Геоінформаційний моніторинг полігонів твердих побутових відходів

Abstract

Дисертаційна робота присвячена обгрунтуванню теоретико-методичних засад проведення геоінформаційного моніторингу територій розміщення відходів функціонуючих урбосистем та її апробація на прикладі Львівського міського полігону ТПВ. Розроблено комплексний підхід до ведення геоінформаційного моніторингу таких об’єктів, що охоплює всі періоди функціонування полігону ТПВ. У дисертаційній роботі розроблено класифікацію методів і способів отримання даних для визначення площ та об’ємів об’єктів розміщення відходів. Геоінформаційний моніторинг об’єктів розміщення відходів відповідно до періодів їх життєвих циклів включає такі види моніторингу: ретроспективно-географічний аналіз архівних картографічних матеріалів, моніторинг складування ТПВ, температурних режимів, утворення біогазу та фільтрату; моніторинг просторового зміщення тіла полігону; екологічний моніторинг. Розроблено технологію проведення геоінформаційного моніторингу динаміки функціонування ЛМП ТПВ, яка передбачає застосування комплексного підходу з використанням архівних аеро- та картографічних матеріалів. Розроблено та апробовано універсальну методику визначення об’єму об’єктів розміщення відходів з використанням архівних картографічних матеріалів і матеріалів знімань БПЛА. Розрозроблено методику оцінки точності обчислення об’єму тіла полігону та ярів за квадратурними формулами. Розроблено технологію геодезичного моніторингу зсувонебезпечних ділянок об’єктів розміщення відходів. Диссертация посвящена обоснованию теоретико-методических основ проведения геоинформационного мониторинга территорий размещения отходов функционирующих урбосистем и ее апробация на примере Львовского городского полигона твердых бытовых отходов (ТБО). Разработан комплексный подход к ведению геоинформационного мониторинга таких объектов, который охватывает все периоды функционирования полигона ТБО. В диссертационной работе разработана классификация методов и способов получения данных для определения площадей и объемов объектов размещения отходов. Геоинформационный мониторинг объектов размещения отходов в соответствии с периодами их жизненных циклов включает следующие виды мониторинга: ретроспективно-географический анализ архивных картографических материалов, мониторинг складирования ТБО, температурных режимов, образования биогаза и фильтрата; мониторинг пространственного смещения тела полигона; экологический мониторинг. Разработана технология проведения геоинформа-ционного мониторинга динамики функционирования ЛГП ТБО, которая предусматривает применение комплексного подхода с использованием архивных аэро- и картографических материалов. Разработана и апробирована универсальная методика определения объема объектов размещения отходов с использованием архивных картографических материалов и материалов съемок БПЛА. Разработано методику оценки точности вычисления объема тела полигона и оврагов по квадратурных формулах. Разработана технология геодезического мониторинга оползневых участков объектов размещения отходов. The thesis is devoted to the substantiation of the theoretical and methodological foundations for conducting geoinformational monitoring of waste disposal sites of functioning urban systems and its approbation on the example of the Lviv city MSW landfill site. An integrated approach to the maintenance of geoinformational monitoring of such objects has been developed, covering all periods of the functioning of the MSW landfill. A classification of ways and methods for obtaining data to determine the areas and volumes of waste disposal facilities was developed. It has been established that the most effective means for analyzing, managing, and planning activities in the field of waste management is the use of GIS technologies. The main directions of modern technologies application to achieve the effective use and management of waste disposal facilities were identified. Geoinformational monitoring of waste disposal facilities in accordance with the periods of their life cycles includes the following types of monitoring: a retrospective-geographical analysis of archival cartographic materials, monitoring of MSW storage, temperature regimes, formation of biogas and filtrate; monitoring the spatial displacement of the landfill body; ecology monitoring (air, surface and groundwater, noise load, operational reliability of structures, soil and plants, public health status). For each type of monitoring, objectives, goals and means of implementation were formulated. Presents a general description and history of the operation of the Lviv city MSW landfill. Technology was developed for conducting geo-information monitoring of the dynamics of the operation of LCL, which provides for the application of an integrated approach using archival aero- and cartographic materials. Studies of archival cartographic materials on the territory of LCL from the beginning of the twentieth century to 2006 were carried out. The initial surface relief of LCL was modeled on the basis of a topographic map on 1:25 000 scale in 1957. Interpretation of cartographic materials was carried out, which allowed to determine chronologically the areas of waste storage sites from 1972 to 2006 as well as the volumes of LCL wastes for 1988 and 2006. Recommendations on conducting a retrospective-geographical analysis of the parameters of waste disposal facilities with using archival aero- and cartographic materials were processed. Highlights the implementation of a set of works on aerial survey and photogrammetric processing of its materials to obtain modern geospatial information about the landfill. A universal method for determining the volume of waste disposal facilities using archival cartographic materials and UAV survey materials was developed and tested, which includes the following steps: planning and aerial survey, calculating the mean square error of determining the points’ coordinates from aerial survey with UAV, planned-altitude reference for aerial surveys materials, creating an orthophotomap and DTM. The technology for creating a topographic plan using a combined method in emergency situations (fire, displacement, etc.) was improved. Technique was developed for estimating the accuracy of calculating the volume of a landfill body and ravines using a quadrature formula. Recommendations were prepared for monitoring in the active period of the operation of MSW landfills. Presents the results of conducting trial measurements by remote and contact methods. It was established that the use of a robotic total station in the reflex-free mode is an effective tool for observing processes in landslide- hazardous areas. The technology of geodetic monitoring of landslide areas of waste disposal facilities was developed. During June 2016 - December 2017, 14 monitoring cycles were performed, the absence of critical movements was recorded, and the results were used to eliminate and prevent further emergency situations. Using of this technology is a justified means for collecting geospatial information over long distances (1 200 m) in difficult meteorological conditions and, most importantly, it is safe from the point of view of occupational safety in the event of a risk of re-landslide. Recommendations were developed for monitoring the spatial displacement of landfill body and environmental monitoring.