Использование ГИС в мониторинге подземных вод

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГИС В МОНИТОРИНГЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
ПРОМЫШЛЕННОЙ ЗОНЫ СХК
Зыков А.И.
ФГУП «Сибирский химический комбинат», г. Северск
В настоящей работе рассматривается геоинформационная
система, предназначенная для автоматизации сбора, хранения, анализа
и обработки информации, получаемой в процессе мониторинга
подземных вод промышленной зоны СХК. ГИС мониторинга
представляет собой совокупность технических
и программных
средств, используемых для оценки состояния подземных вод по
количественным и качественным показателям.
Основные функции информационной системы:
- сбор и накопление данных в первичном и обобщенном виде;
- отображение информации в виде таблиц и диаграмм;
- поиск и выборка данных по запросам пользователя;
- импорт/экспорт данных для взаимодействия с другими системами.
Виды обрабатываемой информации:
- Гидродинамическая (уровни пластовой жидкости в контрольных и
наблюдательных скважинах; динамика изменения уровня
пластовой жидкости в стволе наблюдательной скважины при
проведении откачки во время регламентного геохимического
опробования).
- Гидрогеохимическая (данные полевых и лабораторных химических
анализов проб пластовой жидкости из контрольных и
наблюдательных скважин).
- Геофизическая
(результаты
гамма-,
термо-,
электро-,
видеокаротажа, акустической цементометрии, электромагнитной
дефектоскопии, комплекса наземных геофизических методов).
Структура ГИС определяется информационными потоками и
функциональным составом информационной системы.
Основу ГИС мониторинга составляет геоинформационная база
данных, реализованная в архитектуре клиент-сервер на базе СУБД
Microsoft Access 2000, обеспечивающая централизованное хранение
разнородной информации и одновременный доступ к ней нескольких
пользователей. СУБД обеспечивает надежное хранение, поддержание
целостности и непротиворечивости данных, ввод, редактирование,
эффективный поиск и выборку необходимых данных по запросам
пользователя.
Данные
гидродинамического
контроля
Данные
гидрогеохимического
контроля
Данные
геофизического
контроля
Предварительная обработка
Информация о
скважинах и
справочные
данные
База данных
Архив
Анализ, интерпретация, моделирование
Отчётные
материалы
Рис.1. Информационные потоки ГИС мониторинга
Предварительная обработка данных заключается в пересчете
показаний приборов в физические величины и учете калибровок,
коррекции привязки данных по глубине. При ручном вводе данных
выполняется входной контроль на непротиворечивость с уже
имеющимися данными и отсутствие ошибок ввода. Используется
визуализация данных в виде таблиц и графиков.
Рис.2. Выбор гидродинамических данных
Хранение информации производится как в таблицах
реляционной базы данных, так и в виде набора файлов различного
формата, организованных структурой папок. Централизованно
хранится вся информация о скважинах и других объектах наблюдения
(расположение, назначение, состояние, конструкция, литология);
первичная и обработанная фактографическая информация (уровни
пластовой жидкости, данные опытно-фильтрационных работ и
химических анализов проб, данные геофизических исследований);
справочные и вспомогательные данные и документация.
Использование реляционной СУБД промышленного стандарта
обеспечивает возможность интеграции с другими приложениями в
рамках информационной системы и позволяет разграничить права
пользователей на доступ к данным.
Для обработки и анализа информации используется пакеты,
поставленные в составе регистрирующих комплексов или
предназначенные для решения узкого круга задач:
- регистрации, обработки и визуализации данных;
- статистической обработки данных;
- пространственного анализа и представления данных;
- гидрогеологического, геохимического и геофизического
моделирования.
Рис.3. Выбор данных и статистическая обработка
Решаются следующие расчётно-аналитические задачи:
- построение временных графиков изменения уровня
гидродинамической поверхности вскрываемого скважиной горизонта
в точке наблюдения;
- выбор данных для построения гидродинамических
поверхностей горизонтов на заданный момент времени;
- выбор данных для построения временных графиков изменения
концентраций анализируемых элементов во вскрываемом скважиной
горизонте в точке наблюдения;
выбор
данных
для
построения
поэлементных
гидрогеохимических карт горизонтов на заданный момент времени;
- построение графиков падения уровня в скважине в процессе
откачки, сравнение полученной кривой изменения уровня с кривыми,
полученными при обработке предыдущих откачек;
- оценка состояния прифильтровой зоны наблюдательной
скважины и оценки гидродинамических свойств водоносного
горизонта; выявление тенденций в изменении состояния
прифильтровой зоны в процессе эксплуатации скважины;
- корректировка каротажных кривых по глубинам и меткам;
- привязка каротажных кривых к литологии и конструкции;
- уточнение литологии по данным каротажа;
- сравнение каротажных кривых, полученных в разное время;
- визуальная и параметрическая оценка технического состояния
элементов конструкции скважины;
- обработка и интерпретация данных акустической
цементометрии и электромагнитной дефектоскопии;
- метрологическая обработка данных, учёт калибровок
приборов, перевод условных единиц измерения в физические
величины;
- выбор данных для построения карт геофизических полей.
Для подготовки исходных данных для моделирования,
обработки или представления в специализированных программных
пакетах используются стандартные форматы файлов обмена или
конвертеры собственной разработки.
Представленная геоинформационная система позволяет решать
значительное
число
задач
информационного
обеспечения
мониторинга подземных вод: сбор, хранение, анализ и обработка
больших объемов разнородных данных; оперативный доступ и
визуализацию информации; быструю и качественную подготовку
отчетных материалов. Благодаря модульной организации ГИС
допускает независимую модернизацию блоков и расширение
функциональности.
Список литературы
1. Ананьев Ю.С. Геоинформационные системы. Томск: Издательство
ТПУ, 2003 - 23с.
2. Марков Б.Л. Организация данных в системах мониторинга.//
Высокопроизводительные
вычислительные
системы
и
микропроцессоры. Сборник научных трудов ИМВС РАН за 2000г. М., 2000.
3. Прохоров А. Временной ряд как объект хранения в СУБД. // Доклад
конференции "Корпоративные базы данных 2001". Центр
информационных
технологий,
2001.
http://www.citforum.ru/
database/
4. Марков Б.Л. Проектирование систем регистрации и анализа
данных.
//
Центр
информационных
технологий,
2002.
http://www.citforum.ru/ database/
5. Вопросы интеграции информационных ресурсов нефтяной
компании на основе ГИС-технологий. // ArcReview, №4, 2001.
http://www.dataplus.ru/arcrev/
6. Бондарик Г.К., Ярг Л.А. Природно-технические системы и их
мониторинг// Инженерная геология, 1990. № 5.