Индикация экстремально загрязненных поверхностных вод при недропользовании на основе комплексного анализа данных дистанционного зондирования Земли и результатов мониторинга гидрохимических параметров

Инновационное использование природных ресурсов подразумевает применение современных методов мониторинга компонентов окружающей среды. Техногенное воздействие на водные объекты при недропользовании практически невозможно исключить, поэтому особенно важным является организация оперативных наблюдений за их гидрохимическими параметрами. Существующие технологии позволяют перейти на принципиально новый уровень контроля за состоянием окружающей среды, основанный на совместном использовании нескольких источников данных. Предлагаемая концепция оперативных наблюдений за состоянием поверхностных вод наряду с данными традиционного мониторинга подразумевает использование спутниковых данных и технологии Интернета вещей (IoT).
Организация тестовой системы мониторинга поверхностных вод, выполняется на территории Пермского края в районе Кизеловского угольного бассейна, где в течение длительного периода в реки попадают кислые шахтные воды. Информация о состоянии водных объектов, основывается на комбинации трех разных типов данных – результатах традиционных режимных наблюдений с отбором проб, данных сети автоматизированных измерительных устройств и данных дистанционного зондирования Земли. В настоящее время определена архитектура комплекса автоматизированного мониторинга, проанализировано 97 космических снимков за 2019-2023 гг., где на 64 участках проводился расчет водных индексов, характеризующих экологическое состояние рек [1,2] и водохранилищ, проведены полевые работы. Расчет индексов (AMWI – Acid Mine Water Index, и TSM – Total Suspended Matter) проводился в фоновых участках, в зонах разгрузки изливов шахтных вод и в водных объектах в десятках километров ниже по течению от рассматриваемых источников загрязнения. Дана характеристика использованиях спутниковых наблюдений с учетом совместного анализа методов традиционного и спутниковых наблюдений. Сделан вывод о том, что спутниковые данные позволяют достаточно достоверно оценивать распространение загрязняющих веществ, что особенно важно для наблюдений за обширными территориями и труднодоступными участками. Однако для покомпонентной оценки уровня загрязнения рек необходимы данные гидрохимических параметров анализируемых водных объектов, поэтому наиболее целесообразным является совместное использование различных источников данных. На последующем этапе планируется провести комплексный анализ данных спутниковых наблюдений и наземных датчиков, чтобы уточнить зависимости между спектральными и гидрохимическими характеристиками загрязненных водотоков. Разрабатываемая система мониторинга будет отображать реальную экологическую ситуацию и прогнозировать ее развитие, чтобы позволит принимать оперативные меры по снижению негативного воздействия на окружающую среду.