Материалы 17-й Всероссийской открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», Москва, ИКИ РАН, 2019 год

(http://conf.rse.geosmis.ru)

Мониторинг выбросов сточных вод в прибрежной зоне Черного моря по спутниковым данным высокого и среднего разрешения

Глуховец Д.И. (1,2), Баранов Д.О. (3), Солодунова А.А. (3), Тулубенская Е.М. (3), Федотова А.В. (3), Чигвинцев И.А. (3), Иванов А.Ю. (1), Евтушенко Н.В. (3)
(1) Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, Россия
(2) Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Долгопрудный, Россия
(3) Образовательный фонд «Талант и успех», Сочи, Россия
Хорошо известно, что жидкие отходы (канализационные и промышленные воды) часто сбрасываются в Черное море в нескольких километрах от берега на небольшую глубину с помощью подводных канализационных труб. При благоприятных гидрометеорологических условиях проявления этих сбросов хорошо видны на снимках из космоса, главным образом в видимом диапазоне спектра, что объясняется различием цвета морских и сточных вод. В рамках пилотного проекта, выполненного в Образовательном центре «Сириус» и направленного на разработку технологии мониторинга подобных сбросов, использовались спутниковые данные высокого и среднего разрешения спутников Sentinel-2 и Landsat-8, а также данные российского космического аппарата Аист-2Д, получаемые через приемную станцию группы компаний «СКАНЭКС». Цель проекта – разработка методики обнаружения проявлений выбросов сточных вод и канализации в прибрежной зоне Черного моря методами дистанционного зондирования.
В работе исследована прибрежная зона крымского и кавказского побережий Черного моря от Севастополя до Адлера. Разработан алгоритм поиска, обработки и анализа данных спутниковых сканеров цвета для обнаружения источников подобных загрязнений. С помощью программы ScanEx Image Processor спутниковые данные обрабатывались и сохранялись на веб-ГИС платформе «GeoMixer». В этом приложении создана интерактивная карта выбросов сточных вод в прибрежной зоне Черного моря, определен ареал их распространения и указаны источники загрязнений. Хотя канализационные выпуски должны быть расположены у каждого крупного курорта, многократные выбросы сточных вод и канализации, хорошо различимые по спутниковым данным, были обнаружены только у Геленджика, Ялты и Севастополя. Это говорит о том, что канализационно-очистительные системы этих городов не работают должным образом.
В итоге, показано, что использование спутниковых снимков высокого и среднего разрешения позволяет определить реальную динамику сточных вод в прибрежных зонах и оценить риск загрязнения побережий. Для проверки гипотез о загрязнениях необходима оценка состояния акваторий и окружающей среды в районах выбросов сточных вод с участием малых научно-исследовательских судов, отбор и гидрохимический анализ проб морской воды. Реализация прогноза распространения загрязнений позволит выявить гидрометеорологические условия и дни, неблагоприятные для купания в прибрежной зоне. Автоматизация технологии мониторинга позволит применять ее в других морях, подверженных значительной антропогенной нагрузке.
Доклад подытоживает результаты проекта, выполненного в июле 2019 г. в рамках образовательной программы «Большие вызовы» Образовательного центра «Сириус» по направлению «Освоение Арктики и Мирового океана».

Ключевые слова: Черное море, выбросы сточных вод, оптические снимки, спутниковый мониторинг, Sentinel-2, Landsat-8, Аист-2Д.
Литература:
  1. ) Бондур В.Г., Гребенюк Ю.В. Дистанционная индикация антропогенных воздействий на морскую среду, вызванных заглубленными стоками: моделирование, эксперименты // Исследование Земли из космоса. 2001. № 6. C. 49-67.
  2. ) Бондур В.Г., Воробьев В.Е., Гребенюк Ю.В., Сабинин К.Д., Серебряный А.Н. Исследования полей течений и загрязнений прибрежных вод на Геленджикском шельфе Черного моря с использованием космических данных // Исследование Земли из космоса. 2012. № 4. С. 3-11.
  3. ) Дулов В.А. Юровская М.В. Козлов И.Е. Прибрежная зона Севастополя на спутниковых снимках высокого разрешения // Морской гидрофизический журнал. 2015. № 6. С. 43-60.
  4. ) Дианский Н.А., Фомин В.В., Жохова Н.В., Коршенко А.Н. Расчет течений и распространения загрязнения в прибрежных водах Большого Сочи // Известия РАН ФАО. 2013. T. 49. № 6. С. 664-664.
  5. ) Лаврова О.Ю., Костяной А.Г., Лебедев С.А., Митягина М.И., Гинзбург А.И., Шеремет Н.А. Комплексный спутниковый мониторинг морей России. М.: ИКИ РАН, 2011. 480 с.

Презентация доклада

Дистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов

252