Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Геоэкологическая модель оперативного регулирования качества добываемой подземной воды

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Геоэкологическая модель оперативного регулирования качества добываемой подземной воды"

Э53712

На правах рукописи

АО*.

Леонтьева Елена Васильевна

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОПЕРАТИВНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ КАЧЕСТВА ДОБЫВАЕМОЙ ПОДЗЕМНОЙ ВОДЫ

специальность 25.00.36 - Геоэкология (Науки о Земле)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

2 3 ОКТ 2014

Белгород-2014

005553712

Работа выполнена на кафедре географии и геоэкологии Белгородского государственного национального исследовательского университета «БелГУ»

Научный руководитель Корнилов Андрей Геннадьевич

доктор географических наук, профессор. Белгородский государственный национальный исследовательский университет «БелГУ», профессор кафедры географии и геоэкологии

Официальные оппоненты Кумани Михаил Владимирович

доктор сельскохозяйственных наук, кандидат географических наук, профессор. Курский государственный университет, профессор кафедры физической географии и геоэкологии

Межова Лидия Александровна

кандидат географических наук, доцент. Воронежский государственный педагогический университет, доцент кафедры географии и туризма

Ведущая организация Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежский государственный университет»

Защита состоится «4» декабря 2014 г. в 15.00 часов на заседании диссертационного совета Д 215.007.01 при Военном учебно-научном центре Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж) по адресу: 394064, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, д. 54 «а», аудитория 621.

С диссертацией можно ознакомиться в учебной библиотеке и на сайте Военного учебно-научного центра Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж) (http://www.mil.ru).

Автореферат разослан « / » уьХ2014 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ¿У Закусилов В.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Подземные воды, являющиеся одновременно частью недр и частью общих водных ресурсов, представляют собой ценнейшее полезное ископаемое, использование которого в экономике и социальной сфере и, главным образом, для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения населения с каждым годом возрастает. В условиях постоянно возрастающей нагрузки на природную среду и прогрессирующего загрязнения поверхностных вод расширение использования подземных вод не имеет альтернативы.

Проблема защиты подземных вод от загрязнения является в настоящее время важной составной частью общей проблемы охраны окружающей среды. Данная проблема рассматривалась в работах В.М. Гольдберга, С. Газда, Ф.М. Бочеве-ра, А.Е. Орадовской, H.H. Лапшина и др.

Другой важной проблемой, наряду с загрязнением подземных вод, является проблема истощения подземных вод. Интенсивная эксплуатация подземных вод при работе водозаборов для целей водоснабжения приводит к снижению уровня подземных вод и формированию обширных депрессионных воронок, как в эксплуатируемом водоносном горизонте, так и в гидравлически связанных с ним смежных водоносных горизонтах.

В то же время, нерациональная эксплуатация подземных вод может приводить к загрязнению и истощению водоносных горизонтов, являться причиной выхода из строя водозаборных сооружений. Поэтому особую важность приобретает создание методической основы, механизма оперативного регулирования состояния ресурсов подземных вод, особенно в сложных геоэкологических условиях.

Актуальность темы диссертации обусловлена факторами увеличения масштабов загрязнения и истощения источников питьевого водоснабжения в результате хозяйственной деятельности человека, которые определили насущные потребности в геоэкологической оценке ситуации в части состояния подземных вод турон-маастрихтского водоносного горизонта с применением современных статистических методов и ГИС-технологий для оперативного управления водопользованием.

В этой связи научной задачей работы является разработка методики оценки экологического состояния ресурсов подземных источников водоснабжения и геоэкологической модели по обеспечению соблюдения количественных и качественных нормативных показателей при их эксплуатации.

Объектом исследования являются подземные воды типового крупного се-литебно-промышленного района.

Предметом исследования являются показатели геоэкологического состояния ресурсов источника водоснабжения, качества добываемой воды.

Цель исследования - улучшение качества добываемой воды и предотвращения истощения источника водоснабжения в сложной экологической ситуации путем внедрения разработанной модели.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Разработка методики оценки экологической ситуации в части состояния подземных вод с учетом влияния техногенных факторов.

2. Разработка способа автоматизации районирования экологического состояния подземных вод с использованием геоинформационных технологий.

3. Создание модели оперативного регулирования качества добываемой воды и предотвращения истощения источника водоснабжения в сложной экологической ситуации.

4. Проведение численного эксперимента по применению разработанной методики оценки экологической ситуации и созданию геоэкологической модели оперативного регулирования качества добываемой воды, предотвращения истощения источника водоснабжения в сложной экологической ситуации на примере типового объекта - Западной промзоны г. Белгорода.

Фактический материал. Исходными материалами при решении поставленных задач явились результаты полевых работ и аналитических исследований, систематизированных в результате камеральной обработки, полученные лично автором в период с 2008 по 2012 гг., а также материалы исследований ЗАО «Белнедра». Общее число обработанных протоколов анализов показателей качества источников водоснабжения — 188, общее число замеров уровня подземных вод - 1913. Научно-исследовательское направление было выбрано автором в 2008 г., работа выполнялась в период с 2008 по 2012 гт. Автором в результате полевых и камеральных исследований были получены научные и практические результаты, которые легли в основу диссертационной работы.

Научная новизна настоящей диссертационной работы заключается в следующих позициях:

1. Разработана методика оценки экологической ситуации в части состояния подземных вод с учетом влияния техногенных факторов, которая отличается количественной бальной оценкой степени воздействия техногенных факторов на источник водоснабжения, учетом допустимого понижения уровня подземных вод.

2. Разработан способ автоматизации районирования экологического состояния подземных вод с использованием геоинформационных технологий, который отличается возможностью выделения районов экологических ситуаций на основе разработанной базы данных «Подземные источники водоснабжения» и пространственного анализа цифровых и параметрических карт.

3. Создана геоэкологическая модель оперативного регулирования качества добываемой воды и предотвращения истощения источника водоснабжения в сложной экологической ситуации, которая отличается возможностью оперативного регулирования режима эксплуатации отдельных скважин и водозабора в целом на основе комплексной оценки и прогноза показателей состояния ресурсов источников водоснабжения.

Методическая база исследований. Методология исследований базируется на системном подходе к процессу моделирования природно-технических систем. При решении поставленных задач использовались методы современной статистической обработки информации, системного анализа, геоинформационные технологии. В качестве основных инструментов исследований использовались компьютерные программные комплексы STATISTIKA, SURFER, ГИС GeoMedia.

Защищаемые положения.

1. Методика оценки экологической ситуации в части состояния подземных вод с учетом влияния техногенных факторов.

2. Способ автоматизации районирования экологического состояния подземных вод с использованием геоинформационных технологий.

3. Геоэкологическая модель оперативного регулирования качества добываемой воды и предотвращения истощения источника водоснабжения в сложной экологической ситуации.

Практическая значимость работы. Полученные результаты диссертационного исследования и материалы диссертации: модель, методика, процедуры оперативной компьютерной оценки и прогноза состояния ресурсов источников водоснабжения, процедура принятия регулирующих решений, созданная база данных могут использоваться как экологическими службами на отдельных предприятиях, так и учреждениями, службами муниципального, регионального управления ресурсами подземных вод, федеральными службами Росприроднадзора, Роспотребнадзора, геологическими предприятиями при оценке запасов подземных вод, оценке состояния ресурсов источников питьевого водоснабжения, при выработке управленческих решений по регулированию интенсивности использования участка недр, а также учебными заведениями.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Результаты научного исследования соответствуют п. 1.8 паспорта специальности: природная среда и геоиндикаторы ее изменения под влиянием урбанизации и хозяйственной деятельности человека: химическое и радиоактивное загрязнение почв, пород, поверхностных и подземных вод и сокращение их ресурсов, наведенные физические поля, изменение криолитозоны.

Апробация работы проведена в виде докладов на различных научных конференциях. Среди них годичная сессия Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии (г. Москва, 2009), IX международная конференция «Новые идеи в науках о земле» (г. Москва, МГРИ, 2009), международная научная конференция «Ресурсы подземных вод. Современные проблемы изучения и использования» (г. Москва, МГУ, 2010), международная научная конференция «Экологическая геология: теория, практика и региональные проблемы» (г. Воронеж, ВГУ, 2013).

Результаты исследования использованы при подсчете запасов подземных вод на участках недр в Западной промзоне г. Белгорода, при обучении студентов по дисциплине «Геоинформатика» в НИУ «БелГУ».

Публикации. По теме диссертации опубликованы 10 статей (в том числе 4 статьи в рецензируемых журналах, включенных в перечень ВАК РФ).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных литературных источников, 37 рисунков, 75 таблиц. Объем 169 стр.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы ее цель и задачи, научная новизна, практическая значимость и основные положения, выносимые на защиту. Приведены сведения об апробации работы.

Первая глава «Анализ предшествующих исследований» посвящена анализу существующих методик прогнозирования и управления состоянием ресурсов источников водоснабжения. Так же рассмотрены гидрогеологическая изученность района применения разработанной модели, природная характеристика района исследования, особенности режима уровней подземных вод турон-маастрихтского

водоносного горизонта, а также проведено антропофункциональное зонирование территории.

Ретроспективный анализ методических подходов к вопросу управления состоянием ресурсов подземных источников водоснабжения, изложенных в работах Гольдберга В.М., Бочевера Ф.М., Орадовской И.К., Ковалевского B.C., Плотникова Н.И., Тютюновой Ф.И., нормативно-методических документах МПР России и других источниках, показал, что они не имеют комплексного подхода к оперативному регулированию качества воды, производительности водозабора, понижения уровня подземных вод и носят преимущественно прогнозный характер. В этой связи актуальной является разработка модели оперативного регулирования качества добываемой воды, предотвращения истощения источника водоснабжения в сложной экологической ситуации, которая учитывает комплексное влияние данных факторов.

Вторая глава «Методика оценки экологической ситуации в части состояния подземных вод, способ автоматизации районирования экологического состояния» содержит описание методики оценки экологической ситуации в части состояния подземных вод с учетом влияния техногенных факторов, которая позволяет выделить зону сложной экологической ситуации. Рассмотрен способ автоматизации районирования экологического состояния подземных вод с использованием геоинформационных технологий.

Методика оценки экологической ситуации в части состояния подземных вод с учетом влияния техногенных факторов разработана с целью получения критериев для выделения участков, районов в пределах водоносных горизонтов с различной степенью техногенного воздействия.

Критерии оценки экологического состояния ресурсов источников водоснабжения разработаны на основе учета влияния следующих факторов:

- степени загрязнения подземных вод;

- степени понижения уровня подземных вод.

Фактор № 1. Степень загрязнения подземных вод оценивается на основе показателей качества подземных вод, которые имеют превышение предельно допустимой концентрации. За границу начала влияния техногенного фактора следует принимать границу фоновых значений показателя качества, а в качестве границы области загрязнения принимать границу, соответствующую изолинии 1ПДК по превышающим показателям.

Если существует несколько показателей качества, которые имеют превышенное значение ПДК, то используется интегральная граница, по построенным границам фоновых значений и границам 1 ПДК.

Таким образом, территория до фоновых значений характеризуется отсутствием загрязнения подземных вод, от границы фоновых значений до границы соответствующей 1 ПДК — слабовыраженным загрязнением подземных вод. Причем, в случае присутствия в воде нескольких веществ 1 и 2 класса опасности, характеризующихся однонаправленным механизмом токсического действия, в том числе канцерогенным, сумма отношений концентраций каждого из них к соответствующей ПДК не должна превышать единицу:

-^- + -^- + ...+-^<1, (1) ПДК, пдкг пдк„ к '

где Сь ..., Сп — концентрация л веществ, обнаруживаемых в воде водного объекта; ПДК,, ...ПДКП - ПДК тех же веществ.

Территория с концентрацией свыше 1ПДК характеризуется интенсивным загрязнением подземных вод.

Фактор 2. Степень понижения уровня подземных вод. В качестве нижней границы, характеризующей понижения уровня подземных вод, предлагается использовать границу развития воронки депрессии, которая разграничивает территорию с отсутствием понижения уровня подземных вод относительно статического уровня и территорию, на которой зафиксировано понижение уровня подземных вод ниже статического.

Согласно инструкции по оценке запасов подземных вод, уровень воды в источнике водоснабжения при эксплуатации водозаборов не должен быть ниже мощности водоносного горизонта для исключения истощения источника водоснабжения. В противном случае эксплуатация водозаборов должна быть остановлена. Поэтому, для того чтобы своевременно можно было принять регулирующие действия по исключению истощения источника водоснабжения, в качестве контрольной границы понижения предлагается принять границу соответствующую 0,75 мощности водоносного горизонта, что соответствует 50% от допустимой сработки мощности водоносного горизонта.

Таким образом, территория до воронки депрессии характеризуется отсутствием понижения уровня подземных вод, от границы воронки депрессии до границы соответствующей 0,75 мощности водоносного горизонта - слабовыражен-ным снижением, свыше 0,75 — интенсивным снижением уровня подземных вод (таблица 1).

Чтобы осуществить суммарную оценку степени воздействия техногенных факторов (формула 2), для оценки степени снижения уровня подземных вод и степени загрязнения подземных вод предлагается ввести бальную систему от 1 до 4 баллов.

Отсутствие влияния техногенного фактора оценивается в 1 балл, слабовы-раженное влияние техногенного фактора — 2 балла, интенсивное влияние техногенного фактора - 4 балла.

ГСпв = А1 + В1, (2)

где ГС[Ш - геоэкологическая ситуация в части состояния подземных вод; А - степень снижения уровня подземных вод; В — степень загрязнения подземных вод; I - степень влияния фактора (о - отсутствует, с - слабовыраженное, и - интенсивное).

Ао = 1 балл, Ас = 2 балла, А„ = 4 балла, В0 = 1 балл, Вс = 2 балла, Ви = 4 балла.

Матрица суммарной оценю! степени влияния техногенных факторов представлена в таблице 1.

На основе суммарной бальной оценки степени влияния техногенных факторов, вводится следующая классификация:

- благоприятная ситуация (Б) = А0 + В0 = 2 балла;

- удовлетворительная (У) = (А0 + Вс); (В0 + Ас) = 3 балла;

- неблагоприятная ситуация (НБ) = Ас + Вс = 4 балла;

- напряженная ситуация (Н) = (Ан + В0); (Аи + Вс); (Ви + А,,); (Ви + Ас) = 5, 6 баллов;

- сложная ситуация (С) = А„ + Вс = 8 баллов.

Таблица 1

Матрица суммарной оценки степени влияния техногенных факторов

Суммарная оценка степени влияния техногенных факторов Фактор № 1 (А) Степень загрязнения подземных вод

отсутствует слабовыраженное интенсивное

до фоновых значений (1 балл) от фоновых значений до ПДК (2 балла) свыше ПДК (4 балла)

Фактор № 2 (В) Степень снижения уровня подземных вод отсутствует до воронки депрессии (1 балл) 2 3 5

слабовыраженное от воронки до 0,75 т (2 балла) 3 4 6

интенсивное свыше 0,75 т (4 балла) 5 6 8

Благополучная экологическая ситуация характеризуется отсутствием влияния техногенных факторов, т.е. отсутствием понижения уровня подземных вод относительно статического уровня, а величина концентрации показателей качества менее фоновых значений.

Удовлетворительная экологическая ситуация характеризуется отсутствием влияния Фактора № 1 при слабовыраженном влиянии Фактора № 2, либо отсутствием влияния Фактора № 2 при слабовыраженном влиянии Фактора № 1.

Неблагоприятная экологическая ситуация характеризуется слабовыражен-ной степенью влияния техногенных факторов.

Напряженная экологическая ситуация характеризуется интенсивной степенью воздействия одного из техногенных факторов при условии, что другой имеет слабовыраженное влияние, либо отсутствует.

Сложная экологическая ситуация характеризуется интенсивной степенью влияния техногенных факторов, которая складывается из интенсивного понижения уровня подземных вод более 0,75 мощности водоносного горизонта и величины концентрации показателя качества более 1ПДК.

В пределах районов со сложной экологической ситуацией необходима реабилитация источников водоснабжения путем создания модели оперативного регулирования качества добываемой воды, предотвращения истощения источника водоснабжения в сложной экологической ситуации. Проектирование новых водозаборов не целесообразно.

Реализация методики оценки экологической ситуации в части состояния подземных вод с учетом влияния техногенных факторов заключается в выполнении действий со следующей последовательностью:

1. Выбрать картографическую основу исследуемой территории, содержащую область развития водоносного горизонта, гидрографию, размещение водозаборов, границы поселений с промышленной и жилой застройкой.

2. На картографической основе для показателей качества, которые превышают ПДК, построить изолинии, равные фоновому значению и ПДК, границы де-прессионной воронки и изолинии, соответствующие понижению 0,75 мощности водоносного горизонта.

3. В соответствии с таблицей 1 и с учетом пересечений изолиний концентраций, 0,75 мощности водоносного горизонта, границ депрессионной воронки произвести выделение районов исследуемой территории, соответствующих 2, 3, 4, 5, 6, 8 баллам.

4. Району источника водоснабжения с количеством баллов равным 2 присвоить статус благоприятной экологической ситуации, 3 балла присвоить статус удовлетворительной экологической ситуации, 4 балла - неблагоприятной экологической ситуации, 5, 6 баллов - напряженной экологической ситуации, 8 баллов присвоить статус сложной экологической ситуации.

Достоинства методики:

1. Комплексный учет состояния ресурсов источника водоснабжения на основе показателей степени загрязнения подземных вод и степени понижения уровня подземных вод.

2. Методика оценки экологических ситуаций в части состояния подземных вод с учетом влияния техногенных факторов позволяет дать количественную бальную оценку суммарной степени влияния техногенных факторов на состояние ресурсов источника водоснабжения.

3. На основе баллов суммарной степени воздействия техногенных факторов можно выделить зоны благоприятной, удовлетворительной, неблагоприятной, напряженной и сложной экологических ситуаций.

Способ автоматизации районирования экологического состояния подземных источников водоснабжения с использованием геоинформационных технологий».

Для выделения в источнике водоснабжения районов со сложной, напряженной, неблагоприятной, удовлетворительной и благоприятной экологической ситуациями разработан способ автоматизации районирования, базирующийся на геоинформационных технологиях по созданию цифровых, параметрических карт, пространственных баз данных и анализа пространственных карт.

Способ автоматизации районирования включает в себя 3 этапа:

1) проектирование структуры, графической и текстовой составляющих пространственной базы данных «Подземные источники водоснабжения»;

2) создание в ГИС ОеоМесИаРго в соответствии с проектом форм атрибутов классов объектов и наполнение их графическими и текстовыми данными;

3) выявление пространственных взаимоотношений между классами объектов параметрических, цифровых карт с выделением границ районов со сложной, напряженной, неблагоприятной, удовлетворительной и благоприятной экологической ситуациями в источниках водоснабжения.

Основу пространственной базы данных «Подземные источники водоснабжения» составляют классы объектов. Совокупность классов объектов, объединенных по тематическому признаку, составляет базу данных или хранилище данных. Логи-

ческая модель базы данных «Подземные источники водоснабжения» представлена на рисунке 1.

«Границы водоупоров кровли» «Границы Водонос Гор»

| Код_ источ I | Код_ источ

«Границы источников водоснабжения водозаборов »

Код_ источ

Нант Водоз

«ГлубинаВоды» I № ГВК I

«Водозаборные

скважины»

Код_ источ

Наим_Водоз

№ ГВК

«СутРасходВоды » I № ГВК I

«СпрНорПоказ» | Инд_ показ

«Границы У Сит» | Код источ | «Границы Бл Сит» | Код источ |

«Подземные источники водоснабжения и их использование»

Код_ источ Нанм Водоз

«КачПодзВод»

№ Код Инд

ГВК анализа показ

«Границы ДепВор» Код_ источ

«Границы

0,75т» Код ИСТОЧ

Рис. 1. Логическая модель базы данных «Подземные источники водоснабжения»

База пространственных данных «Подземные источники водоснабжения» состоит из 18 классов объектов, 18 таблиц описания атрибутов классов.

Главным классом объектов является класс «Подземные источники водоснабжения и их использование», который связывается с другими классами через уникальные идентификаторы (вторичные ключи): «Код_источ» - код источника и «Наим_Водоз» - наименование водозабора.

В соответствии с методикой оценки экологической ситуации базовой информацией для этих работ служит картографическая основа области развития водоносного горизонта, водоупорных горизонтов в кровле источника водоснабжения, гидрография, границы населенных пунктов, которую рекомендуется создать в ГИС Оео-МесНаРго.

Классы объектов, содержащие текстовую информацию наполняются данными либо непосредственно в окнах ГИС GeoMediaPro или в других электронных таблицах, например, Excel с последующей загрузкой в соответствующие формы классов объектов.

Для выделения в источнике водоснабжения районов со сложной, напряженной, неблагоприятной, удовлетворительной и благоприятной экологической ситуациями используются такие инструменты пространственного анализа ГИС GeoMediaPro как «Объединение», «Пространственное пересечение», «Пространственная разность».

Каждый инструмент выбирается в зависимости от характера пространственного взаимоотношениями между параметрическими картами.

Итоговая тематическая карта создается в соответствии с таблицей 1 на основе полученных результатов пространственного анализа с использованием вышеперечисленных инструментов. При оформлении карты в качестве картографической основы подкладываются цифровые карты различной степени защищенности источника водоснабжения, гидрография, населенные пункты и т.д.

Глава 3 «Геоэкологическая модель оперативного регулирования качества добываемой воды и предотвращения истощения источника водоснабжения в сложной экологической ситуации» содержит описание и математическое обоснование геоэкологической модели оперативного регулирования качества добываемой воды и предотвращения истощения источника водоснабжения в сложной экологической ситуации.

Геоэкологическая модель оперативного регулирования качества добываемой воды и предотвращения истощения источника водоснабжения в сложной экологической ситуации предназначена для принятия управленческих решений по регулированию положения уровня подземных вод и их качественного состава на участках добычи в сложной экологической ситуации, основанных на тенденциях развития процессов, краткосрочных, среднесрочных прогнозах.

Основными контролируемыми параметрами, определяющими состояние источника водоснабжения и интенсивность его эксплуатации водозаборами являются: Н - уровень подземных вод, м; С - концентрация веществ в подземных водах, мг/л; Q - производительность водозабора, м3/сут.

Технологическая схема геоэкологической модели оперативного регулирования качества добываемой воды, предотвращения истощения источника водоснабжения в сложной экологической ситуации имеет следующий циклический вид (рисунок 2).

Алгоритм реализации модели заключается в следующем:

I этап: наблюдение и контроль за Q, Н, С включает:

1) наблюдения, 2) замеры, 3) сбор данных.

II этап: оценка состояния участка недр на предмет превышения значений Q, Н, С, включает:

1. Построение серии гидрогеохимических карт;

2. Построение диагностических графиков.

Рис. 2. Схема оперативного регулирования качества добываемой воды, предотвращения истощения источника водоснабжения в сложной экологической ситуации

Оценка состояния качества подземных вод осуществляется путем построения гидрогеохимических карт по значимым компонентам. Исходными данными для построения диагностических графиков являются данные суточной производительности скважин, водозабора и положения уровня подземных вод, полученные на этапе наблюдений и контроля.

III этап: прогноз показателей Q, Н, С. Для выполнения данного этапа разработана процедура оперативной компьютерной оценки и прогноза состояния ресурсов источников водоснабжения, состоящая из трех блоков исследований (рисунок 3).

Блок 1 - в данном блоке определяется область исследования показателей состояния ресурсов источника водоснабжения: уровень воды или показатели качества.

Если стоит задача осуществить прогноз изменения уровня подземных вод, то согласно процедуре исследования переходим к поэтапным исследованиям, предусмотренным в Блоке 3, если стоит задача осуществить оценку и прогноз показателей качества, то, прежде всего, необходимо определить основные показатели, и поэтому переходим к поэтапным исследованиям, предусмотренным в Блоке 2.

Рис. 3. Процедура оперативной компьютерной оценки и прогноза состояния ресурсов источников водоснабжения

Блок 2 - обоснование выбора основных прогнозных показателей качества, предполагает 9 этапов, которые включают в себя реализацию методов множественной регрессии для определения основных показателей для прогноза (рисунок 3).

Блок 3 - прогноз показателей состояния ресурсов источников водоснабжения на основе временных рядов, выполняется в семь этапов.

IV этап: регулирующие действия на основе показателей О, Н, С. Регулирующие действия предлагается осуществлять с помощью разработанной процедуры принятия регулирующего решения (рисунок 4).

Ситуация № 1 Спрогнозировано региональное повышение уровня подземных вод

Оценка динамики

Ситуация № 2.

Спрогнозировано региональное понижение уровня подземных вод

Условия: Условия:

1) показатели 1) показатели

качества не качества пре-

превышают вышают

ПДК; ПДК;

2) понижение 2) понижение

уровня в водо- уровня в водо-

заборной заборной сква-

скважине не жине не пре-

превышает вышает допу-

допустимое стимое

Условия: Условия: Условия: Условия:

1) показатели 1) показатели 1) показатели 1) показатели

качества в качества в качества пре- качества пре-

пределах пределах вышают вышают

ПДК; ПДК; ПДК; ПДК;

2)понижение 2) понижение 2) понижение 2)понижение

уровня в во- уровня в водо- уровня в во- уровня в во-

дозаборной заборной дозаборной дозаборной

скважине не скважине пре- скважине не скважине

превышает вышает допу- превышает превышает

допустимое стимое допустимое допустимое

Действия:

Нет

изменений в режиме эксплуатации

Действия:

Уменьшение производительности скважин с концентрациями превышающими ПДК и увеличение производительности скважин с концентрациями меньше ПДК, проверка допустимого понижения по диагностическим графикам с учетом вычета прогнозного регионального повышения уровня

Действия:

Эксплуатация в прежнем режиме, контроль за понижением, за качеством

Действия:

Снижение общей производительности водозабора до величины, обеспечивающей восстановление уровня до допустимых значений понижения

Действия:

Уменьшение производительности скважин с концентрациями превышающими ПДК и увеличение производительности скважин с концентрациями меньше ПДК,

проверка допустимого понижения по диагностическим графикам с учетом прибавления прогнозного регионального понижения уровня

Действия:

Снижение общей производительности водозабора до величины, обеспечивающей восстановление уровня до допустимых значений понижения.

Уменьшение производительности скважин с концентрациями превышающими ПДК и увеличение производительности скважин с концентрациями меньше ПДК

Рис. 4. Схема процедуры принятия регулирующего решения

Процедура принятия регулирующих решений включает перечень действий по нормализации состояния подземных вод, исходя из двух спрогнозированных ситуаций: 1) региональное повышение уровня подземных вод; 2) региональное понижение уровня подземных вод, которые сопровождаются следующими условиями:

условие № 1, прогнозное состояние показателей качества:

- показатели качества в пределах предельно допустимой концентрации (ПДК);

- показатели качества превышают ПДК.

условие № 2, понижение уровня подземных вод в водозаборной скважине:

- не превышает допустимое понижение;

- превышает допустимое понижение.

Схема процедуры принятия регулирующего решения (рисунок 4) показывает возможные действия по нормализации состояния подземных вод.

В частности, в ситуации, когда спрогнозировано понижение регионального уровня подземных вод при условии, что показатели качественного состава превышают (ПДК), понижение уровня подземных вод также превышает допустимое. В данной ситуации необходимо снижение общей производительности водозабора до величины, обеспечивающей восстановление уровня до допустимых значений понижения, уменьшение производительности скважин с концентрацией, превышающей ПДК и увеличение производительности скважин с концентрацией меньшей ПДК согласно формулы (3).

Еа-с,

г __т

где С„ - концентрация вещества по водозабору; ()„ - суммарная производительность водозабора; ()л - расход по ьй скважине; С, - концентрация вещества в ¡-й скважине; п -количество скважин.

После завершения выполнения IV этапа необходимо перейти к этапу I: наблюдение и контроль за показателями Н, С, для выявления изменений после внесения регулирующих действий.

К достоинствам данной модели относятся:

1. Наличие цикла, синтеза статистических и картографических методов компьютерного анализа состояния подземных источников водоснабжения водозаборов.

2. Позволяет на каждом цикле вносить корректировки в параметры программы контроля за О, Н,С в зависимости от тенденции изменения состояния ресурсов подземных вод, оперативно регулировать режим эксплуатации отдельных скважин и водозабора в целом на основе комплексной оценки и прогноза показателей состояния ресурсов источников водоснабжения.

Четвертая глава «Оценка экологической ситуации и оперативного регулирования качества добываемой воды».

Данная глава посвящена реализации разработанной модели и методики на примере г. Белгорода и Белгородского района, а также ключевого типового участка -предприятия ЗАО «Белгородский цемент» и Западной промзоне г. Белгорода.

В результате выполнения последовательных действий по реализации методики оценки экологической ситуации в части состояния подземных вод с учетом влияния техногенных факторов - построены карта степени воздействия техногенных факторов на источник водоснабжения г. Белгорода и Белгородского района (рисунок 5) и карта экологической ситуации в части состояния подземных вод г. Белгорода и Белгородского района (рисунок 6). Получены: район благоприятной, удовлетворительной, неблагоприятной, напряженной и сложной экологической ситуации.

В частности, район сложной экологической ситуации, соответствует 8 баллам по суммарной степени воздействия техногенных факторов, которые складываются из интенсивного понижения уровня подземных вод более 0,75 мощности водоносного горизонта и величины концентрации сухого остатка более 1 г/л. Территориально он приурочен к западной промзоне г. Белгорода, где сконцентрированы такие предприятия как ЗАО Цитробел, ЗАО Белгородский цемент. Так же на данной территории расположен недостаточно защищенный водоносный горизонт.

Рис. 5. Карта степени воздействия техногенных факторов на источник водоснабжения г. Белгорода и Белгородского района

Рис. 6. Карта экологической ситуации в части состояния подземных вод г. Белгорода и Белгородского района

Для экспериментальной реализации геоэкологической модели оперативного регулирования состоянием ресурсов подземных источников водоснабжения в сложной экологической ситуации выбрано предприятие ЗАО Белгородский цемент, расположенное в центре района сложной экологической ситуации.

Этап I: наблюдение и контроль показателей Q, Н, С. В результате наблюдений получены данные по производительности, а так же данные натурных еженедельных замеров уровня подземных вод за 2010-2011 гг., сводные данные качества подземных вод турон-маастрихтского водоносного горизонта на участке водозабора «Белгородский цемент» за период 1996 по 2012 гг.

Этап II: построены гидрогеохимические карты распределения сухого остатка, хлоридов, сульфатов в Западной промзоне г. Белгорода, которые характеризуются следующими закономерностями:

- при концентрации сухого остатка более 750 мг/л и до 1150 мг/л в подземных водах природный гидрокарбонатно-кальциевый состав замещается гидрокарбонат-но-хлоридно-кальциевым, натриевым, при этом содержание хлоридов возрастает от 100 мг/л до 275 мг/л, сульфатов от 70 мг/л до 150 мг/л и территориально приурочен к промплощадкам заводов «Цитробел», «Белаци», «Гормаш»;

- при концентрации сухого остатка более 1150 мг/л доминирующим анионом становится хлорид-ион, а гидрокарбонаты имеют или подчиненное значение или замещаются сульфатами, при этом содержание хлоридов более 275 мг/л, сульфатов более 150 мг/л, воды данного химического состава находятся в пределах промпло-щадки «Белгородский цемент».

Этап III: выполнен прогноз изменения по показателям состояния ресурсов источника водоснабжения.

Блок 1. Показатели качества воды и уровень подземных вод.

Блок 2. На основе процедуры исследования (блок 2, рисунок 3) рассчитана множественная регрессионная модель.

Для анализа принимаются переменные (показатели качества), которые могут повлиять на сухой остаток, таким образом, сухой остаток является зависимой переменной, показатели качества воды, такие как Са, Mg, CI, S04, Na, НС03 - независимыми переменными. Расчеты проводились в программном комплексе Statistica.

Для определения взаимосвязи между переменными рассчитаны парные корреляции. Расчеты показали, что существует высокая положительная взаимосвязь между сухим остатком и переменными CI, S04, Na, также существует положительная взаимосвязь между сухим остатком и переменными Са и Mg. Наряду с этим, характер связи между сухим остатком и гидрокарбонатом имеет отрицательный характер (таблица 2).

Таблица 2

Расчетные значения парных корреляций по переменным

Сухой остаток НСОз Са Mg С1 so4 Na

Сухой остаток 1,00 -0,41 0,27 0,36 0,91 0,75 0,72

НСОз -0,41 1,00 0,48 0,31 -0,41 -0,69 -0,64

Са 0,27 0,48 1,00 0,58 0,19 0,01 -0,37

Mg 0,36 0,31 0,58 1,00 0,30 0,04 -0,13

С1 0,91 -0,41 0,19 0,30 1,00 0,57 0,74

so4 0,75 -0,69 0,01 0,04 0,57 1,00 0,67

Na 0,72 -0,64 -0,37 -0,13 0,74 0,67 1,00

Для анализа выбрана модель гребневой множественной линейной регрессии, по которой выполнено вычисление зависимости сухого остатка от независимых предикторов с пошаговым исключением факторов. Пошаговое исключение факторов позволяет по отдельности исключать из модели на каждом шаге независимые переменные до тех пор, пока не будет получена "наилучшая" регрессионная модель. Результаты множественной гребневой регрессии представлены в таблице 3.

Таблица 3

Итоги гребневой регрессии для зависимой переменной: Сухой остаток

1=0,3, Я= 0,90,1Г=0,81, Скоррекг.к.—- 0,78, Р(4,25)= 26,818, р-0,00000001

БЕТА Стд.Ош. В Стд.Ош. 1(25) р-уров.

Св.член 332,792 136,981 2,429 0,0226

Са, мг/л 0,211 0,087 1,724 0,710 2,426 0,0228

С1, мг/л 0,419 0,102 0,885 0,216 4,095 0,0004

5С>4, мг/л 0,269 0,092 0,637 0,217 2,937 0,0070

N8, мг/л 0,235 0,112 0,808 0,386 2,096 0,0463

Как видно из таблицы результатов, изображенной выше, переменные Са, С1, 504, Ыа являются наиболее важными предикторами для сухого остатка. Все из них статистически значимы по критерию Стьюдента (табличное значение для 25 степени свободы и вероятности 0,05 равно 2,05) и р-уровню.

Таблица «Итоги пошаговой регрессии» показывает предикторы, которые исключены из модели (таблица 4).

Таблица 4

Итоги пошаговой регрессии

Итоги пошаговой регрессии; ЗП: Сух ой остаток Гребн. регрессия, лямбда=0.3

Шаг Множест. Я Множест. Я2 Я-квадр. Г-расч. р-уров. Перем.

Нсоз -1 0,909 0,827 -0,0004 0,065 0,800 5

Мй -2 0,900 0,810 -0,0168 2,355 0,137 4

Как видно из таблицы 3, уравнение вида У=332,8+ 0,885С1 + 0,637504 + 0,808Ыа +1,724Са, значимо, так как р расч= 0,1+Е 8 < р = 0,05; Ррасч=26,818, Ркрит = 2,76 для вероятности 0,05. С вероятностью 95% можно сделать вывод о значимости уравнения регрессии.

Проведена проверка адекватности модели путем построения нормального вероятностного графика распределения остатков, определения отсутствия автокорреляции остатков на основе критерия Дарбина-Уотсона, который составил 2,17 — значение близко к 2 и попадает в интервал отсутствия автокорреляции остатков.

Таким образом, статистическая обработка гидрогеохимических материалов подтвердила полученные закономерности и позволила установить регрессионные связи:

У = 332,8 + 0,885С1 + 0,637504+ 0,808№ + 1,724Са.

Блок 3 На основе процедуры исследования (блок 3, рисунок 3) был выполнен прогноз с помощью моделей экспоненциального сглаживания Хольта, Хольта-Винтерса, модели авторегрессии.

Двухпараметрический метод Хольта:

= Ь1+к*Т,^1 = а*у,+(\-а)*(Ь, , + Тг_,); Т, = у* (I, - + 0 - Г)*Т,_,, (4) где - прогнозируемое значение на период I + к; к - количество периодов времени вперед; Ь, - уровни тренда значений; Т, - тренд; а, у- константы сглаживания (0...1).

Метод авторегрессии:

Г^а + Ь^у^+е, (5)

где а — константа (свободный член) авторегрессионного уравнения; Ь>1 - коэффициент авторегрессии, х; - величина отклика в некоторый момент времени, Х(_ь- отклик одним, периодом ранее заданного, б - нескоррелированная случайная компонента.

Метод Хольта-Винтерса: Г;.к=Е,+к*Т,; Е,=и*(Е^+Тм) + (1-1Г)*у,; Г,=У*Т1_1+а-П*(Е1-Ем), (6)

где Е и Т - сглаженное значение ряда и тренд, рассчитываемые по всем точкам ряда; и и V - константы сглаживания, относящиеся к оценкам уровня и тренда соответственно; к — количество периодов времени вперед.

Данные модели использовались для выявления прогнозного изменение уровня подземных вод по наблюдательной скважине 251 Белцемент и определение прогнозного изменения концентрации сухого остатка в целом по водозабору, данные показатели выбраны в качестве примера. Прогноз изменения уровня подземных вод осуществлялся на три недели, прогноз изменения концентрации сухого остатка на два года. Результаты по методам прогнозирования представлены в таблицах 5, 6.

Таблица 5

Сравнительный анализ методов прогнозирования уровня подземных вод

Метод Период прогноза Фактические данные, м Прогноз, м Абсолют, отклонение, м Относит. отклонение, % Средняя ошибка прогноза, м Относительная ошибка аппроксимации

Хольта одна неделя 109,9 109,87 0,03 0,027 0,06 0,07

две недели 109,99 109,92 0,07 0,064

три недели 110,04 109,96 0,08 0,073

Авторегрессия одна неделя 109,9 109,87 0,03 0,03 0,07 0,06

две недели 109,99 109,9 0,09 0,08

три недели 110,04 109,94 0,1 0,09

Хольта -Винтерса одна неделя 109,9 109,83 0,07 0,06 0,14 0,0002

две недели 109,99 109,83 0,16 0,15

три недели 110,04 109,83 0,21 0,19

Таблица 6

Сравнительный анализ методов прогнозирования сухого остатка

Метод Год Фактические данные, мг/л Прогнозные значения, мг/л Абсолют, отклонение, мг/л Относит, отклонение, % Средняя ошибка прогноза, мг/л Относительная ошибка аппроксимации

Хольта-Винтерса 2011 1185,75 1180,64 5,11 -0,43 11,53 2,38

2012 1127 1109,06 17,94 -1,59

Авторегрессии 2011 1185,75 1122,41 63,34 -5,34 43,43 5,45

2012 1127 1103,47 23,53 -2,09

Хольта 2011 1185,75 1204.05 -18,30 1,54 -50,35 5,86

2012 1127 1209.39 -82,39 7,31

Для оценки качества результатов прогнозирования, точности и достоверности прогноза использована инверсная верификация, которая осуществляется путем проверки адекватности прогнозной модели на ретроспективном периоде. В ее основе лежит следующее правило: предложенная модель может быть применена для прогнозирования в перспективном периоде, если она дает адекватные результаты при расчетах характеристик уже свершившегося события. В данном случае абсолютная верификация события, уже свершившегося, служит подтверждением правильности избранной модели, ее параметров и способом относительной верификации для прогнозирования будущих событий [Бутакова М.М., 2010].

Проведенное прогнозирование на краткосрочную и среднесрочную перспективу с использованием моделей Хольта-Винтерса, авторегрессии, двухпа-раметрического метода Хольта (таблица 5, 6) показало, что если стоит задача выполнить срочное прогнозирование изменения состояния источников водоснабжения в сложной ситуации на краткосрочный период (от недели до месяца) рекомендуется воспользоваться двухпараметрическим методом Хольта.

Данный метод при краткосрочном прогнозировании изменения уровня подземных вод на одну неделю, показал высокую точность, абсолютное отклонение от контрольных значений составило 3 см, что меньше погрешности натурных измерений. При прогнозировании на две и три недели абсолютное отклонение составило 7 и 8 см соответственно. Если стоит задача осуществить прогнозирование в рамках производственного контроля в среднесрочной перспективе рекомендуется использовать метод авторегрессии из-за более стабильных результатов.

Этап IV: по данным прогноза положение регионального уровня подземных вод в наблюдательной скважине имеет восходящий тренд. К концу 2011года абсолютная отметка уровня составит 109,96 м. При этом концентрация сухого остатка по прогнозу на 2011 и 2012 года при действующем режиме эксплуатации водозабора будет находиться в пределах 1100-1200 мг/л. Концентрация сухого остатка подземных вод при данном режиме эксплуатации водозабора не приведет в течение двух лет к снижению концентрации до предельно допустимой 1000 мг/л несмотря на нисходящий тренд.

Таким образом, реализуется ситуация № 1 процедуры принятия регулирующих рещений, согласно которой необходимы: уменьшение производительности скважин с концентрацией, превышающей ПДК; увеличение произ-

водительности скважин с концентрацией, меньшей ПДК согласно формулы смешивания (3); проверка допустимого понижения уровня подземных вод по диагностическим графикам с учетом вычета прогнозного регионального повышения уровня. Данные по производительности и концентрации сухого остатка на 2010 г. представлены в таблице 7.

Таблица 7

Данные по производительности и концентрации сухого остатка

№ скважины Концентрация сухого остатка, мг/л Производительность скважины, MJ/cyr

Фактическая на 2010 г. При скорректированном режиме работы

1 1469 615 350

2 1298 857 350

3 987 576 350

4 1370 1007 500

5 756 545 1350

6 851 400 1100

Согласно лицензии, предприятие Белгородский цемент может отбирать воды не более 4000 м3/сут.

По формуле смешивания при действующем режиме эксплуатации концентрация сухого остатка в целом по водозабору составляет: Св = (1469*615+1298*857+987*576+1370*1007+756*545+851*400) / 4000 = 1179,09 мг/л.

При скорректированном режиме работы скважин концентрация сухого остатка по водозабору в целом составит:

С„ = (1469*350+1298*350+987*350+1370*500+756*1350+851*1100) / 4000 = 988,9 мг/л, при предельно допустимой концентрации сухого остатка 1000 мг/л.

После корректировки режима эксплуатации водозабора с целью снижения концентрации производим проверку допустимого понижения по диагностическим графикам с учетом вычета прогнозного регионального повышения уровня (рисунок 7).

Понижение уровня в скважине №1СМ в зависимости от дебита

♦

500 мЗ/сут Скв. 4

у-56.93Х-1396.9

350 мЗ/сут ll1 = 0.9161

Скв. 1,2,3 33,2 м

30,7 м

29 31 33 35 37

Понижение, м ®

Рис. 7. Диагностический график понижения уровня подземных вод по скважинам № 1, 2, 3, 4 21

Мощность турон-маастрихтского водоносного горизонта на предприятии Белгородский цемент составляет 84 м, следовательно, допустимое понижение равно 42 м.

При скорректированном режиме эксплуатации по скважинам № 1, 2, 3 при производительности 350 м /сут. понижение уровня подземных вод составит 30,7 м, а с вычетом регионального повышения уровня подземных вод, которое в среднем за год составило 1м- 29,7 м, что не превышает допустимое понижение. По скважине 4, с учетом вычета регионального повышения уровня подземных вод, составит 32,2 м, что так же не превышает допустимое понижение (рисунок 7).

Для скважин № 5 и 6 по аналогичному диагностическому графику установлено, что при скорректированной производительности соответственно 1350 и 1100 м3/сут, с учетом повышения регионального уровня подземных вод, понижение в скважинах составит 20,8 м и 20,2 м соответственно, что намного ниже допустимого понижения - 42 м.

После выполнение этапа IV производится переход в этап I для осуществления наблюдения и контроля за скорректированными данными.

Таким образом, эффективность геоэкологической модели оперативного регулирования качества добываемой воды и предотвращения истощения источника водоснабжения в сложной экологической ситуации реально проверена на предприятии ЗАО «Белгородский цемент». Выполнен полный цикл работы модели: наблюдение и контроль; оценка участка недр на предмет превышения показателей С?, Н, С; прогноз показателей С, Н, С; регулирующие действия на основе показателей О, Н, С. В результате произведено изменение режима эксплуатации, которое позволило снизить концентрацию сухого остатка по водозабору до величины не превышающей предельно допустимую концентрацию.

В заключении сформулированы основные выводы работы:

1. Разработана методика оценки экологической ситуации в части состояния подземных вод с учетом влияния техногенных факторов.

Критериями оценки являются суммарная степень влияния двух факторов: степень загрязнения подземных вод (территория до фоновых значений характеризуется отсутствием загрязнения подземных вод; территория от границы фоновых значений до границы соответствующей 1 ПДК характеризуется слабовыраженным загрязнением подземных вод; территория с концентрацией свыше 1ПДК характеризуется интенсивной степенью влияния фактора); степень понижения уровня подземных вод (территория до воронки депрессии характеризуется отсутствием понижения уровня подземных вод, от границы воронки депрессии до границы соответствующей 0,75 мощности водоносного горизонта - слабовыраженным снижением уровня подземных вод, свыше 0,75 — интенсивным снижением уровня подземных вод).

На основе суммарной бальной оценки степени влияния техногенных факторов, выделены благоприятная (2 балла), удовлетворительная (3 балла), неблагоприятная (4 балла), напряженная (5-6 баллов) и сложная (8 баллов) экологические ситуации в части состояния подземных вод.

2. Разработан способ автоматизации районирования экологического состояния подземных вод с использованием геоинформационных технологий. Данный способ позволяет выделить границы районов со сложной, напряженной, неблагоприятной, удовлетворительной и благоприятной экологической ситуациями в источниках водоснабжения на основе разработанной базы данных «Подземные источники водоснабжения» путем выявления пространственных взаимоотношений между классами объектов параметрических и цифровых карт. На основе данного способа построена карта экологической ситуации в части состояния подземных вод г. Белгорода и Белгородского района, произведено районирование.

3. Создана геоэкологическая модель оперативного регулирования качества добываемой воды и предотвращения истощения источника водоснабжения в сложной экологической ситуации, которая синтезирует статистические и картографические методы компьютерного анализа состояния подземных источников водоснабжения водозаборов и позволяет на каждом цикле вносить корректировки в параметры программы контроля за <3, Н, С, в зависимости от тенденции изменения состояния ресурсов подземных вод, выполнять оценочные работы по актуализированным данным, корректировать диагностические графики, принимать обоснованные оперативные управленческие решения в кратчайшие сроки.

4. Проведен численный эксперимент по применению разработанной методики оценки экологической ситуации и созданию геоэкологической модели оперативного регулирования качества добываемой воды, предотвращения истощения источника водоснабжения в сложной экологической ситуации на примере типового объекта - Западной промзоны г. Белгорода.

В результате численного эксперимента:

— выявлен район сложной экологической ситуации, который соответствует 8 баллам по суммарной степени воздействия техногенных факторов, которые складываются из интенсивного понижения уровня подземных вод более 0,75 мощности водоносного горизонта и величины концентрации сухого остатка более 1 г/л. Район сложной экологической ситуации территориально расположен в Западной промзоне г. Белгорода, где сконцентрированы такие предприятия как ЗАО «Белгородский цемент», ООО «Цитробел». Так же на данной территории расположен недостаточно защищенный водоносный горизонт;

- создана геоэкологическая модель оперативного регулирования качества добываемой подземной воды для предприятия ЗАО «Белгородский цемент». В результате выполнения полного цикла модели для предприятия ЗАО «Белгородский цемент» произведено изменение режима эксплуатации на водозаборе состоящему из скважин № 1,2, 3, 4, 5, 6, которое позволило снизить концентрацию сухого остатка с 1179,09 мг/л до величины 988,9 мг/л не превышающей предельно допустимую концентрацию. Проверка допустимого понижения уровня подземных вод по диагностическим графикам, показала отсутствие превышения по всем водозаборным скважинам.

В результате комплекса проведенных геоэкологических исследований решена поставленная научная задача по разработке методики оценки экологического состояния ресурсов подземных источников водоснабжения и геоэкологической модели по обеспечению соблюдения количественных и качественных нормативных показателей при их эксплуатации.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ:

1. Леонтьева, Е. В. Классификационные критерии районирования подземных источников водоснабжения по степени выраженности влияния техногенных факторов / Е.В. Леонтьева, В.Н. Квачев, C.B. Сергеев // Проблемы региональной экологии. - 2011. - № 2. - С. 41-44.

2. Леонтьева, Е. В. Алгоритм системного анализа для оптимизации эксплуатации водозаборов в сложных геоэкологических условиях / Е. В. Леонтьева // Научные ведомости Б ел ГУ. Сер. Естественные науки. — 2011. - № 21 (116), вып. 17. - С. 128-131.

3. Леонтьева, Е. В. Методика оптимизации эксплуатации водозаборов в сложной экологической обстановке / Е. В. Леонтьева // Информационные системы и технологии. - 2012. - № 1. - С. 58-65.

4. Леонтьева, Е. В. Оценка экологической ситуации г. Белгорода и Белгородского района в части состояния подземных вод / Е. В. Леонтьева, А. Г. Корнилов // Научные ведомости БелГУ. Сер. Естественные науки. - 2013. - № 7 (160), вып. 24. - С. 173-177.

5. Леонтьева, Е. В. Автоматизация полевого картографирования в гидрогеологии и геоэкологии / Е. В. Леонтьева (Квачева) // Новые идеи в науках о земле : сб. докл. IX междунар. конф., Москва, 14-17 апр. 2009 г. / Рос. гос. геологоразвед. ун-т им. С. Орджоникидзе. - Москва, 2009. - С. 115.

6. Леонтьева, Е. В. Методологические и технологические аспекты автоматизации процесса создания трехмерных моделей геофильтрации при решении геоэкологических задач / Е. В. Леонтьева (Квачева), В. Н. Квачев, С. В. Сергеев // Моделирование при решении геоэкологических задач : материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии, Москва, 23-24 марта 2009 г. / Рос. акад. наук, Науч. совет РАН по пробл. геоэкологии, инж. геологии и гидрогеологии, Рос. фонд фундам. исслед. - Москва, 2009. - С. 114-118. - (Сергеевские чтения ; вып. 11).

7. Леонтьева, Е. В. Методические аспекты зонирования источников водоснабжения по степени выраженности влияния техногенных факторов / Е. В. Леонтьева, В. Н. Квачев // Ресурсы подземных вод: современные проблемы изучения и использования : материалы междунар. науч. конф. к 100-летию со дня рожд. Бориса Ивановича Куделина, Москва, 13-14 мая 2010 г. / МГУ им. М. В. Ломоносова, Геол. фак., Ин-т водных проблем РАН. -Москва, 2010. - С. 391-396.

8. Леонтьева, Е. В. Методика оперативного управления состоянием ресурсов подземных источников водоснабжения в кризисной экологической ситу-

ации / Е. В. Леонтьева // Экологическая геология: теория, практика и региональные проблемы : материалы третьей междунар. науч.-практ. конф., Воронеж, 20-22 нояб. 2013 г. / РАН, М-во образования и науки Рос. Федерации, Междунар. акад. наук экологии, безопасности человека [и др.] ; под ред. И. И. Косиновой. - Воронеж, 2013. - С. 145-148.

9. Леонтьева, Е. В. Пространственный анализ взаимодействия подземных источников водоснабжения с антропогенными объектами селитебных территорий / Е. В. Леонтьева // Экологическая геология: теория, практика и региональные проблемы : материалы третьей междунар. науч.-практ. конф., Воронеж, 2022 нояб. 2013 г. / РАН, М-во образования и науки Рос. Федерации, Междунар. акад. наук экологии, безопасности человека [и др.] ; под ред. И. И. Косиновой. -Воронеж, 2013.-С. 149-151.

10. Леонтьева, Е. В. Оперативное управление режимами эксплуатации водозаборов в чрезвычайных ситуациях / Е. В. Леонтьева // Гелиогеофизиче-ские исследования : электрон, науч. журн. - 2014. - Спец. вып. - С. 87-92. -Режим доступа: http://vestnik.geospace.ru/index.php?id=235. - (Обеспечение безопасности в чрезвычайных ситуациях : материалы девятой междунар. науч.-практ. конф., Воронеж, 18 дек. 2013 г. / Воронеж, гос. техн. ун-т, Гл. упр. МЧС России по Воронеж, обл.).

Подписано в печать 29.09.2014. Формат 60x84/16 Гарнитура Times. Усл. п. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 237. Оригинал-макет подготовлен и тиражирован в ИД «Белгород» НИУ «БелГУ». 308015, г. Белгород, ул. Победы, 85