научное и геоинформационное обеспечение предотвращения экологической катастрофы в ликвидированном Кизеловском угольном бассейне
Научное и геоинформационное обеспечение предотвращения экологической катастрофы в ликвидированном Кизеловском угольном бассейне
Пермский край
В монографии и созданной ГИС дается характеристика экологической обстановки, сложившейся под влиянием изливов кислых шахтных вод и стоков с отвалов ликвидированного в начале XX века старейшего на Урале Кизеловского угольного бассейна.
Проголосовало:
Поделиться в соц. сетях:

Автор проекта:

С.В. Пьянков, Н.Г. Максимович

Номинация:

Издание

Наименование проекта:

Научное и геоинформационное обеспечение предотвращения экологической катастрофы в ликвидированном Кизеловском угольном бассейне. 

Описание проекта:

В монографии «Кизеловский угольный бассейн: экологические проблемы и пути решения» и созданной ГИС дается характеристика экологической обстановки, сло¬жившейся под влиянием изливов кислых шахтных вод и стоков с отвалов ликвидирован¬ного в начале XX века старейшего на Урале Кизеловского угольного бассейна (Пермский край). В основу легли полевые и лабораторные исследования, результаты опытно-промышленных испытаний природоохранных технологий, выполненные в течении последних 35 лет, а также результаты полученные в ходе выполнения грантов РФФИ и РГО № 17-05-41114 и РФФИ р_а 17-45-590793.
Характеризуются причины формирования кислых шахтных вод и стоков с отвалов. Рассмотрено состояния речных систем с использованием ГИС-технологий и данных дистанционного зондирова¬ния Земли. Приводится характеристика химического состава вод и донных отложений на основе данных за многолетний период. Предложена концепция экологической реабилита¬ции рассматриваемой территории, в том числе с использованием геохимических барьеров. 
Таким образом, проект направлен на информационное обеспечение принятия управленческих решений органами государственной власти федерального, регионального уровней и органов местного самоуправления. Монография и геоинформационная геоэкологическая система Кизеловского угольного бассейна будет также интересна для экологов, работников природоохранных организаций, гидроло¬гов, геологов, геохимиков, проектировщиков, геоинформатиков, а также преподавателей и студентов. 

География проекта:

Пермский край, Кизеловский угольный бассейн, три крупных водосбора рек (Яйва, Косьва, Чусовая) и Камское водохранилище, которые охватывают 6 промышленных районов Пермского края (200 000 человек населения).

Цели и задачи:

Цель проекта: разработка научных основ и комплекса методов оценки и улучшения экологической ситуации на территории Кизеловского угольного бассейна.

Задачи:
1. Разработка комплексного подхода и высокоэффективных методов к улучшению состояния природно-техногенных геосистем на территории исследования;
2. Разработка системы экологического мониторинга эффективности предлагаемых методов с применением ГИС- технологий, сочетая методы автоматизированной интерпретации данных дистанционного зондирования Земли и наземного изучения биотических и абиотических компонентов;
3. Создание открытого типового WEB-картографического сервиса (геопортала) на базе бассейновой ГИС для комплексной оценки состояния окружающей среды в угледобывающих районах РФ (на примере Кизеловского угольного бассейна);
4. Разработка методологии снижения интенсивности загрязнения на основе создания геохимических барьеров.

Итоги реализации:

1.  Издание монографии Максимович Н.Г., Пьянков С.В. Кизеловский угольный бассейн: экологические проблемы и пути решения. Перм. гос. нац. иссл. ун-т. Пермь. 288 c. 2018. 

В основу монографии положены результаты многолетних исследований
шахтных отвалов, изливающихся шахтных вод, развития опасных геологиче-
ских процессов, с одной стороны, и состояния природной среды в условиях воздействия объектов угледобычи, с другой.
Комплекс камеральных и полевых методов исследования реализован
в рамках бассейнового подхода, применение которого продиктовано тем, что распределение загрязняющих веществ связано, в основном, с поверхностными и подземными водными потоками. Камеральные методы исследования включили в себя картографический метод, пространственный анализ с использованием современных геоинформационных технологий, современные методы статистического анализа и моделирования (в том числе геостатистического), методы автоматизированной интерпретации данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ).
В течение последних 70 лет разработаны десятки проектов, направленных на очистку шахтных вод и рекультивацию отвалов. Само по себе это мероприятие не имеет большого смысла без очистки русел рек от миллионов тонн накопленных донных отложений, являющихся источником вторичного загрязнения, а также решения проблемы очистки стоков с отвалов. Рекультивация отвалов в том виде, в котором она проводилась, несмотря на большие затраты, не снижает (за редким исключением) миграцию загрязняющих веществ из них в окружающую среду.
На основании комплекса лабораторных, полевых, опытно-промышленных работ и применения ГИС-технологий авторами предложен подход к решению сложных экологических проблем, возникающих при разработке угленосных формаций. Для улучшения экологической ситуации и поддержки принятия решений на территории ликвидированного КУБа, разработана бассейновая ГИС http://kub.maps.psu.ru/

2.Разработана и опубликована в открытом доступе геоэкологическая веб-ГИС Кизеловского угольного бассейна (КУБ). 

Основное назначение разработанной веб-ГИС – организация мониторинга и улучшение экологической ситуации, а также поддержка принятия решений на территории ликвидированного КУБа. В основу веб-ГИС КУБа положен бассейновый принцип, при котором для оценки состояния экосистем исследуемой территории в качестве операционно-территориальных единиц используются водосборы рек. Создание геоэкологической веб-ГИС КУБа преследовало решение следующих задач:
•инвентаризация источников негативного воздействия, в именно изливов кислых шахтных вод, породных отвалов, выходов загрязненных подземных вод;
•выявление закономерностей пространственно-временной динамики объемов поступления, концентраций загрязняющих веществ, трансформации их в природной среде (разбавления, осаждения). Расчет объемов загрязненных донных отложений и их пространственного распределения. Оценка вклада вторичного загрязнения в формирование экологической ситуации в настоящее время и в перспективе; 
•прогноз состояния природных комплексов в пределах Кизеловского угольного бассейна. Выявление участков, подверженных критическому загрязнению, на основе тематического дешифрирования данных космической съемки;
•планирование мероприятий по улучшению экологического состояния окружающей среды, в частности выбор наиболее эффективных методов рекультивации и участков для их реализации;
•организация открытого доступа к информации об экологическом состоянии на территории, подверженной негативному воздействию от ликвидированного угольного бассейна;
Концепция, изложенная в монографии и отраженная на web-сервисе в целом одобрена на совещании в Министерстве энергетике (протокол № 11-1021 от 26.12.2018 г.).