Determining local wetness conditions within the mined lands using GIS

Abstract

Purpose. To provide methodologically determining local wetness conditions within Kryvbas mined lands taking into consideration the surface structure and using geoinformation technologies. Surface structure is the determinative factor effecting local changes in the soil humidification. Methods. The proposed simplified model of local wetness relies upon correction of potential evaporation value with the allowance for topography as well as consideration of precipitation only as a dampness source. Use of spatial analysis methods in terms of geoinformation systems (GIS) will help identify changes in the surface structure of the mined lands and adequate correction of potential evaporation values. Findings. Linear dependence between the ratios of potential evaporation within the northern and southern slopes, varying in steepness, to potential evaporation from a horizontal surface (according to the data by E.N. Romanova) and the geometrization slope index for steppe Ukrainian zone has been identified. Moreover, the simplified model of local wetness has helped perform 0.54-1.65 times specification of regional humidity coefficient within the northeast part of technogenic landscape protected area Vizyrka. Originality. Consideration of structural surface complexity, stipulated by steepness of the slopes and their direction, provides correction of potential evaporation values as well as adequate quantitative determination of local wetness conditions within the mined lands using GIS. It has been defined that the geometrization slope index needs extra correction in terms of the determined potential evaporation values from the slopes having different directions and inclinations. Practical implications. The proposed approach makes it possible to zone a mine-take territory in terms of potential local surface damping in GIS environment which provides the substantiated selection of prospecting site to introduce plants within the disturbed lands.

Мета. Методичне забезпечення визначення локальних умов зволоження на порушених гірничими роботами землях Кривбасу із врахуванням будови поверхні з використанням геоінформаційних технологій. Саме будова поверхні є визначальним фактором, який впливає на відмінності у зволоженні ґрунту на локальному рівні. Методика. Спрощена модель локального зволоження, що була запропонована, спирається на коригування значення випаровуваності із поправкою на рельєф та врахуванні в якості джерела надходження вологи тільки атмосферних опадів. Використання методів просторового аналізу в геоінформаційних системах (ГІС) забезпечить виявлення відмінностей у будові поверхні порушених земель та відповідне коригування значень випаровуваності. Результати. Виявлено лінійну залежність між відношенням випаровуваності на північних та південних схилах різної стрім-кості до випаровуваності з горизонтальної поверхні (за О.Н. Романовою) та геометризаційним індексом схилу для степової зони України. Також на основі спрощеної моделі локального зволоження було уточнено регіональний коефіцієнт зволоження для локальних умов в 0.54-1.65 рази в межах північно-східної частини техногенного ландшафтного заказника “Візирка”. Наукова новизна. Врахування складності будови поверхні через стрімкість та експозицію схилів забезпечує коригування значень випаровуваності та відповідного кількісного визначення локальних умов зволоження на порушених землях із використанням ГІС. Встановлено, що геометризаційний індекс схилу потребує додаткового коригування за відомими значеннями випаровуваності зі схилів різної експозиції та нахилу. Практична значимість. Запропонований підхід дозволяє виконати зонування території гірничого відводу за потенційним локальним зволоженням поверхні в середовищі ГІС, що забезпечує обґрунтований вибір перспективних ділянок для інтродукції рослин на порушених землях.

Цель. Методическое обеспечение определения локальных условий увлажнения на нарушенных горными работами землях Кривбасса с учетом строения поверхности с использованием геоинформационных технологий. Именно строение поверхности является определяющим фактором, который влияет на отличия в увлажнении почвы на локальном уровне. Методика. Упрощенная модель локального увлажнения, которая была предложена, основывается на корректировке значения испаряемости с поправкой на рельеф и учете в качестве источника поступления влаги только атмосферных осадков. Использование методов пространственного анализа в геоинформационных системах (ГИС) обеспечит выявление отличий в строении поверхности нарушенных земель и корректировку значений испаряемости соответственно. Результаты. Выявлено линейную зависимость между отношением испаряемости на северных и южных склонах разной крутизны к испаряемости с горизонтальной поверхности (по Е.Н. Романовой) и геометризационным индексом склона для степной зоны Украины. Также на основе упрощенной модели локального увлажнения был уточнен региональный коэффициент увлажнения для локальных условий в 0.54-1.65 раза в пределах северо-восточной части техногенного ландшафтного заказника “Визирка”. Научная новизна. Учет сложности строения поверхности через крутизну и экспозицию склонов обеспечивает корректировку значений испаряемости и соответствующего количественного определения локальных условий увлажнения на нарушенных землях c использованием ГИС. Установлено, что геометризационный индекс склона требует дополнительной корректировки по известным значениям испаряемости со склонов разной экспозиции и наклона. Практическая значимость. Предлагаемый подход позволяет выполнить зонирование территории горного отвода по потенциальному локальному увлажнению поверхности в среде ГИС, что обеспечивает обоснованный выбор перспективных участков для интродукции растений на нарушенных землях.