Водное хозяйство

Рассмотрим основные задачи в сфере водного хозяйства, для решения которых необходимо использование результатов космической деятельности.

1. Мониторинг водных ресурсов, в том числе:

  • построение гидрологических цифровых моделей рельефа;
  • выявление речных и озерных бассейнов, водосборов, моделирование направлений и скоростей стока, транспортировки загрязняющих веществ (рисунок 1);
  • определение биологической продуктивности водоемов;
  • моделирование затопления территории во время наводнений и половодий;
  • мониторинг водного и ледового режима водоёмов, снеготаяния в целях прогнозирования стока;
  • выявление антропогенных и естественных изменений водной массы.

 

Рисунок 1 Применение мониторинговых систем водных ресурсов для решения задач исследования зон водосбора, а также зарастания и деградации озёр

 

2.Контроль гидротехнических сооружений


Космические системы обеспечивают контроль пространственных объектов гидротехнических сооружений (рисунок 2). Наличие средств позиционирования на основе космических систем ГЛОНАСС/GPS обеспечивает не только навигацию в акваториях гидротехнических сооружений, но и контроль сдвигов инженерных объектов. Использование данных ДЗЗ позволяет оценить состояние водных ресурсов, обеспечить контроль за их использованием, провести моделирование затоплений территорий во время наводнений и половодий при аварийных сбросах воды и решать другие задачи.

Рисунок 2 – Контроль состояния гидротехнических сооружений

Рисунок 2 Контроль состояния гидротехнических сооружений

 

3. Контроль за качеством воды в водных объектах

Качество потребляемой населением России питьевой воды остаётся в большинстве случаев низким несмотря на значительные объемы водных ресурсов. Из-за плохого состояния объектов жилищно-коммунального хозяйства более 90 % сбрасываемых сточных вод недоочищено, а их количество достигает 350 тыс. тонн в год. В данной ситуации необходим постоянный мониторинг водных объектов, определение экологической нагрузки на них и объективной оценки экологических рисков.


Космические средства ДЗЗ при контроле состояния водных объектов позволяют выявить источники и состав загрязняющих веществ, определить степень загрязнения различных участков объекта и динамику загрязнения во времени (рисунок 3).

Рисунок 3 – Использование средств ДЗЗ для контроля  загрязнения водоёмов

Рисунок 3 Использование средств ДЗЗ для контроля  загрязнения водоёмов

 

4. Затопления территории во время наводнений и половодий.

Моделирование обстановки во время наводнений и половодий позволяет принимать эффективные меры по уменьшению экономических последствий и повысить безопасность населения в кризисных ситуациях (рисунок 4).
Применение космических снимков в ГИС-системах позволяет спрогнозировать и оценить возможный ущерб, провести необходимые мероприятия и оперативно контролировать ситуацию (рисунок 5).


Затопление территорий грозит не только возможными жертвами среди населения, но также нарушением (уничтожением) объектов инфраструктуры (дорог, мостов, линий электропередачи, дамб), изменением природных систем (оползни, новые русла рек, заторы), разрушением сельскохозяйственных угодий и другими последствиями.

Рисунок 4 – Трёхмерная модель зон возможного затопления города

Рисунок 4 Трёхмерная модель зон возможного затопления города

 

Рисунок 5 – Прогноз затопления на реке Угре (Калужская область, Дзержинский район, д. Староскаковское)

Рисунок 5 Прогноз затопления на реке Угре (Калужская область, Дзержинский район, д. Староскаковское)

 

Для уменьшения последствий от стихийных бедствий необходимо заблаговременно определить ряд характеристик, которые влияют на уровень ущерба, и определить наиболее эффективные адекватные меры по его уменьшению. Среди проводимых мероприятий могут быть названы: оценка общего состояния водосборов (рисунок 6), картирование склонов и определение рисков возникновения эрозии почвы.

Рисунок 6 – Оценка состояния пространственных водных объектов

Рисунок 6 Оценка состояния пространственных водных объектов