Praktické aplikácie GIS pri podpore rozhodovania v oblasti životného prostredia. Ing. Peter Matis Žilina

Transcripción

1 Praktické aplikácie GIS pri podpore rozhodovania v oblasti životného prostredia. Ing. Peter Matis Žilina

2 Multikriterálna analýza Analýza umiestnenia novej skládky odpadov v Žiline Skládka odpadov v Považskom Chlmci 12 ha plochy kapacita 1,822 mil. ton odpadu životnosť do roku 2025

3 Multikriterálna analýza Analýza umiestnenia novej skládky odpadov v Žiline Skládka má dve časti stará - plocha ,0 m 2, postavená v 50-tich rokov nová - plocha m 2, postavená v roku 1993 V roku 1998 začala sanácia starej časti skládky. Technické riešenie odvodnenia, odplynenia, navršovania a postupnej rekultivácie skládky.

4 Multikriterálna analýza Analýza umiestnenia novej skládky odpadov v Žiline Sanácia skládky

5 Multikriterálna analýza Analýza umiestnenia novej skládky odpadov v Žiline Opatrenia na zníženie množstva odpadu: zvýšiť separovaný zber biologicky rozložiteľných odpadov v domácnostiach a v obciach podporiť separovaný zber biologicky rozložiteľných odpadov ekonomickým nástrojom hľadať nové nástroje na podporu separovaného zberu a zhodnocovania týchto odpadov kompostovaním znevýhodniť skládkovanie tohoto druhu odpadov primeraným ekonomickým nástrojom vybudovať dostatočnú kapacitu pre kompostovanie prevádzkovať kompostárne vyrábajúce kompost vyhovujúci príslušným slovenským technickým normám tak, aby bol konkurencie schopný

6 Multikriterálna analýza Analýza umiestnenia novej skládky odpadov v Žiline Opatrenia na zníženie množstva odpadu: zaviesť jednotný systém kontroly zloženia komunálnych odpadov v obciach zaviesť separovaný zber biologicky rozložiteľných odpadov aj v mestách za účelom zníženia podielu spaľovania biologicky rozložiteľných odpadov vypracovať jednotný metodický postup na evidovanie množstva biologicky rozložiteľných odpadov zneškodňovaných skládkovaním znížiť zneškodňovanie odpadov skládkovaním separáciou zhodnotiteľných odpadov z papiera, zo skla, z plastov, kovov a dreva a ukončením možnosti skládkovať opotrebované pneumatiky znížiť zneškodňovanie odpadov z obalov implementáciou zákona o obaloch a zvýšenie ich zhodnotenia

7 Multikriterálna analýza Analýza umiestnenia novej skládky odpadov v Žiline Opatrenia na zníženie množstva odpadu: zavádzať alternatívne metódy zneškodňovania odpadov pripraviť ekonomický nástroja na znevýhodnenie skládkovania odpadov zvýšiť separovaný zber vybudovať zariadenia na materiálové zhodnocovanie biologicky rozložiteľných odpadov Aj po implementácii uvedených nástrojov je potrebné uvažovať, kde sa umiestni nová skládka tuhého komunálneho odpadu pred naplnením kapacity súčasnej skládky.

8 Multikriterálna analýza Analýza umiestnenia novej skládky odpadov v Žiline Rastrová mapa Rastrové analýzy bunky matice reprezentujú malé územia v podobe štvorcov hodnoty - čísla - vyjadrujú číselne priemerné vlastnosti územia ktoré reprezentujú kvalitatívne mapy - mapy využitia krajiny, mapy administratívneho členenia územia, geologické mapy, mapy pôd... kvalitatívne mapy - mapy nadmorských výšok, množstva zrážok, množstva nameraného prachu v ovzduší atď.

9 Multikriterálna analýza Analýza umiestnenia novej skládky odpadov v Žiline Rastrová mapa Rastrové analýzy

10 Multikriterálna analýza Analýza umiestnenia novej skládky odpadov v Žiline Multikriterálne analýzy Rastrové analýzy C = w i * F i wi = 1 i i (1) (2) F i sú normalizované rastrové mapy miery naplnenia jednotlivých kritérií

11 Multikriterálna analýza Analýza umiestnenia novej skládky odpadov v Žiline Rastrové analýzy - multikriterálne analýzy Normalizácia naplnenia kritérii - fuzzy krivky Vzdialenosť skládky od centra mesta [m]

12 Multikriterálna analýza Analýza umiestnenia novej skládky odpadov v Žiline Rastrové analýzy - multikriterálne analýzy - kritéria vzdialenosť skládky od sídla (sídiel) vlastnosti gelogického podložia vlastnosti pôdneho podložia vzdialenosť od zdrojov pitnej vody hĺbka spodnej vody svahovitosť terénu vzdialenosť od existujúcej cestnej infraštruktúry

13 Multikriterálna analýza Analýza umiestnenia novej skládky odpadov v Žiline Rastrové analýzy - multikriterálne analýzy - mapy Mapa využitia krajiny získaná vektorizáciou údajov zo ZM 1:10000 od GKÚ s následným vlastným zberom údajov o konkrétnom využití územia. Geologická mapa 1:50000 zdroj neidentifikovaný Zdroje pitnej vody v Žilinskej kotline a podzemných vôd SHMÚ Výškopis - ZM 1:10000 GKÚ

14 Multikriterálna analýza Analýza umiestnenia novej skládky odpadov v Žiline Rastrové analýzy - multikriterálne analýzy - výsledok y 626,4 Vrch hora Hájiská Skalky Záchrastie Považský Chlmec Kysuca Strážov Váh Chlmce CHLMECKÝ y VRCH 403,0 Závršie Ve¾ká jama Rajèianka Umiestnenie skladky Skladka Nova-skladka

15 Multikriterálna analýza Analýza umiestnenia novej skládky odpadov v Žiline Rastrové analýzy - multikriterálne analýzy - záver

16 Použitie GIS pri analýze zmien v čase Cieľ - sledovanie vplyvu zmien počasia na životné prostredie

17 Použitie GIS pri analýze zmien v čase Mapy vegetačných indexov - NDVI NDVI = ( NIR RED) /( NIR + RED) (3) kde NIR a RED je množstvo svetla v satelitných snímkach danej krajiny v oblasti blízko infračerveného a v oblasti červeného svetla. NVDI jún 1987 NVDI február 1988

18 Použitie GIS pri analýze zmien v čase komponent profil komponentu zvyškové mapy informatická váha Metóda základných komponentov - PCA

19 Použitie GIS pri analýze zmien v čase Jan Mar Maj Jul Sep Nov Jan Mar Maj Jul Sep Nov Jan Mar Maj Jul Sep Nov Jan Mar Maj Jul Sep Nov Profil komponentu č.2 vplyv ročného obdobia na množstvo vegetácie

20 Použitie GIS pri analýze zmien v čase Jan Mar Maj Jul Sep Nov Jan Mar Maj Jul Sep Nov Jan Mar Maj Jul Sep Nov Jan Mar Maj Jul Sep Nov Profil komponentu č.4 vplyv monzúnových období na množstvo vegetácie

21 Použitie GIS pri analýze zmien v čase Jan Mar Maj Jul Sep Nov Jan Mar Maj Jul Sep Nov Jan Mar Maj Jul Sep Nov Jan Mar Maj Jul Sep Nov Profil komponentu č.11 vplyv otepľovania na množstvo vegetácie

22 Použitie GIS pri analýze zmien v čase KOMP 1 KOMP 2 KOMP 3 KOMP 4 KOMP 5 KOMP 6 KOMP 7 KOMP 8 KOMP 9 KOMP 10 KOMP 11 KOMP Miera vplyvu jednotlivých komponentov na celkové množstvo zelene

23 Použitie GIS pri analýze zmien v čase Zmeny v čase - záver

24 Použitie GIS pri simulácii vplyvu bodových zdrojov znečistenia na kvalitu ovzdušia Znečistenie ovzdušia Emisia je hmotnosť škodliviny, ktorá uniká zo zdroja (najčastejšie z komína) za jednotku času. Imisia je koncentrácia škodliviny v ovzduší (napr. v µg.m 3 alebo v mg.m 3 ) v mieste jej pôsobenia na receptor (človek, rastlina, materiál).

25 Použitie GIS pri simulácii vplyvu bodových zdrojov znečistenia na kvalitu ovzdušia Znečistenie ovzdušia bodové zdroje (kotolne, rodinné domy) líniové zdroje (cestná infraštruktúra s vozidlami) plošné zdroje (poľnohospodársky použivaná pôda)

26 Použitie GIS pri simulácii vplyvu bodových zdrojov znečistenia na kvalitu ovzdušia Tepláreň Žilina a údaje k analýze výška komína 200 m šírka komína 2 m priemerná rýchlosť dymu v komíne priemerná teplota dymu v komíne chemické zloženie emisií množstvo látok emitujúcich z komína meteorologické údaje výškopis polohopis

27 Použitie GIS pri simulácii vplyvu bodových zdrojov znečistenia na kvalitu ovzdušia Gaussov model rozptylu častíc vo vzduchu Množstvo emisií(x,y,z) = f (Q,H,U, trieda stability) Q miera vypúšťaných emisií ( µg/s ). H efektívna výška komína, každý dymový oblak najskôr vystúpa ourčitú výšku a potom sa začne rozptylovať podla smeru a rýchlosti vetra a výška komína + hodnota tohto vystúpania predstavuje túto efektívnu výšku komína ( m ). U rýchlosť prúdenia vetra ( m/s ). trieda atmosférickej stability je funkciou rýchlosti vetra, slnečnej aktivity a oblačnosti.

28 Použitie GIS pri simulácii vplyvu bodových zdrojov znečistenia na kvalitu ovzdušia Gaussov model rozptylu častíc vo vzduchu

29 Použitie GIS pri simulácii vplyvu bodových zdrojov znečistenia na kvalitu ovzdušia Gaussov model rozptylu častíc vo vzduchu pre z=0 (4) C(x,y) koncentrácia znečistenia v bode x metrov po vetre, y metrov v horizontálnej vzdialenosti a vo výške z=0 m ( µg/m 3 ). σ z vertikálny koeficient rozptylu (štandartná odchýlka) ( m ) σ y horizontálny koeficient rozptylu (štandartná odchýlka) ( m ) uh priemerná rýchlosť vetra v efektívnej výške komína

30 Použitie GIS pri simulácii vplyvu bodových zdrojov znečistenia na kvalitu ovzdušia Gaussov model rozptylu častíc vo vzduchu pre z=0 (5) u H rýchlosť vetra vo výške z nad zemou u a rýchlosť vetra vo výške anemometera H efektívna výška komína Z a výška anemometera nad zemou p bezrozmerný parameter závislý na triedach atmosferickej stability

31 Použitie GIS pri simulácii vplyvu bodových zdrojov znečistenia na kvalitu ovzdušia Gaussov model rozptylu častíc vo vzduchu pre z=0 Trieda atmosf. stability Popis Parameter p A Velmi nestabilné 0.15 B Umiernene nestabilné 0.15 C Ľahko nestabilné 0.20 D Neutrálne 0.25 E Ľahko stabilné 0.40 F Stabilné 0.60

32 Použitie GIS pri simulácii vplyvu bodových zdrojov znečistenia na kvalitu ovzdušia Gaussov model rozptylu častíc vo vzduchu pre z=0 Rýchlosť vetra pri zemi (a) (m/s) Denné slnečné žiarenie Silné (b) Stredné (c) Ľahké (d) Nočná oblačnosť (e) Mračná ( 4/8) Čistá ( 3/8) < 2 A A - B (f) B E F 2-3 A - B B C E F 3-5 B B - C C D E 5-6 C C - D D D D > 6 C D D D D

33 Použitie GIS pri simulácii vplyvu bodových zdrojov znečistenia na kvalitu ovzdušia Gaussov model rozptylu častíc vo vzduchu pre z=0 y = ax = pre koeficient horizontálneho rozptylu z = cx d + f = pre koeficient vertikálneho rozptylu Stabilita x 1 km x 1 km a C d f c d f A B C D E F

34 Použitie GIS pri simulácii vplyvu bodových zdrojov znečistenia na kvalitu ovzdušia Akútne riziko podľa podielu zloženia emisií nebol prekročený žiadny hygienický limit.

35 Použitie GIS pri simulácii vplyvu bodových zdrojov znečistenia na kvalitu ovzdušia Kumulatívne riziko Program Breeze vypočítal pre 60 možných smeroch vetra dymové oblaky pričom ich hodnoty sa násobili hodnotou pravdepodobnosti výskytu vetra v tomto smere. Množstvo emisií vypúšťaných z komína bolo predstavované ročnou hodnotou vypúšťaných emisií (priemernou hodnotou z databázy priemerných mesačných emisií).

36 Použitie GIS pri simulácii vplyvu bodových zdrojov znečistenia na kvalitu ovzdušia Kumulatívne riziko Zdroj Kumulácia emisií sa pohybuje v intervale od 0 do 190,895 mikrogramov/m 3

37 Praktické aplikácie GIS pri podpore rozhodovania v oblasti životného prostredia. ĎAKUJEM