CC BY
40
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Алексеев А.Ф. Изменение свойств гипсрбазитов при ссрпентинизации / Свердловский горный институт. Свердловск. 1984. 28 с. : ил. Библиограф.: 18 назв. Деп. В ВИНИТИ 26.11.84. № 7523-84.
2. Алексеев А.Ф. Методика и результаты испытаний на сдвиг по прожилкам хризотил-асбеста // Изв. вузов. Горный журнал. 1987. Да 6. С. 9-12.
3. Артёмов В.Р., Кузнецова В.Н. Метасоматические изменения гипсрбазитов при ссрпентинизации // Метасоматические изменения боковых пород и их роль в рудообразсвании. М.: Недра, 1966. С. 82-94.
4. Добрсцов HJI. К проблеме генезиса гипсрбазитов // Геология и геофизика / АН СССР. Сибирское отд. Новосибирск. 1964. № 3. С. 3-20.
5. Золоев К.К. Месторождения хризотил-асбеста в гипербазнтах складчатых областей. М.: Недра. 1975. 192 с.
6. Павлова H.H. Теоретические исследования процесса трешинообразования в горных породах при объёмно-напряжённых состояниях // Роль физико-механических свойств горных пород в локализации эндогенных месторождений. М.: Наука, 1973. С. 41-45.
7. Ставрогин А.Н. О влиянии деформации на проницаемость горных пород .'/ Физнко-мсханичсскнс свойства горных пород верхней части земной коры. М.: Наука. 1968. С. 156-161.
8. Штейпберг Д.С., Чащухнн И.С. Серпентинизация ультрабазитов. М.: Наука, 1977. 312 с.
УДК 556.388
O..V1. Гумяп, В.Н. Довгополый, А.В. Захаров
МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ ПРИ ЛОКАЛЬНОМ МОНИТОРИНГЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Термин мониторинг вошел в научный оборот из англоязычной литерату ры и происходит от английского слова monitoring - контрольное наблюдение. Понятие "мониторинг" подразумевает постоянное контролирование чего-либо, прсведение постоянного наблюдения за чем-либо. Термин "мониторинг" и его производные широко используются в различных областях знаний: в биологии, медицине, географии и геологии. Многообразие объектов наблюдений или объектов мониторинга привело к большому числу терминов и понятий, характеризующих различные виды мониторинга.
У нас в стране одним из первых теорию мониторинга стал разрабатывать Ю.А. Израэль. Уточняя определение мониторинга окружающей среды, Ю.А. Израэль сделал акцент не только на наблюдении, но и на прогнозе, введя в определение термина "мониторинг окружающей среды" антропогенный фактор как основную причину этих изменений. Мониторингом окружающей среды он называет систему наблюдений, опенки н прогноза антропогенных изменений состояния окружающей природной среды [4].
Уровень организации экологического мониторинга на техногенных объектах - локальный в пределах земельного отвода и на прилегающей территории. Локальный мониторинг предназначен для обеспечения экологической оценки изменения окружающей среды под влиянием проектируемого или действующего объекта на территории его ожидаемого воздействия.
Цель экологического мониторинга - установление тенденций развития и изменения компонентов окружающей среды (атмосферы, почв и грунтов, поверхностных, подземных вод) с учетом их экологических последствий для человека и других организмов в пределах проектируемого (или действующего) объекта и прилегающих территорий и на основе этого - разработка рекомендаций и управляющих решений по оптимизации функционирования объекта, обеспечению экологически благоприятных условий его существования и устойчивого развития.
Локальный экологический мониторинг предусматривает четыре последовательных этапа (п. 4.91.СП 11-102-97 "Инженерно-экологические изыскания для строительства"):
I. Проведение предварительного обследования с целые уеганоплення основных компонентов лриродной среды, нуждающихся в мониторинге, определение системы наблюдаемых показателей, измерение фоновых значении
II Создание постоянно дебетующей системы экологического мониторинга, ее оборудование и функциональное обеспечение.
III. Проведение стационарных наблюдений с целью определения тенденций изменения показателей состояний среды.
IV Отслеживание и моделирование экологической ситуации, составление краткосрочных н долгосрочных прогнозов и выдачи рекомендаций
Огслеживанне и моделирование экологической ситуации начинается с обработки данных, полученных з ходе режимных наблюдений
Как и России, так и в других странах сейчас ведутся большие исследовательские работы, направленные на решение глобальных, цац1 «опальных, региональных и локальных геоэкологических проблем с помощью методов и средств геоинформатики, Однако практически все современные программные пролукты отличаются доволь-ю у экой специализацией. направленностью на решение частных задач. Это зачастую не позволяет и полной мере использовать мощнк-е средства графического оформлений, например » анализе специфики образовании, накопления и перераспределения загрязнителей, в геосистемах, чш особенно яажно для геоэкологического картографирования. Поэтому нередко возникает необходимость комбинирования, соамешения и лс-работки нескольких программных продуктов для проведения полного и детального - отологического картографирования территории
Для эффективного управления производственными процессами с точки зрения охраны окружающей среды необходимо. чтобы информация по мониторингу окружающей срелы на предприятии были наглядной, увязанной по объектам, быстро обрабатываемой, привязанной к ситуационной схеме места размещения предприятия.
По мере перехода от первичных результат» мониторинга окружающий среды * знаниям о ¿остовпии окружающей срелы меняются методы работы с информацией Соответственно, в экологической информационной системе (ЭИС) можно выделить гри уровня, отличающихся по методам работы с экологической информацией 11] (рис. I »:
- верхний уровень должны составлять программные модули ДЛЯ ПОДДСрЖкп принятия гешения;
- средний - программное обеспечение, позволяющее пронести системный анализ информации о состоянии окружающей среды;
НИЖНИЙ мо луд Ii хранения и обработки первичной .uvo.iui ический нифирмании.
Модуль экспертных оценок Поддержка принятия решений
t
Модуль ГНС | Комплексный системный анализ состояния окружающей среды
t
Модуль СУЬД Хранение, обработка результатов _мониторинга_
|_1__
'_Окружающая среда _
Рис. 1. С грукп'рная схема жоннформапнонной системы
На нижнем уровне ")МС для хранения, защиты исходных данных о состоянии окружающей лсды и их первичной спгтиСтической обработки (методы базовой статистики) применяются .гандлртные (либо специализированные) системы управления базами данных (СУБД). Примерами
257
стандартных СУБД могут служить персональные СУБД - MS Acccss [3], MS FoxPro {технология "файл-сервер") либо промышленные СУБД - MS SQL-server, Oraclc (технология "клиент-сервер"). Специализированные СУБД, как правило, создаются либо путем настройки существующей стандартной СУБД, либо путем создания собственного программного приложения, обеспечивающего решение узконаправленных прикладных задач и максимально удобного для конечного пользователя. И в том, и в другом случае потребуется создание разветвленной структуры реляционной базы данных.
На среднем уровне ЭИС для анализа информации о состоянии окружающей среды используются геоинформационные системы (ГИС). Примерами Г'ИС могут служить такие наиболее распространенные программные продукты, как GS Surfer, ArcVicw, Maplnfo, AutoCad и прочие. Дтя углубленной статистической обработки информации могут быть привлечены внешние программные продукты - MS Graph, MS Excel, MathCAD, Statistica и другие. Подобные системы, обеспечивая комплексную обработку, анализ и визуализацию пространственно-распредслснной информации, позволяют систематизировать вывод картографической экоинформационной основы для управления природными ресурсами, реализуя опыт, накопленный специалистами в этой области.
Для обеспечения поддержки принятия решений необходим еще один этап работы с информацией, позволяющий соотнести ожидаемые результаты комплексной обработки данных (интегральные показатели) со шкалой экспертных оценок. Такое соотнесение прямо или косвенно основывается на результатах мониторинга и имеет ряд специфических моментов как научно-методических, так и психологических, при представлении полученных результатов лицам, принимающим решения.
В будущем системы поддержки принятия решений в области экологической безопасности неизбежно будут основываться на математическом моделировании процессов, происходящих в природе. Схема "модель - гипотеза - эксперимент - установленный факт" составляет основу процесса познания практически в любой из многочисленной областей современного естествознания. В настоящий момент накопление знаний, необходимых для поддержки принятия решений, основывается на системном анализе экологической информации, на различных методах оценки воздействия на окружающую среду.
Цель данной работы - создание базы данных для первичной обработки результатов мониторинга окружающей среды (на примере Полевского криолитового завода).
Созданный нами программный продукт является по сути специализированной СУБД, обеспечивающей решение задач нижнего v частично среднего уровня экоинформационной системы.
Особенности даннбИ базы:
• В структуру базы данных включены следующие объекты мониторинга: атмосферный воздух, подземная гидросфера, поверхностная гидросфера, почво-грунты, снег.
• Точки контроля по всем средам имеют координатную привязку.
• Параметры мониторинга окружающей среды выбраны с учетом воздействия предприятия на компоненты по средам.
• Первичная обработка выполнена в различных временных режимах.
• Возможность формирования отчетов по состоянию окружающей среды.
Программный продукт "Мониторинг окружающей среды" по сути является интегрированной
информационной средой, состоящей из ДЕ^ух основных частей - ядра (собственно базы данных - БД) и программы-оболочки, представляющей собой клиентскую систему управления базой данных (СУБД) и содержащей интерфейсную часть программы.
Ядро, представленное реляционной базой данных. интегрирует совокупность пространственно ориентированных исходных данных экологического мониторинга окружающей среды (результаты определений загрязняющих веществ), атрибутивной информации о различных объектах (пункты наблюдения, наблюдательные скважины), а также разнообразной справочной информации (единицы измерения, ПДК. сведения об организациях и сотрудниках и т. п.). Все данные хранятся в двухмерных таблицах и связаны между собой по типу "один к одному" или "один ко многим" по общим полям (рис. 2). Наименования полей таблиц базы данных представлены в таблице.
Помимо таблиц ядро содержит множество разнообразных простых и групповых запросов с параметрами, написанных на стандартном языке запросов SQL, позволяющих конечному пользователю формировать наборы данных из исходных таблиц для просмотра в тематических отчегных формах и на диаграммах программы-оболочки, а также распечатывать.
Рис. 2 Сфуктура базы данных локального экологического мониторинга (фрагмент)
Физически ядро (БД) представляет собой nidb-файл. который должен быть размещен на сетевом сервере и иметь общий доступ npj- сетевой организации рабочего пространства. В случае сетевой организации работы программа проставляет собой систему с архитектурой типа "файл-сервер". Доступ к БД осуществляется с использованием сетевых имен пользователей и паролей, создаваемых и контролируемых администратором базы данных
Задачами ядра является долговременное хранение данных, обеспечение их ссылочной целостности, разграничение доступа пользователей, формирование наборов данных по запросам конечных пользователей
Программа-оболочка, представляющая интерфейсную часть программы, содержит набор основных экранных форм, формы диалога с пользователем, системные справочники. Основной задачей СУБД является пользовательское управление всей совокупностью разнообразной ипформшнш базы данных, что включает не только ввод, редактирование и быстрый поиск информации, но и формирование тематических пользовательских запросов на извлечение данных hi ядра, визуализацию полученных наборов лонных в различных вариантах (2J.
Основные формы
Предназначены для ввода, редактирования исходных и атрибутивных данных; формнрованир пользовательских тематических lanpocoo, просмотра и статистического анализа панных в виЛе различных сводных габлнц (рис. 3), карт-схем и комплексных диаграмм (рис. I); вывода подготовленных типовых отчетных таблиц на бумажный постель. Возможен также экспорт лампы* в формат злектроиных таблиц Vxls для дальнейшей обработки их во внешних статистических (MS Excel, SiatisJica, Sratgraphics. MathCad) или геониформмционных (ArcC'ad, AutoCad, Surfer. Arc-View. Maplnfo и проч.) специализированных пакетах программ
Формы диалог
Этот тип форм предназначен для организации диалога с пользователем В любом варианте такою диалоги необходимо заполнить соответствующие поля, указан, нужную дат) либо выбрать строку из списка, нажать кнопку "ОК.". Для отмены вызова дальнейших действий программы необходимо нажать кнопку "Отмена" Гш-ичмым примером диалоговой формы является форма календарного выбора даты
Справок iiwcjjjfipjjiij
Этот тип форм разработан для просмотра и редактирования системных спровочнйко», при помощи которых возможно иастрощь программу для эффективной работы Необходимо понимать, что информация спраоочпнкон служи i источником строк 1ли многочисленных полей с выпадающими списками При этом в самом поле хранится не значение поли (например, Фамилия), а идентификатор ггого значения в справочнике, т. с. ссылка на справочник. Таким образом, становится понятно, что к редактированию справочников необходимо подходить крайне осторожно, а удалять записи из справочника нельзя В пропжном случае прозпойдет нарушение ссылочной целостности записей, что приведет к нарушению полноты и достоверности информации.
Наименование полей таблиц структуры базы данных
Таблица Поля таблицы
Параметр мониторинга Индекс параметра Наименование параметра
Среда - параметр Параметр мониторинга Среда ПДК Единица измерения Норм, документ на метод определения Норм, документ на ПДК
Среда(компонент) Наименование природного компонента
Метеоусловия Номер пробы Температу ра воздуха наружная (градус) Температура воздуха в трубке (градус) Давление атмосферное (мм.рт.столЗа) Направление ветра Скорость ветра, м/с
Район работ Наименование района работ Номенклатура тополнета Страна Регион /край Область Район Магнитное склонение, град, мин
Пункт наблюдения Номер пункта наблюдения Номер выработки Район работ Местоположение Л (геодезическая), м }' (геодезическая), м В (географическая), град.. £ (географическая), град., '/ (альтитуда), м
Проба Номер прэбы Номер пункта наблюдения Среда отбора Дата / отбора Примечания
Уровень грунтовых вол Номер выработки Дата замера УГВ Глубина УГВ, м лбе. отметка УГВ. м
Выработка Номер выработки Тип выработки Категория выработки Альтитуда устья, м Заложение, м Диаметр ствола номинальный . мм Дата окончания строительства
Текущий забой 11омср вирпйгггки Дата промера забоя Глубина забоя, м Лбе. отметка забоя, м
Результаты лабораторных определений Номер пробы Номер замера Параметр мониторинга Концентрация параметра 1 (огрешность определения концентрации Единица измерения Норм, документ на метол определения Лаборатория Исполнитель
Сведения о фильтре Номер выработки Диаметр фильтра наружный, мм Длина интервала перфорации, м Тип отверстий фильтра
Olfep Л««т i
Uacior
П«икт
Г"
3Kiiiti^ij'iiivii|fciimMifi iidM ту:: * -з
~3
Си« Г
-3
тмш
ОТ*Р |
0»соо
ЕВ ' > -i ie«»имкмхмш! ;c33j CÉ 29' 1Г tO Ю Н"
АЩ-2 3 .v •» СЭ <T -H-t» «,2940- M 13-45'
l «V -i С J ot ui»»v>í«»fi«r»f>»í r/fc» (C3*J 56 2У2" «0 SÍCT
AÜJ-4 1 UI «>CJ 3» C32 иДШММ4М)1<1 ОНО »'2720- tff 7 44-
AJÍ l iv -> CS ¿t uUHWkMinMi MU (CÍJ) !6'2Г«9" О КУ54-
ALW 1 «i «> «Cí И rpyju» <IWH и|*1ДО>М|м (1 >11 n> Ю® ОТ CU a 2Гsi- 03 II'29*
uuuiu.^orur«rii rvn:»;
AJJJ СИ ПЦХП VW so 3J-»- W 12-10-
Aü»€ l ш »а O J ai подо ciívf p 6 o« -» в» C23 К 2Г15' R> ?5T-
шмидеммпмя r/n:»). По:: i
rvi П:стр- ста» lainnMi c>8'»w» «nv гв^м* >1 фч»п>%>» 56 ?ru- es 9 «n-
CXHM«>
Att Cicc ьх.-.* 1ИКЧ1 р*ж»г<рм »nfiüMia » p ...
ХЛЩЛШ]
rvn P« «» X»'«)«—» -л-* í(<«i i«_«iw<:i:>ui » vs ¡wm» 56 27'5f W KT5D-
П-12 P«v*HtWM i»k<еч.^11(»..щ »л*». 56 27 »- 60 У 36'
»KIIMÍWÍ год*, -л-« <•».•»» i)
Сбоо | Ня«>ГН I ПкгустГН
V
Sj
Рис. 3. Сводная ведомость пунктов наблюдения
0«т«т» |
Рис. 4. Динамика показателей в пу нкте наблюдения
Редактирование справочников может производить лишь администратор базы данных. Основные типы системных справочников: единицы измерения, параметры мониторинга (с ПДК по объектам мониторинга), организации, сотрудники, типы и категории выработок, типы отверстий фильтров выработок, объекты мониторинга.
Программный продукт "Мониторинг окружающей среды" представляет собой специализированную экоинформационную систему управления базой данных (СУБД), предназначенную для долговременного хранения комплексных исходных данных локального мониторинга компонентов окружающей среды (атмосфера, подземные, поверхностные и сточные воды, снеговой покров, почвенный гор-тзо»гт) в районе влияния предприятия; оперативного извлечения необходимой пространственно ориентированной информации и ее комплексного статистического анализа с пелыо оперативного отслеживания состояния окружающей среды, экологического прогноза и создания обоснования для принятия решений на уровне администрации предприятия.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Горелик Д.О. и др. Экологический мониторинг: Учебник в 2-х томах. Т.2. СПб. 1998. С. 450-457.
2. Захаров А.В., Довгоно.тый В.Н., Гу.маи O..V1. Структура базы данных мониторинга окружающей среды (на примере Полсвского криолнтового завода) // Мат-лы горной сессии научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии. Вып. 5. М.: ГЕОС, 2003. С. 470-472.
3. Карпов Ь. Microsoft Access 2000: Справочник. СПб: Изд-во Питер, 2000. 416 с.
4. Королёв В.А. Мониторинг геологической среды. М.: Изд-во МГУ, 1995. 272с.
УДК 624.131
О.М. Гуман, И.А. Долинина ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПОЛИГОНА ГКО
Полигоны твердых бытовых отходов (ТБО) являются специальными инженерными сооружениями, предназначенными для изоляции и обезвреживания ТБО и гарантирующими санитарно-эпидемиологическую безопасность населения. Полигоны ТБО представляют собой техногенные образования, в пределах которых в аномальных концентрациях находятся различные по генезису и составу вещества, претерпевающие глубокие и длительные биохимические и химические изменения при их накоплении. Поступающие на полигон твердые отходы взаимодействуют с воздухом и атмосферными осадками. Происходящие в толще отходов биохимические и химические реакции обусловливают выделение тепла и образование новых твердых, жидких и газообразных веществ. Жидкие и твердые вещества, находящиеся в растворенной и взвешенной формах, просачиваются в виде фильтрата в подземные водоносные горизонты: подавляющее количество газообразных веществ поступает в атмосферу. Количество фильтрата зависит от объема воды, поступающей на участок полигона, физико-химических н биологических свойств отходов и сложных деструкционных процессов гидролитического и биохимического характера, которые могут происходить в свалке. Количество газов зависит от технологии складирования отходов. Таким образом, по представлениям Л. Г. Хазаюва (8], полигоны твердых бытовых отходов являются техногенными геологическими объектами со своими прэгнозируемымн законами развития, которые определяются физико-географическими условиями мест складирования, размерами полигонов, условиями их эксплуатации, составом отходов и характером микробиологических процессов, происходящих в толще отходов.
Под понятием "гидро геохимическая модель полигона ТБО" авторы работы подразумевают идеализированное инженерное представление о комплексе химических, биохимических и физических процессов, происходящих в толще отходов, в зоне аэрации под полигоном ТБО и в сфере взаимодействия фильтрата с подземной гидросферой.
