IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Вода - один из главных ресурсов природы, источников жизни. Водные ресурсы необходимы для жизни людей и для всех отраслей хозяйства.

Регионы Курской магнитной аномалии в последние годы испытывают определенный дефицит воды, пригодной для питьевых целей. Это связано с истощением разведанных запасов подземных вод, загрязнением подземных водоносных горизонтов в результате интенсивного водоотбора и разработки железорудных месторождений открытым способом.

Обострение экологической ситуации в Старооскольском городском округе делает все более актуальными работы по созданию информационных баз, прикладных геоинформационных систем и использованию ГИС-технологий для решения комплекса проблем, возникающих в области водопользования. В области мониторинга водоснабжения с помощью ГИС возможно решение задач: создание реестра водных объектов, оценка состояния, качества, уровня загрязнения, воды и др.

Для ведения мониторинга водоснабжения во всем мире и в России используют большое число программных средств, в основном это ГИС-продукты, так как применение ГИС-технологий позволяет резко увеличить оперативность и качество работы с пространственно - распределенной информацией по сравнению с традиционными «бумажными» методами.

В настоящее время в России большое количество компаний, разраба- тывающих геоинформационные системы, которыми создается множество программных продуктов. Среди геоинформационных систем, созданных отечественными производителями более заметными являются ГИС «Гео- Граф», ГИС «GeoMixer», ГИС «ZuluGIS», ГИС «IndorGIS», ГИС «Панорама», хотя из-за ограниченных возможностей эти программы работают с данными на небольших территориях.

Среди зарубежных систем следует отметить AutoCad, ArcGIS и MapInfo. Данные средства мощны и быстры в области пространственного анализа и бесспорно хороши для мониторинга, но они дороги для отечественного пользователя.

Целью данного проекта является создание ГИС-проекта мониторинга водоснабжения.

Исходя из поставленной цели, можно выделить следующие задачи исследования:

• проанализировать предметную деятельность;

• выполнить сбор данных и обосновать выбор геоинформационной системы для данного проекта;

• с использованием средств ArcGIS разбработать проект для мониторинга водоснабжения Старооскольского городского округа.

Объектом исследования является водоснабжение Старооскольского городского округа.

Предметом исследования является геоинформационные системы в мониторинге водоснабжения.

Данный проект состоит из введения, двух разделов, заключения, библиографического списка и приложения.

Во введении обоснована актуальность темы исследования, определены объект, предмет, цель, задачи исследования.

В первом разделе представлен процесс проектирования ГИС-проекта. Второй раздел содержит практическую разработку ГИС-проекта.

В заключении обобщены результаты исследования, изложены его краткие выводы.

Библиографический список содержит 15 источников. В приложении содержатся таблицы, карты и диск с файлом проекта.

1. Анализ предметной области

Водоснабжение — подача поверхностных или подземных вод водопотребителям в требуемом количестве и в соответствии с целевыми показателями качества воды в водных объектах. Инженерные сооружения, предназначенные для решения задач водоснабжения, называют системой водоснабжения, или водопроводом [1].

Вода расходуется различными потребителями на самые разнообразные нужды. Однако подавляющее большинство этих расходов может быть сведено к трем основным категориям:

• расход на хозяйственно-питьевые нужды (питье, приготовление пищи, умывание, стирка, поддержание чистоты жилищ, полив огородов, газонов и полей, и т. д.),

• расход на производственные нужды (расход предприятиями промышленности, транспорта, энергетики, сельского хозяйства и т. д.),

• расход для пожаротушения [12].

При подаче воды учитывают её качество, например, к питьевой воде предъявляются требования СанПиН 2.1.4.1074-01«Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». Для доведения качества воды до требуемых норм используют водоподготовку.

Система водоснабжения (населенного места или промышленного предприятия) должна обеспечивать получение воды из природных источников, её очистку, если это вызывается требованиями потребителей, и подачу к местам потребления. Для выполнения этих задач служат следующие сооружения, входящие обычно в состав системы водоснабжения:

• водозаборные сооружения, при помощи которых осуществляется прием воды из природных источников;

• водоподъемные сооружения, то есть насосные станции, подающие воду к местам её очистки, хранения или потребления;

• сооружения для очистки воды;

• водоводы и водопроводные сети, служащие для транспортирования и подачи воды к местам её потребления;

• башни и резервуары, играющие роль регулирующих и запасных емкостей в системе водоснабжения [6].

Для обработки пространственных данных, контроля и мониторинга объектов водоснабжения и представления общего состояния геоэкологической обстановки, все чаще используются географические информационные системы (ГИС). Они, как правило, используются во взаимосвязи с другими информационными системами, являясь как потребителями данных (собирая атрибутивную информацию), так и источниками пространственных данных для других информационных систем [8].

ГИС позволяют повысить эффективность принятия управленческих решений за счет своевременного предоставления необходимой информации в удобном для восприятия виде.

2. Сбор данных

В настоящее время в г. Старый Оскол определены следующие обособленные технологические зоны, совпадающие с централизованными системами водоснабжения:

• зона водоснабжения муниципальной централизованной системы МУП «Водоканал»;

• зона водоснабжения централизованной системы промузла на ст. Котёл, обслуживаемая ЗАО «Спецэнерго»;

• зона водоснабжения централизованной системы ОАО «КМАпроектжилстрой» – м-н Степной;

• зона водоснабжения централизованной системы ОАО «КМАпроектжилстрой» – Южная промкомзона;

• зона водоснабжения централизованной системы ОАО «Стойленский ГОК»;

• зона водоснабжения централизованной системы ОАО «ОЭМК».

Часть сетей и объектов водоснабжения Старооскольского городского округа состоят на балансе администрации и переданы в хозяйственное ведение МУП «Водоканал», оставшаяся часть находится в собственности и обслуживается ЗАО «Спецэнерго», ОАО «Стойленский горно-обогатительный комбинат», ОАО «КМАпроектжилстрой», ОАО «Оскольский завод металлургического машиностроения», ОАО «Оскольский электрометаллургический комбинат», ОАО «Теплоэнерго» и ЗАО «Строительный центр».

В зону технологического водоснабжения ЗАО «Спецэнерго» входят все предприятия, расположенные на промузле. ЗАО «Спецэнерго» эксплуатирует на промузле на ст. Котёл объекты водоснабжения: артезианские скважины, резервуары питьевой воды, хлораторную станцию, насосную станцию II-подъёма. Характеристики собственного источника водоснабжения приведены в таблице 1.

Таблица 1

Общие сведения об источнике водоснабжения ЗАО «Спецэнерго»

Наименование источника водоснабжения		Водозабор базы «Стройиндустрии»
1		2
Год ввода в эксплуатацию		1979
Артезианские скважины	Глубина, м
№1	76
№2	76
№3	72,5
№4	72
1	2
№5	64
№6	73
Наличие водоподготовки		Обеззараживание

Система водоснабжения ОАО «КМАпроектжилстрой» имеет собственные источники водоснабжения, указанные в таблицах 2 и 3.

Таблица 1

Общие сведения об источнике водоснабжения ОАО «КМАпроектжилстрой»

Наименование источника водоснабжения	Тереховский водозабор
Год ввода в эксплуатацию	2013
Артезианские скважины	Глубина, м
Скважина №1	47
Скважина №2	58
Скважина №3	50
Скважина №4	49
Скважина №5	60
Скважина №6	57
Скважина №7	59
Скважина №8	64
Скважина №9	61
Скважина №10	54
Скважина №11	52
Скважина №12	52
	Год ввода в эксплуатацию	Количество, шт.
Насосная станция 2-го подъема	2013	3

Таблица 3

Общие сведения об источнике водоснабжения ОАО «КМАпроектжилстрой»

Наименование источника водоснабжения	Скважины площадки цем/завода
Год ввода в эксплуатацию	1975-1988 гг.
Артезианские скважины	Глубина, м
Скважина №2	113
Скважина №3	110
Скважина №5	165
	Год ввода в эксплуатацию	Количество, шт.
Насосная станция 2-го подъема	1975-1988	2

Данные по описанию системы водоснабжения ОАО «Оскольский завод металлургического машиностроения» отсутствуют.

Характеристики собственного источника водоснабжения ОАО «Оскольский электрометаллургический комбинат» приведены в таблице 4.

Таблица 4

Характеристика источника водоснабжения ОАО

«Оскольский электрометаллургический комбинат»

Наименование источника водоснабжения	Подземные воды
Год ввода в эксплуатацию	-
Артезианские скважины	Глубина, м
Скважины площадки пл. ОАО «ОЭМК»: №1	82
№2	82
№3	82,5
№4	84
№5	82
№6а	84

В настоящее время водоснабжение Старооскольского городского округа осуществляется за счет подземных вод следующих водозаборов:

• городские водозаборы МУП «Водоканал: Ильинский, Незнамовский, Воротниковский, Бор-Малявинский, Гуменский, городской, водозабор Северной ПКЗ, водозабор ИЖС Углы, водозабор ул. Пирогова.

• обособленные водозаборы: водозабор промплощадки ОАО «ОЭМК», водозаборы сельских населенных пунктов (относятся к МУП «Водоканал»).

Большинство крупных промышленных предприятий имеют собственные водозаборы. Водоносные горизонты - альбсеноман, девонский. Вода, добываемая из артезианских скважин, соответствует санитарным требованиям, очистка воды не производится, на городских насосных станциях дезинфекция воды перед подачей в сеть осуществляется гипохлоридом натрия.

Сельские системы водоснабжения состоят из насосных станций 1-го подъёма (скважин), водонапорных башен и водонапорных сетей.

Общие сведения об источниках водоснабжения МУП «Водоканал» приведены в приложениях 1 и 2.

Качество питьевой воды является на сегодня одной из самых острых, животрепещущих проблем. Вредное влияние питьевой воды может сказаться лишь при определенных условиях, а именно если она содержит возбудители инфекционных заболеваний, химические вещества в концентрациях, опасных для здоровья человека, или обладает необычными органолептическими свойствами.

Контроль за качеством воды коммунальных водопроводов города и сельских населенных пунктов осуществляется производственной лабораторией МУП ОЖКХ (Муниципальное унитарное предприятие объединения жилищно-коммунального хозяйства).

Таблица 5

Показатели качества воды источников водоснабжения г. Старый Оскол

Водозабор	Обобщенные показатели			Показатели химического состава
				Неорганические вещества с органолептическим лимитирующим признаком			Неорганические вещества с санитарно-токсилогическим лимитирующим признаком
	общая жесткость	сухой остаток	окисленность пермаганатная	хлориды	сульфаты	железо суммарно	свинец суммарно	фтор	нитриты	нитраты
Бор-Малявинский ВЗ	0,700	331	0,290	30,5	88,0	0,096	0,051	0,161	0,003	19,0
Воротниковский ВЗ	0,882	400	4,354	49,0	131,	0,063	0,164	0,172	0,002	35,5
Ильинский ВЗ	0,903	379	0,247	44,1	150,2	0,135	0,125	0,167	0,00	27,3
Незнамовский ВЗ	0,757	327	0,203	28,9	138,6	0,072	0,128	0,153	0,00	26,9
Городской ВЗ	0,662	344	1,196	160,8	98,90	1,702	0,054	0,292	0,002	6,0
Гуменский ВЗ	0,997	459	0,248	148,4	111,5	0,015	0,214	0,214	0,002	10,1
Водозабор м-на Углы	0,789	364	0,250	89,3	113,2	0,506	0,121	0,203	0,002	17,2

Показатели качества воды источников водоснабжения в сельской местности представлены в приложении 3.

ОАО «КМАпроектжилстрой» ведёт контроль за качеством питьевой воды в соответствии с графиком проведения лабораторных исследований питьевой воды по программе производственного контроля.

Показатели качества воды источников водоснабжения ОАО «КМАпроектжилстрой» представлены в таблице 6.

Таблица 6

Показатели качества воды источников водоснабжения

ОАО «КМАпроектжилстрой»

Определяемые показатели	Единицы измерения	Результаты исследования	Гигиенический норматив
Общая жесткость	-	5,0	не более 7
Окисляемость перманганатная	мг/дм3	0,03	не более 5,00
Железо общее	мг/дм3

Код для цитирования: Скопировать