Príklady využitia GISu v hydrogeológii

Mgr. David Krčmář
Univerzita Komenského
Katedra hydrogeológie, Mlynská dolina G-115
842 15 Bratislava
tel.: +4217-796565, fax: +4217-728867
e-mail: dave@hp01.fns.uniba.sk

Aplikácie v hydrogeológii

Jedným z príkladov vhodnosti použitia GISu je tvorba tzv. tematických máp, kde pomocou farby, šrafúry alebo značky je možné zobraziť priestorové rozšírenie určitého fenoménu. Ďalej možno využiť rôzne typy grafov (kruhový, stĺpcový), či rozdielnu hustotu bodov (Zatroch, 1995). Je to napríklad vhodné pri vyhodnocovaní analýz kvality vody, kedy je možné okamžite priestorovo kontrolovať parametre odoberaných vzoriek vody.

Tento postup bol použitý pri tvorbe mapy kvality povrchových a podzemných vôd Liptovskej kotliny (Krčmář at. al., 1997). Kvalitatívne vlastnosti podzemných a povrchových vôd sa vyjadrujú triedami kvality prírodných vôd. Triedy kvality prírodných vôd vychádzajú z porovnania jednotlivých analýz podzemných a povrchových vôd voči definovaným kritériám. Definovaných je osem tried kvality podzemných vôd a päť tried kvality povrchových vôd. Ich kombináciou je možné vytvoriť až 40 tried kvality prírodných vôd (Rapant et. al., 1994). Pri samotnom riešení boli jednotlivé body odberov vzoriek vôd prepojené s databázou, ktorá obsahovala chemický rozbor vody. Následne podľa metodiky bola miestam odberov priradená trieda kvality prírodnej vody. Každej triede bola priradená charakteristická farba a bola vytvorená mapa, na ktorej bolo jasne viditeľné priestorové rozmiestnenie tried kvality vody. Mapa triedy kvality prírodných vôd bola spojená s mapou geológie, s mapou sídiel a komunikácií (potencionálny zdroj znečistenia) a mapou plošných zdrojov znečistenia (družstvá, skládky,...) za účelom vyhodnotenia vplyvu geogénnych a antropogénnych faktorov na chemickom zložení a kvalitatívnych vlastnostiach prírodných vôd. Pomocou priestorového zobrazenia týchto informácií bolo jednoduché analyzovať a vyhodnotiť genézu daného zloženia vzoriek vôd. Výsledkom bola samotná mapa kvality povrchových a podzemných vôd Liptovskej kotliny.

Veľmi užitočné je možnosť prepojenia GISu s modelovacími a databázovými nástrojmi na riešenie hydrogeologických a hydrologických problémov. Jedným z príkladov je DLIS (Danubian Lowland Informational System), ktorý bol vytvorený pri riešení projektu PHARE - "Danubian Lowland - Ground Water Model". DLIS vychádza z dvoch programových zdrojov, INFORMIXu - relačnej databázy a Arc/Info - GISovského programu. DLIS slúži ako prostriedok na prípravu podkladov a prezentáciu výsledkov modelovacích programov MIKE SHE a MIKE 11.

Všetky nepriestorové dáta - atribúty sú uložené v INFORMIXe a všetky priestorové dáta v Arc/Infe. Nepriestorové dáta sú dáta, ktoré majú vzťah k určitému miestu na povrchu zeme. Sú to napríklad hodnoty úrovne hladín povrchových alebo podzemných vôd, koncentrácie sledovaných prvkov vo vodách, hodnoty prietokov vo vodných tokoch, ... Sú to tiež údaje o pôdnych horizontoch, koeficientoch filtrácie, ale aj napríklad názovy a adresy organizácií vlastniace čerpacie a odberové vrty, ...

Priestorové dáta uložené v Arc/Infe sú napríklad topografia, geologické hranice, rozvodnice, vodné toky, prípadne čerpacie a pozorovacie studne, miesta odberov, ... V rámci DLISu je vytvorené prostredie ktoré umožňuje výmenu a prezentáciu dát z programov MIKE SHE a MIKE 11. Takto priamo v DLISe môže byť vytvorené vstupné rastre pre MIKE SHE a naopak v DLISe môžu byť zobrazené výsledky modelovania z MIKE SHE. Takisto priečne profily riek môžu byť priamo importované z DLISu do MIKE 11 (Danubian Lowland - Ground Water Model, 1995).

Pri samotnom modelovaní prúdenia povrchových a podzemných vôd je možné využiť GIS v nasledujúcich etapách modelovacieho postupu:

Ako vidno GIS sa dá uplatniť takmer v každej fáze modelovacieho postupu. Veľká výhoda je v možnosti okamžitého zobrazenia vstupných, či výstupných veličín a následne možnosť ich ľahkej kontroly a ďalšej analýzy.

GIS je výborný analytický a modelovací nástroj. Tieto možnosti boli použité pri riešení hydrologických problémov a to riešenie priestorovej analýzy zmien podzemného odtoku zo slovenských povodí, kedy pomocou matematických operácií na rastrových vrstvách boli vytvorené mapy zmien (rozdelenia) podzemného odtoku.

Záver

Ako vidno GIS ako mladé odvetvie sa stáva veľmi populárnym prostriedkom na riešenie mnohých vedeckých problémov. Tento nástroj je vhodný nielen na prezentáciu, ale aj analýzu výsledkov výskumných úloh. Je dobré, že tento produkt sa začal používať aj na Katedre hydrogeológie na riešenie mnohých výskumných úloh a najmä pri pedagogickom procese, kedy sa významnou mierou zvyšuje odborný rast a schopnosti mladých vedeckých pracovníkov.

LITERATÚRA