Проектирование водоохранных зон с применением ПО ESRI

Радионов Г.П., Купецкая Т.А., Рудов А.И., DATA+

«Положение о водоохранных зонах водных объектов и их прибрежных защитных полосах», утверждено Постановлением Правительства Российской Федерации от 23 ноября 1996 г. N 1404.:

Водоохранная зона — территория, примыкающая к акваториям рек, озер, водохранилищ и других поверхностных водных объектов, на которой устанавливается специальный режим хозяйственной и иных видов деятельности с целью предотвращения загрязнения, засорения, заиления и истощения водных объектов, а также сохранения среды обитания объектов животного и растительного мира.

В пределах водоохранных зон устанавливаются прибрежные защитные полосы, на территориях которых вводятся дополнительные ограничения природопользования.

По заказу Администрации г. Таганрога в 2000 году компания «Бюро кадастра Таганрога» (директор: Холодков Валентин Владимирович) выполнила проектирование водоохранных зон Таганрогского залива и Миусского лимана. Основная цель работы — установить особый порядок землепользования и хозяйственной деятельности на указанных территориях. Работа проводилась на основании «Положения о водоохранных зонах водных объектов и их прибрежных защитных полосах», утвержденных Постановлением Правительства Российской Федерации от 23 ноября 1996 г. N 1404.

Выполненный проект является особо актуальным в настоящее время в связи с повышением интереса к мониторингу состояния водных объектов и разработке правил регулирования хозяйственной деятельности в водоохранных зонах.

Сейчас существуют две тенденции и две точки зрения на регулирование использования земель, прилегающих к водным объектам:

Усиление контроля, увеличение затрат бюджета на проведение природоохранных мероприятий, очистку территории водоохранных зон. При этом информация о наличии водоохранных зон недоступна участникам рынка недвижимости. Установление водоохранных зон проводится без учета сложившегося землепользования и застройки. Часто установление водоохранных зон приводит к ущемлению прав законопослушных землепользователей — оформивших свои права на земельные участки до введения ограничений.
Установление водоохранных зон на всей территории РФ требует несоизмеримых затрат времени и средств, при этом регулирование хозяйственной деятельности только в пределах водоохранных зон не приносит желаемого положительного эффекта. Установление водоохранных зон не соответствует ни текущей ситуации (например, в Москве и Московской области застроено уже 30% территорий водоохранных зон), ни мировой практике в этой области. Предлагается осуществлять природоохранные мероприятия не в узких пределах водоохранных зон, но на всей водосборной площади.

В обоих подходах к регулированию использования земель, прилегающих к водным объектам, по нашему мнению актуальным остается одно: необходим пространственный анализ и мониторинг факторов экологической нагрузки и землепользования на территориях, прилегающих к водным объектам.

«Положение о водоохранных зонах» определяет самые общие правила установления этих зон и их минимальные размеры. При этом в нем указывается, что размеры и границы водоохранных зон и прибрежных защитных полос, а также режим их использования устанавливаются, исходя из физико-географических, почвенных, гидрологических и других условий с учетом прогноза изменения береговой линии водных объектов.

Проблема заключается в том, что «Положение» определяет только общие принципы проектирования водоохранных зон, не в полной мере учитывающие экологическую нагрузку на водный объект в результате хозяйственной деятельности, а также природные условия (рельефа, состав грунта и т.п.). При проектировании водоохранных зон необходимо выполнить комплекс операций пространственного анализа и обработать большой объем разнородной информации.

Все это определяло необходимость использования в проекте возможностей и инструментов пространственного анализа, предоставляемых ГИС.

В ходе выполнения проекта была разработана и утверждена муниципалитетом методика расчета ширины водоохранной зоны в зависимости от экологической нагрузки в пределах водосборных бассейнов, расположенных на городской территории. Основные положения методики следующие:

Основной фактор отрицательного воздействия на водный объект – это поверхностные стоки. Поверхностные стоки могут быть промышленными (поступать с территорий предприятий, автомобильных и железных дорог) и бытовыми (поступать с территории жилой и общественной застройки).
Количество вредных веществ, которое несут поверхностные стоки, и их разрушающее влияние на берег зависят от интенсивности потоков и от того, какая хозяйственная деятельность осуществляется на территориях, с которых собирается вода (водосборных бассейнах).

В качестве исходных материалов были использованы следующие цифровые пространственные данные:

линия береговой черты водных объектов;
цифровая модель рельефа, линии рельефа и отметки высот;
данные Автоматизированной системы Государственного земельного кадастра о землепользовании;
космические снимки IKONOS, KFA-1000;
данные Комитета по охране природы г. Таганрога о характере хозяйственной деятельности на территории города, источниках и характере загрязнений;
данные многолетних климатических и экологических наблюдений.

В качестве инструмента исследования использовались программные средства ArcGIS и ERDAS IMAGINE.

Проектирование водоохранных зон выполнялось в два этапа:

1. ГИС анализ территории:

Моделирование поверхностных стоков;
Расчет экологической нагрузки по водостокам на бассейн Таганрогского залива;
Дифференциация ширины зоны с учетом расчетной экологической нагрузки на бассейн Таганрогского залива;

2. Расчет водоохраной зоны и пространственный анализ землепользования в ее пределах.

На основании анализа рельефа были определены границы и площадь водосборных бассейнов, направления поверхностного стока, русла дождевых потоков, точки сброса загрязненных вод в Таганрогский залив и Миусский лиман (рис. 1).

Рис. 1. Водосборные бассейны, русла дождевых потоков на территории г. Таганрога.

Для оценки экологической нагрузки на основе пространственного анализа территории были рассчитаны коэффициенты, учитывающие хозяйственную деятельность (рис. 2). Коэффициенты рассчитывались с учетом следующих показателей:

расчетный объем поверхностного стока;
площади промышленных предприятий;
протяженность транспортных магистралей;
стоянки автомобилей и других транспортных средств и места их заправки.
бытовые загрязнения, косвенно характеризующиеся численностью населения, проживающего на территории водосборного бассейна.

На основании коэффициентов экологической нагрузки была определена ширина водоохранной зоны на различных участках береговой черты – участках сброса поверхностных вод с водосборных бассейнов (рис. 2).

Рис. 2. Коэффициенты экологической нагрузки на водосборные бассейны г. Таганрога (величина коэффициента показана изменением интенсивности зеленого цвета) и водоохранные зоны (красный цвет).

Границы водоохранных зон проходят по фактически сложившимся границам земельных участков (рис. 3).

Рис. 3. Водоохранная зона Таганрогского залива.

При разработке проекта принималось во внимание, что установление водоохранных зон предназначено не только для экологического регулирования, но и влечет за собой важные экономические последствия. Установление обременений и ограничений влияет на хозяйственную деятельность, стоимость земли и недвижимости на территории города. Поэтому в ходе работы был выполнен анализ землепользования на земельных участках, попадающих в водоохранную зону (рис. 4.)

Рис. 4. Анализ земельных участков, попадающих в границы водоохраной зоны.

Расчет водоохранных зон выполняется в ГИС «Система проектирования водоохранных зон» (рис. 5).

Рис. 5. Система проектирования водоохранных зон на территорию г. Таганрога — в ArcGIS.