WYKORZYSTANIE GRAFIKI KOMPUTEROWEJ DO PREZENTACJI I OCENY WARUNKÓW OBIEGU WODY W MAŁEJ ZLEWNI W STREFIE PODMIEJSKIEJ WDZI

Transkrypt

1 30 Adam BARTNIK, Paweł JOKIEL WYKORZYSTANIE GRAFIKI KOMPUTEROWEJ DO PREZENTACJI I OCENY WARUNKÓW OBIEGU WODY W MAŁEJ ZLEWNI W STREFIE PODMIEJSKIEJ WDZI Wodę należy chronić na lądzie. Zasada ta, choć bardzo prosta, nawet dziś nie zawsze jest do końca rozumiana. A przecież chodzi w niej głównie o to, by usuwać przyczyny degradacji zasobów i stosunków wodnych, a nie tylko walczyć ze skutkami. Nie jest to oczywiście łatwe, wymaga bowiem rozpoznania nie tylko naturalnego cyklu hydrologicznego oraz obiektów i procesów z nim związanych, ale także wyjaśnienia natury zjawisk i procesów sterowanych lub wręcz generowanych przez gospodarczą działalność człowieka. Niezbędny jest również stały monitoring obiektów, zjawisk i procesów hydrologicznych, a także ciągła obserwacja zmian zachodzących w całym środowisku geograficznym. W 1998 r., Zespół Badawczy utworzony w Zakładzie Hydrologii i Gospodarki Wodnej Uniwersytetu Łódzkiego rozpoczął, zaplanowany na kilka lat, program badań i monitoringu zasobów i stosunków wodnych w strefie podmiejskiej Łodzi, a więc na obszarach, gdzie większość elementów biotycznych i abiotycznych środowiska znajduje się pod silną presją i jest intensywnie przekształcana przez różnokierunkową działalność człowieka. Badania te mają na celu określenie aktualnego stanu oraz opracowanie strategii wykorzystania i ochrony istniejących tam zasobów wód powierzchniowych i podziemnych, jak też ocenę stopnia przekształcenia oraz skali i tempa zmian zachodzących tam w tkance wodnej. Poligonem dla tych studiów jest zlewnia rzeki Dzierżąznej (dorzecze Moszczenicy). Jej powierzchnia wynosi ok. 43km2 i bezpośrednio przylega do terenów miejskich Zgierza. Dodajmy, że zlewnia ta niemal w całości znajduje się w obrębie podłódzkiej strefy ONO (Obszaru Najwyższej Ochrony dla wód podziemnych eksploatowanych pięter kredowych niecki łódzkiej), a w przyszłości przebiegnie przez nią autostrada W-E. Strunuet'l Dzierżązna, a także jej dopływ - Ciosenka, prowadzą wody, które dziś jeszcze można za! iczyć do najczystszych w obrębie całej strefy podmiejskiej Łodzi. Watto też zaznaczyć, że na obszarze zlewni biją, wymagające już dziś ochrony, dwa źródła, które należą do największych (ok. 40 1/s i 20 1/s) i chyba najciekawszych tego typu obiektów na Niżu polskim- Rosanów i Ciosny. Badania na tym terenie rozpoczęto od założenia i uruchomienia własnej, specjalnej, sieci posterunków obserwacyjnych, wyposażonych w aparaturę pomiarową: wód powierzchniowych (wodowskaz i stałe punkty pomiaru przepły-

2 31 wu w ciekach), wód podziemnych (punkty pomiaru wydajności źródeł i stanu wód podziemnych) i opadów (posterunek pomiaru opadu). Równolegle, w oparciu o prace terenowe, materiały archiwalne i zdjęcia lotnicze, rozpoczęto studia mające na celu ustalenie przyrodniczych podstaw obiegu wody na tym obszarze i zidentyfikowanie stref, w których stosunki wodne są już mocno przekształcone lub potencjalnie narażone na szybkie zmiany antropogemczne. W krótkim czasie zebrano znaczną ilość danych: hydrometrycznych, meteorologicznych, geologicznych, hydrogeologicznych oraz innych informacji o terenie. Zorganizowano je w bazę, wykorzystując program Microsoft Excel. Pojawił się równocześnie problem graficznego przedstawiania tych materiałów, a także zaprezentowania wypracowanych w trakcie badal'l wyników. Początkowo planowano zastosowanie jednego z systemów GIS. Szybko okazało się jednak, że spośród popularnych, uniwersalnych systemów, żaden nie posiada wszystkich oczekiwanych cech (zwłaszcza tych, które są istotne w początkowym okresie badal'l). rostanowiono zatem zastosować jeden z programów do grafiki wektorowej. Wybór padł na Macromedia FreeHand. Pod względem funkcji graficznych oraz łatwości ich stosowania przewyższa on znacznie nawet najbardziej rozbudowane systemy GIS. Zastosowanie go umożliwia przy tym dalsze rozszerzanie funkcji bazy danych. Jego wadą jest natomiast brak bezpośredniego powiązania danych z obiektami na mapie. Na bazie mapy podkładowej (topograficznej), w szybkim tempie powstały liczne, komputerowe przedstawienia kartograficzne, ilustrujące warunki obiegu wody w zlewni. Opracowania te, z punktu widzenia sposobu prezentacji, można podzielić na dwie kategorie: mapy konwencjonalne i mapy dyskretyzowane, zaś ze względu na treść na: mapy wyjściowe i mapy wynikowe. Do pierwszej grupy należą m. in. wszelkiego rodzaju mapy izarytmiczne i kmtogramy tematyczne. Dość tu wymienić opracowania: rzeźby powierzchni zlewni (poziomice), głębokości występowania zwierciadła wód podziemnych (hydroizobaty), odległości od wody (ekwidystanty), przepuszczalności podłoża oraz mapę geomorfologiczną. Podstawą konstrukcji map dyskretyzowanych b.tł zastosowany podział zlewni na kwadraty o boku 250 m oraz przyjęcie zasady, iż w danym polu zmienność określonego zjawiska jest zaniedbywalnie mała. Powstał więc drugi zbiór map przedstawiających waloryzację zjawiska w poszczególnych polach siatki np.: nachylenie terenu, przepuszczalność podłoża (z zastosowaniem dwóch skal: ilościowej Bołdakowa i jakościowej - SCS) oraz głębokości do zwierciadła wód podziemnych. Bardzo użyteczną cechą wykorzystywanego pakietu jest możliwość tworzenia kolejnych warstw mapy. Umożliwia to z jednej strony " rozwarstwianie " każdego

3 32 przedstawienia, z drugiej zaś stwarza możliwość ich łączenia, bądź nakładania na siebie. Operacji tych można dokonać w przypadku większości mierzalnych i niemierzalnych cech środowiska geograficznego. Można zatem porównywać mapy konwencjonalne np. geologiczną i geomorfologiczną, czy też konwencjonalną mapę przepuszczalności z dyskretyzowaną, prezentującą głębokość do pierwszego poziomu wodonośnego. Zauważmy także, że dla każdego oczka nałożonej siatki można uzyskać wektor objaśniający podstawowe cechy środowiska geograficznego. Istnieje więc możliwość obliczania nowych charakterystyk, będących pochodnymi (wypadkowymi) własności pierwotnych. Można tu stosować dowolnie zdefiniowane algorytmy, zasady i konfiguracje zmiennych. W efekcie, uzyskuje się szereg nowych informacji o obszarze. Jest oczywiste, iż nowo wygenerowane zmienne mogą być także zaprezentowane w postaci kartograficznej (z kilku map wyjściowych powstaje wiejocechowa mapa wynikowa) lub wykorzystane do dalszych, podobnych, analiz. Dobrym przykładem jest tu mapa prezentująca zwaloryzowaną podatność terenu na formowanie się efektywnego odpływu bezpośredniego, skonstruowana w oparciu o zdyskretyzowane mapy: wodoprzepuszczalności, nachylenia terenu i mapę ekwidystant odległości od cieków.

4 UNIWERSYTET ŁÓDZKI PODYPLOMOWE STUDIUM KSZTAŁTOWANIA I OCHRONY ŚRODOWISKA PRACOWNIA ZRÓWNOWAŻONEGO ROZWOJU KATEDRA GEOLOGII, GEO SYNOPTYKI I ZRÓWNOWAŻONEGO ROZWOJU KOMISJA HYDROGRAFICZNA POLSKIEGO TOWARZY STWA GEOGRAFICZNEGO WYDZIAŁ OCHRONY ŚRODOW ISKA URZĘDU MIASTA ŁODZI WYDZIAŁ OCHRONY ŚRODOWISKA URZĘDU WOJEW ÓDZKIEGO W ŁODZI XI Ogólnopolska Konferencja Naukowa CHEMIZM OPADÓW ATMOSFERYCZNYCH WÓD POWIERZCHNIOWYCH I PODZIEMNYCH Łódź, XI 1999 UH Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego Łódź 1999

5 KOMITET ORGANIZACYJNY KONFERENCJI KIEROWNIK NAUKOWY SEKRETARZ NAUKOWY CZŁONKOWIE Janusz Burclwrd Maciej Ziułkiewicz Zbigniew Dembiński, Jan Diehl, Andrzej Drożdżyk, Andrzej T. Jankowski, Jacek Nalewajko, Jacek SiciJ1ski, Julian Sokołowski REDAKCJA MATERIAŁÓW Janusz Burchard, Maciej Ziułkiewicz Organizatorzy Konferencji składają podziękowanie za pomoc materialną Departamentowi Nauki i Szkolnictwa Wyższego MEN oraz Radzie Miejskiej Łodzi Wydanie publikacji dofinansowane przez Komitet Badań Naukowych Copyright by Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź 1999 Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego 1999 Wydanie I. Nakład egz. Ark. druk. 6,75. Papier kl. III, 80 g, 70x100 Zam. III /3180/99 Drukarnia Uniwersytetu Łódzkiego Łódź, ul. Pomorska 143 ISBN

6 SPIS TREŚCI l. INAUGURACJA XI Ogólnopolska Konferencja Naukowa nt.: " Chemizm opadów atmosferycznych, wód powierzchniowych i podziemnych " (Janusz Burchard) Janusz Burchard, Jacek Nalewajko - Edukacja środowiskowa na uniwersyteckich studiach podyplomowych w świetle założeń rozwoju lokalnego II. PROBLEMY OCHRONY ŚRODOWISKA REGIONU ŁÓDZKIEGO Zbigniew Dembiński, Andrzej Drożdżyk- Stan jakości wód Neru w kontekście postępu w dziedzinie gospodarki wodno-ściekowej ŁAM Zbigniew Dembiński, Andrzej Drożdżyk- Stan jakości wód Bzury w kontekście rozwiązań technicznych lat dziewięćdziesiątych Anna Trawczyńska -Wpływ zanieczyszczenia gleb aluwialnych doliny górnej Bzury na chemizm wód glebowo-gruntowych Wojciech Chruścielewski, Zbigniew Kamiński -Rad i radon w naturalnych ujęciach wód podziemnych regionu łódzkiego Maciej Ziułkiewicz-Wstępne wyniki badań pionowej strefowaści hydrochemicznej niecki łódzkiej na obszarze aglomeracji Łodzi Maciej Ziułkiewicz- Tł o hydrochemiczne wód źródlanych Parku Krajobrazowego Wzniesień Łódzkich i jego antropogeniczne anomalie Adam Bartnik, Paweł Jakie!- Wykorzystanie grafiki komputerowej do prezentacji i oceny warunków obiegu wody w malej zlewni w strefie podmiejskiej Łodzi III. ZANIECZYSZCZENIE POWIETRZA ATMOSFERYCZNEGO I CHEMIZM OPADÓW ATMOSFERYCZNYCH Ryszard Twarowski, Tomasz Gendalia - Ogólnopolski monitoring chemizmu opadów atmosferycznych i depozycji zanieczyszczeń do podłoża. Realizacja programu Ewa Terlecka, Stanisław Kaczmarski -Ocena zanieczyszczenia opadów atmosferycznych jonami fiuorkowymi na obszarze południowo-zachodniej Polski Magdalena Janek. Teresa Wawrzoniak - Zmiana chemizmu opadów w drzewostanach iglastych Puszczy Augustowskiej Anna Degórska. Tomasz Śnieżek - Badanie zmienności stężeń zanieczyszczeń powietrza w okresach opadowych i bezopadowych Wanda Wilczyńska-Michalik - Wpływ zanieczyszczenia opadów atmosferycznych na proces wietrzenia skał