<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Melioration and Water Management</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Melioration and Water Management</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Мелиорация и водное хозяйство</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">0235-2524</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">64744</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.32962/0235-2524-2022-5-30-32</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МЕЛИОРАЦИИ</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>SCIENTIFIC ENSURING MELIORATION</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МЕЛИОРАЦИИ</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">Ecological and geochemical state of water objects of the Ivankovskoe reservoi</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Эколого-геохимическое состояние водных объектов бассейна Иваньковского водохранилища</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Матвеев</surname>
       <given-names>Андрей Валерьевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Matveev</surname>
       <given-names>Andrey Valerievich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">ФГБНУ &quot;ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова&quot;</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">ФГБНУ &quot;ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова&quot;</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2023-08-01T00:00:00+03:00">
    <day>01</day>
    <month>08</month>
    <year>2023</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2023-08-01T00:00:00+03:00">
    <day>01</day>
    <month>08</month>
    <year>2023</year>
   </pub-date>
   <volume>2022</volume>
   <issue>5</issue>
   <fpage>30</fpage>
   <lpage>32</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://mivh.editorum.ru/en/nauka/article/64744/view">https://mivh.editorum.ru/en/nauka/article/64744/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>При реализации программ многолетнего экологического мониторинга возникает целый ряд проблем, связанных с хранением, поиском, обработкой, визуализацией полученных данных, представлением их в форме, интуитивно понятной как для специалистов, так и для рядовых пользователей. Накопленный объем исходных данных требует структурированного хранения, специального многофакторного анализа для выявления долговременных трендов и корреляционных зависимостей, оценки опасности и рисков возникновения возможных негативных явлений.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>When implementing long-term environmental monitoring programs, a number of problems arise related to the storage, search, processing, visualization of the data obtained, and their presentation in a form that is intuitively understandable for both specialists and ordinary users. The accumulated volume of initial data requires structured storage, special multivariate analysis to identify long-term trends and correlations, assess the danger and risks of possible negative phenomena.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>база данных</kwd>
    <kwd>ГИС-проект</kwd>
    <kwd>водные объекты</kwd>
    <kwd>экологический мониторинг</kwd>
    <kwd>картосхемы загрязнений</kwd>
    <kwd>тяжелые металлы</kwd>
    <kwd>донные отложения</kwd>
    <kwd>экологическая безопасность</kwd>
    <kwd>усиление техногенной нагрузки</kwd>
    <kwd>язык структурированных запросов</kwd>
    <kwd>сетевые технологии</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>database</kwd>
    <kwd>GIS project</kwd>
    <kwd>water objects</kwd>
    <kwd>environmental monitoring</kwd>
    <kwd>pollution maps</kwd>
    <kwd>heavy metals</kwd>
    <kwd>bottom sediments</kwd>
    <kwd>environmental safety</kwd>
    <kwd>increased technogenic load</kwd>
    <kwd>structured query language</kwd>
    <kwd>network technologies</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>ГИС-проект эколого-геохимического состояния водных объектов бассейна Иваньковского водохранилища представляет собой совокупность структурированных в виде SQL-таблиц данных о составе и концентрациях тяжелых металлов (кадмий, свинец, ртуть, цинк, хром, кобальт, никель, медь) и мышьяка в донных отложениях и геоинформационных слоев, включающих расположение точек отбора проб по годам и основных источников природных и техногенных опасностей с географической привязкой к местности. Определение уровня загрязнения и форм существования тяжелых металлов в донных отложениях позволяет [1]: •    оценить современный уровень загрязнения донных отложений и возможность ремобилизации из них тяжелых металлов с последующим вторичным загрязнением водной массы;•    выявить многолетнюю динамику содержания, миграции и трансформации тяжелых металлов и прогнозировать процессы самоочищения или вторичного загрязнения воды водохранилища в зависимости от меняющихся условий.•    на основании данных мониторинга (многолетних режимных наблюдений) осуществлять комплексную геоэкологическую оценку и районирование для рационального использования территории.Проект базируется на системном подходе, экспертных и аналитических оценках, современных методах сбора, хранения и анализа информации, включает подходы, разработанные сотрудниками отдела рекультивации и охраны земель ФГБНУ «ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова» ранее в рамках научно-исследовательских работ, выполненных по оценке различных (в том числе экологических) показателей и критериальных ограничений состояния техноприродных систем [2—4].База данных создана в СУБД MySQL 5.6.48 и состоит из 10 двухмерных таблиц, где непосредственно хранятся данные, и трех виртуальных таблиц (SQL-представлений), которые содержат выборку данных по годам для удобства работы в ГИС-проекте. Выполнено наполнение базы данных результатами проведенных сотрудниками отдела в 2020—2022 гг. полевых исследований и количественных химических анализов. Структура разработанной базы данных:•    archive — таблица предназначена для хранения отчетов НИР, статей, презентаций, монографий, диссертаций, патентов, посвященных исследованиям в пределах бассейна Иваньковского водохранилища;•    categories — информация о различных иерархических таксонах (категориях), выделенных по природно-техногенным признакам;•    greenzones — информация о природоохранных зонах (географические координаты, площадь, описание, фотографии);•    points — информация о местах отбора проб (номер точки отбора проб, географические координаты, описание, глубина, расстояние до источника загрязнения, уровень загрязнения, рассчитанный по методике игео-классов, фотография места) (рис. 1);•    redzones — информация об основных источниках загрязнения водных объектов, например Конаковская ГРЭС (географические координаты, площадь, описание, фотографии);•    roads —информация о прилегающих автомобильных дорогах и железнодорожных путях, которые являются источниками загрязнения водных объектов (географические координаты, описание, фотографии);• tm – данные о концентрациях тяжелых металлов и мышьяка в донных отложениях. Содержимое данной таблицы присоединяется к таблице points посредством SQL-оператора JOIN; • waterstorage – сведения об исследуемом объекте – Иваньковском водохранилище и малых реках (географические координаты, площадь участка, описание, фотографии); • service_correlation – вспомогательная таблица, которая предназначена для хранения значений корреляционной зависимости между концентрациями тяжелых металлов и расстоянием до основного источника загрязнения (задел для будущих исследований); • service_distance – вспомогательная таблица, которая предназначена для хранения значений расстояний между точками отбора проб и источниками загрязнения.Points_2020, points_2021, points_2022 – виртуальные таблицы с выборкой данных о местах отбора проб и концентрациях тяжелых металлов и мышьяка в 2020, 2021 и 2022 г.ГИС-проект создан в свободно распространяемой многоплатформенной геоинформационной системе QGIS 3.18, которая поддерживает большое количество векторных и растровых форматов и баз данных (в том числе MySQL), а также имеет богатый набор встроенных инструментов. QGIS разработана на архитектуре с поддержкой различных модулей, что позволяет добавлять в проект множество новых возможностей или функций: от геокодирования до упрощения геометрии, интеграции с картографическими веб-сервисами и 3D-моделирования ландшафта.На данный момент ГИС-проект расширен внешними модулями QuickMapServices, Coutour plugin, NumericalDigitize и Calculate Geometry, предоставляющими дополнительные возможности для работы с картографическими подложками, точечными, линейными и полигональными пространственными объектами.ГИС-проект обеспечивает отображение картосхем загрязнения донных отложений тяжелыми металлами и мышьяком в разных масштабах; послойное представление информации; отображение атрибутивной информации о точках отбора проб и источниках загрязнения, которая содержится в связанных SQL-таблицах (рис. 2).При помощи функции Действия и гиперссылок обеспечена возможность подключения облачного хранилища данных (например, Nextcloud) с фото и видеоматериалами и платформы Wiki для организации вспомогательной базы знаний.При формировании SQL-запроса к базе данных из ГИС-проекта для полей  с величинами концентраций тяжелых металлов возможно использовать знаки «меньше», «меньше, либо равно», «равно», «больше, либо равно», «больше», а также логические операторы. Например, необходимо отобразить точки отбора проб 2021 г., где концентрация цинка составляет более 500 мг/кг и одновременно в этих же пунктах концентрация мышьяка составляет более 40 мг/кг. На новом виртуальном ГИС-слое выводятся записи из базы данных, соответствующие искомым критериям, в данном случае 4 точки отбора проб с географической привязкой и желтым маркером для удобства восприятия (рис. 3). В атрибутивной таблице слоя можно выполнять фильтрацию данных и сортировку в возрастающем и убывающем порядке. Разработанные база данных и ГИС-проект служат удобным инструментом для накопления, хранения, систематизации, поиска, анализа и визуализации данных, оценки изменения химического состава донных отложений в условиях усиления техногенной нагрузки, при этом обладают гибкостью и расширяемостью: можно детализировать информацию об объектах исследований, расширить число тяжелых металлов, добавить химический состав воды, интегрировать статистическую обработку данных с помощью программной среды вычислений R, усовершенствовать критерии поиска данных и т. д.Создание данного ГИС-проекта является первым шагом в обеспечении открытости и доступности экологической информации о состоянии бассейна Иваньковского водохранилища, а также одним из этапов разработки информационной технологии эколого-геохимического мониторинга земель и водных объектов бассейна и водосборной территории Верхней Волги с учетом усовершенствованных принципов ведения мониторинга. В перспективе планируется дополнить данный ГИС-проект различными блоками обработки и визуализации первичных данных и создать веб-ГИС-портал с различным уровнем доступа к информации для разных категорий пользователей: лиц, принимающих решения в управленческих структурах, научных сотрудников, студентов и аспирантов, населения и т. д.База данных и ГИС-проект могут быть использованы для проведения научных исследований, применяться в природоохранной, градостроительной и рыбохозяйственной деятельности, для оценки экологического состояния водных объектов бассейна Иваньковского водохранилища, для определения возможного ущерба водным экосистемам, для обучения студентов и аспирантов вузов сельскохозяйственного и геоэкологического профиля, повышения квалификации научного персонала и специалистов, а также в качестве ключевых компонентов соответствующей системы поддержки принятия управленческих решений [5].В июле 2022 г. получено свидетельство (в соавторстве) о государственной регистрации базы данных «Техногенное загрязнение донных отложений водных объектов бассейна Иваньковского водохранилища» (№ 2022621871)</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Корженевский Б.И., Толкачёв Г.Ю., Коломийцев Н.В. Мониторинг тяжелых металлов и мышьяка в донных отложениях водных объектов // Мелиорация и водное хозяйство. 2019. № 5. С. 53-56.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Korzhenevsky B.I., Tolkachev G.Yu., Kolomiytsev N.V. Monitoring of heavy metals and arsenic in bottom sediments of water bodies // Melioration and water management. 2019. No. 5. P. 53-56.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Особенности загрязнения донных отложений малых рек тяжелыми металлами в результате различной хозяйственной деятельности / Б.И. Корженевский, Г.Ю. Толкачев, Н.В. Коломийцев, Т.А. Ильина // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование., 2021. № 3(63). С. 415-426.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Features of pollution of bottom sediments of small rivers with heavy metals as a result of various economic activities / B.I. Korzhenevsky, G.Yu. Tolkachev, N.V. Kolomiytsev, T.A. Ilyina // News of the Nizhnevolzhsky agrouniversity complex: Science and higher professional education. 2021. No. 3(63). S. 415-426.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Толкачев Г.Ю., Корженевский Б.И. Специальные наблюдения в системе мониторинга загрязнения донных отложений водных объектов тяжелыми металлами // Международный технико-экономический журнал. 2020. № 1. С. 29-36.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Tolkachev G.Yu., Korzhenevsky B.I. Special observations in the monitoring system of pollution of bottom sediments of water bodies with heavy metals // International Technical and Economic Journal. 2020. No. 1. P. 29-36.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Корженевский Б.И., Матвеев А.В. Принципы мониторинга водных объектов на основании изучения деградационных процессов // Сельский механизатор. 2020. № 2. С. 10 11.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Korzhenevsky B.I., Matveev A.V. Principles of monitoring water bodies based on the study of degradation processes // Selsky mekhanizator. 2020. No. 2. P. 10-11.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Коломийцев Н.В., Корженевский Б.И., Матвеев А.В. Принципы мониторинга водных объектов и современные подходы информационного обеспечения принятия решений в условиях техногенной нагрузки // Научно-методическое обеспечение развития мелиоративно-водохозяйственного комплекса: сборник научных трудов. М.: ВНИИГиМ, 2020. С. 349-358.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kolomiytsev N.V., Korzhenevsky B.I., Matveev A.V. Principles of monitoring water bodies and modern approaches to information support for decision-making in conditions of technogenic load // Scientific and methodological support for the development of reclamation and water management complex: collection of scientific works. M.: VNIIGiM, 2020.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
