Проекты

Описание инициативы (проектной идеи)

Актуальность и проблема требующие решения.
Существенное интенсивное загрязнение водных объектов является серьезной экологической проблемой для местных экосистем, особенно остро стоит проблема защиты среды обитания особо охраняемых видов рыб, птиц, животных. Проблеме в целом уделяется недостаточно внимания. Особенно проблема проявляется для участков рек, протекающих в черте городской агломерации. В отношении оценки состояния среды обитания (малых водных объектов) можно выделить следующие проблемы. 1. Традиционные методы мониторинга не позволяют создать карту загрязнений, а только определять состояние объекта на конкретных точках. 2. Существенной проблемой являются нелегальные неучтённые выпуски сточных вод, которые не контролируются природоохранными органами. Необходим их поиск, ликвидация и привлечение к ответственности лиц. 3. Малые водные объекты зачастую представляют собой территории труднодоступные для осуществления традиционного точечного мониторинга (отсутствие доступа к береговой линии, заросшие берега, малая глубина, низкая эффективность визуального осмотра и т.п.), а сам анализ малоинформативным в контексте нелегальных водосбросов. Решением проблемы может стать применение передовых технологий дистанционного мониторинга с применением БПЛА с мультиспектральной и тепловизионной полезной нагрузкой, позволяющие по спектральным данным оценить сплошное состояние водного объекта и установить нелегальные сбросы. При этом БПЛА превосходят спутники по разрешению при мониторинге малых водоёмов [1]. Литературный обзор показывает высокую эффективность мультиспектральных исследований для картирования хлорофилла, пятен нефтепродуктов, загрязнений азотом, фосфором, мутности, ХПК [2, 3], обнаружения шлейфов сбросов с температурной аномалией [4].
В данном проекте предлагается выбрать объектом исследования реку Тула - левый приток Оби в черте г. Новосибирска. Состояние водного объекта вызывает большую обеспокоенность со стороны Правительства Новосибирской области и считается одним из наиболее загрязненных. При этом проведенные ранее эколого-географические обследования при подготовке плана развития территории выявили редкие и исчезающие виды речных млекопитающих и плиц, связанных с рекой Тула.
Сохранение биологического разнообразия невозможно без контроля состояния воды и берегов, а действующие методы не покрывают акваторию детально.

План реализации проекта:
Этап 1. Приобретение и получение БПЛА с мультиспектральной камерой. и тепловизионного БПЛА, обучение операторов, получение разрешений.
Этап 2. Три сезонных цикла облётов реки Тула с мультиспектральной (не менее 5 каналов) и тепловизионной съемкой. Картирование температуры, выявление температурных аномалий и аномалий спектра. Отбор проб для точечного мониторинга и контроля работы и эффективности мультиспектральных камер. Создание карты загрязнений.
Этап 3. Сопоставление карт с лабораторными данными, выявление зон загрязнения и нелегальных водосбросов, Презентация для результатов партнеру – Министерству природных ресурсов и экологии Новосибирской области, представление результатов исследований в СМИ.

Результатом выполнения проекта является:
• Три цикла облётов реки Тула с построением спектральных и тепловых карт; установлены зоны загрязнения и нелегальные водосбросы (при их наличии);
• Разработана интерактивная карта с данными о качестве воды, температуре, местах обитания краснокнижных видов и координатами выявленных нелегальных сбросов;
• Аналитический отчёт, представленный Министерству экологии и природных ресурсов Новосибирской области; презенетации проектов в СМИ.
Ключевым результатом проекта станет Методика комплексного мониторинга малых водных объектов с применением БПЛА, верифицированная лабораторными данным. Такая методика будет тиражирована при наличии интереса со стороны профильных органов власти при анализе состояния воды других малых водных объектов.

Литература
1. Wasehun E. T. et al. // Environ. Monit. Assess. 2024. 196(3). 277.
2. Xiao Y. et al. // Remote Sensing. 2022. 14(14). 3272.
3. Barabanova E. A. et al. // J. Commun. Technol. Electron. 2023. 68(S3). S388.
4. Casas-Mulet R. et al. // Front. Environ. Sci. 2020. 8. 64.