Использование спутниковой информации для предварительной оценки изменения окружающей среды в зоне предполагаемого строительства Нижне-Богучанского водохранилища

В работе рассматриваются целесообразность и эффективность использования данных дистанционного зондирования высокого разрешения для оценки последствий создания водохранилища на социальную и экологическую среду региона строительства. Показана существенная роль космической информации в формировании базы данных предпроектного крупномасштабного обследования местности, предназначенной к затоплению.
Отмечено, что водохранилища, создаваемые в зоне вечной мерзлоты, относятся к одним из наиболее сложных (по комплексу последствий) гидротехнических сооружений. Они оказывают серьезнейшее экологическое влияние на значительные территории, нарушая устойчивость криогенной системы за счет изменения температурного и влажностного режимов, развития термоабразии, усиления интенсивности негативных береговых процессов (оползней, оседания склонов, солифлюкции). В результате просадок дна при оттаивании мерзлых пород происходит увеличение объемов водохранилищ на 15% и более, что задерживает достижение нормального подпорного уровня (НПУ), осложняет условия эксплуатации водохранилищ и ставит под угрозу безопасность инженерных сооружений.
Исследования проводились на примере изучения территории планируемого к 2022 году затопления русла р. Ангары после создания Нижнее-Богучанской ГЭС. Предполагаемая площадь зоны затопления составит 243 кв. км, а ее длина 107 км – от поселка Богучаны до плотины действующей Богучанской ГЭС.
Труднодоступность территории ограничивает проведение систематических гидрологических, геоморфологических и эколого-географических обследований. Недостаток данных натурных наблюдений может привести к неправильным выводам, упущению существенных взаимосвязей в системе «природа-хозяйство-население». В связи с этим очевидна актуальность поиска новых современных методов проведения оценки воздействия водохранилища на экологическое состояние криолитозоны и необходимость привлечения дополнительных источников информации, в первую очередь, дистанционных и картографических.
Работа выполнялась с помощью ГИС «Карта 2011» - универсальной геоинформационной системы, имеющей средства создания и редактирования цифровых карт и планов, обработки данных ДЗЗ, выполнения различных измерений и расчетов, обработки растровых данных, подготовки графических документов в электронном и печатном виде и др. В качестве исходных материалов были использованы цифровые топографические карты следующих масштабов: обзорного - 1:1 000 000; регионального – 1:200 000, локального -1:50 000, ландшафтная карта, а также космическая информация с ИСЗ Landsat и IKONOS за 2014 г.. Данные космической съемки высокого разрешения в оптическом диапазоне использовались для обновления содержания всего масштабного ряда топографических карт, выявления различий в сезонном состоянии природных комплексов и уточнения современных контуров природных и антропогенных объектов.
Создание цифровой модели рельефа и послойное совмещение трансформированных спутниковых изображений с топографическим и ландшафтным содержанием позволило выявить закономерности пространственной дифференциации географической среды в регионе; определить границу зоны затопления территории, соответствующую планируемому НПУ; выбрать зоны непосредственного и косвенного влияния водохранилища. Подсчитаны параметры (линейные и площадные) природных и антропогенных объектов, попадающих в зоны предполагаемого затопления и косвенного влияния Нижне-Богучанского водохранилища после его создания. Разработана карта «Изменение природной среды зоны затопления Нижне-Богучанского водохранилища» на всю территорию в масштабе 1:200 000 с отдельными врезками на наиболее сложные участки в масштабе 1:50 000.
Разработанные карты представляют начальный этап формирования базы данных мониторинга будущего водохранилища на основе ГИС «Карта 2011» и содержат исходную информацию для дальнейшего более детального и проблемно-ориентированного изучения этапов формирования и последствий создания очередного водохранилища в сложных природных условиях.