ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ АЭРОФОТОСЪЕМКИ, ПОЛУЧЕННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДАННЫХ БПЛА, ДЛЯ ОЦЕНКИ ОСТАТОЧНОЙ ЕМКОСТИ ПОЛИГОНА ОТХОДОВ НА ПРИМЕРЕ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН
Ключевые слова:
дистанционный мониторинг, беспилотный летательный аппарат, цифровая модель рельефа, полигон отходов, остаточная емкость
Аннотация
В работе на примере полигона твердых коммунальных отходов (ТКО), располагающегося на территории Республики Татарстан, произведена оценка остаточной емкости. Для решения поставленной задачи были использованы современные методы высокоточной трехмерной реконструкции на основе съемки с беспилотного летательного аппарата DJI Phantom 4, оснащенного приемником глобальной спутниковой навигационной системы (ГНСС-приемник). В результате приведения проектных данных и данных натурных обследований в одну систему координат и высот, реконструкции проектных подземной и наземной части захоронения ТКО расcчитаны разности моделей и остаточная емкость полигона. По состоянию на июль 2020 г. остаточная вместимость исследуемого полигона составляет 41,2 % от проектной вместимости, что позволяет продолжать эксплуатировать данный объект размещения отходов. Предложенный подход позволяет быстро и качественно осуществлять активный мониторинг инженерного сооружения. Примененный метод позволяет получить объективные данные текущего фактического состояния полигона отходов, это позволит минимизировать негативные последствия воздействия на окружающую среду и спрогнозировать выход на проектную емкость гораздо точнее.
Литература
1. De F.B., Chanton J.P., Barlaz M.A. Measurement of carbon storage in landfills from the biogenic carbon content of excavated waste samples // Waste Management. 2013. No. 33 (10). Р. 2001-2005.
2. Scheutz C., Samuelsson J., Fredenslund A.M., Kjeldsen P. Quantification of multiple methane emission sources at landfills using a double tracer technique // Waste Management, 2011. No. 31 (5). Р. 1009-1017.
3. White J.K., Beaven R.P. Developments to a landfill processes model following its application to two landfill modelling challenges // Waste Management. 2013. No. 33 (10). pp. 1969-1981.
4. Kuryntseva P., Galitskaya P., Selivanovskaya S. Changes in the ecological properties of organic wastes during their biological treatment // Waste Management. 2016. No. 58. Р. 90-97.
5. Galitskaya P., S Selivanovskaya S., Gumerova R., Zvereva P., Shafigullin B., Akhmetzyanova L. Improving the efficiency of municipal organic waste recycling // Materials of the VI Interregional Scientific and Practical Conference "Industrial Ecology and Safety", 2011. pp. 80-87.
6. Мирный А.Н., Мурашов В.Е., Корецкий В.Е. Государственное управление отходами в рамках концепции устойчивого развития / под ред. А.Н. Мирного. М.: Академия коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова. 2012. 351 с.
7. Hussein M., Yoneda K., Mohd-Zaki Z., Amir A., Othman N. Heavy metals in leachate, impacted soils and natural soils of different landfills in Malaysia: An alarming threat // Chemosphere. 2021. No. 267. Р. 1-19.
8. Zhan L.T., Chen Y.M., Ling W.A. Shear strength characterization of municipal solid waste at the Suzhou landfill, China // Engineering Geology. 2008. No. 97 (3). P. 97-111.
9. Chen Y.M., Zhan L.T., Wei H.Y., Ke H. Aging and compressibility of municipal solid wastes // Waste Management. 2009. No. 29 (1). Р. 86-95.
10. Bareither C.A., Benson C.H., Edil T.B. Compression behavior of municipal solid waste: immediate compression // J. of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 2012. No. 138 (9). P. 1047-1062.
11. Fei X.C., Zekkos D. Factors influencing long-term settlement of municipal solid waste in laboratory bioreactor landfill simulators // Journal of Hazardous, Toxic, Radioactive Waste. 2013. № 17 (4). Р. 259-271.
12. Hunte C., Hettiaratchi P., Meegoda J.N., Hettiarachchi C.H. Settlement of bioreactor landfills during filling operation // Geoenvironmental Engineering. 2007. Р. 1-10.
13. Wall D.K., Zeiss C. Municipal landfill biodegradation and settlement // J. Environ. Eng. 1995. No. 121 (3). P. 214-224.
14. Ling H.I., Leshchinsky D., Mohri Y., Kawabata T. Estimation of municipal solid waste landfill settlement // Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 1998. № 124 (1). Р. 21-28.
15. Van Geel P.J., Murray K.E. Simulating settlement during waste placement at a landfill with waste lifts placed under frozen conditions // Waste Management. 2015. № 46. P. 352-361.
16. Kollikkathara N., Feng H., Yu D. A system dynamic modeling approach for evaluating municipal solid waste generation, landfill capacity and related cost management issues // Waste Management. 2010. № 30(11). Р. 2194-2203.
17. Intharathirat R., Salam P.A., Kumar S., Untong A. Forecasting of municipal solid waste quantity in a developing country using multivariate grey models // Waste Management. 2015. № 39. Р. 3-14.
18. Babu G., Kumar S., Reddy K.R. Approach for the Use of MSW Settlement Predictions in the Assessment of Landfill Capacity Based on Reliability Analysis // Waste Management. 2013. № 33(10): Р.2029-34.
19. Gao W., Xu W., Bian X., Chen Y. A practical approach for calculating the settlement and storage capacity of landfills based on the space and time discretization of the landfilling process // Waste Management, 2017. No. 69. Р. 202-214.
20. Висков М.В. Изменение емкости массива захоронения отходов в процессе эксплуатации объектов захоронения твердых коммунальных отходов // Вестн. ПНИПУ. Прикладная экология. Урбанистика. 2020. № 1. С. 126-134.
21. Esposito G.F., Matano M. Sacchi. Detection and Geometrical Characterization of a Buried Landfill Site by Integrating Land Use Historical Analysis, Digital Photogrammetry and Airborne Lidar Data // Geosciences. 2018. Vol. 8, no. 9. P. 348.
22. Yermolaev O.P., Usmanov B.M., Mishanina O.E., Khisamutdinova E.V. Basin approach to evaluation of human impact on the environment in oil production regions // Neftyanoe Khozyaistvo - Oil Industry. 2014. (12). P. 156-160.
23. Gasperini D. Potential and limitation of UAV for monitoring subsidence in municipal landfills // Internetional J. Environmental Technology and Management. 2014. Vol. 17, no. 1. P. 1.
24. Baiocchi V. UAV for monitoring the settlement of a landfill // European Journal of Remote Sensing. 2019. Vol. 52, no. 3. Р.41-52.
25. Yoo H.T. A Preliminary Study on Disaster Waste Detection and Volume Estimation Based on 3D Spatial Information // Computing in Civil Engineering 2017. Seattle, Washington: American Society of Civil Engineers, 2017. P. 428-435.
26. Athirah A. A. Manganese Removal in Groundwater Treatment Using Marble // International Journal of Integrated Engineering. 2019. Vol. 11, no. 1, pp.53-60.
27. Silva da C.A., Duarte C.R., Souto M., Silva dos Santos A.L. et al. Evaluating the accuracy in volume calculation in a pile of waste using UAV, GNSS and LiDAR // Boletim de Ciencias Geodesical. 2016. Vol. 22. No.1. Р. 73-94.
28. Tucci G. Monitoring and Computation of the Volumes of Stockpiles of Bulk Material by Means of UAV Photogrammetric Surveying // Remote Sensing. 2019. Vol. 11, no. 12. P. 1471.
29. Son S.W., Kim D.V., Sung W.G., Yu J.J. Integrating UAV and TLS Approaches for Environmental Management: A Case Study of a Waste Stockpile Area // Remote Sensing. 2020. Vol. 12, no. 10. Р. 1615.
30. Incekara A. Investigating the Utility Potential of Low-Cost Unmanned Aerial Vehicles in the Temporal Monitoring of a Landfill // International Journal of Geo-Information. 2019. Vol. 8, no.1. Р. 22.
31. Gafurov A. The methodological aspects of constructing a high-resolution DEM of large territories using low-cost UAVs on the example of the Sarycum Aeolian complex, Dagestan, Russia // Drones. 2021. Vol. 5, iss. 1. P. 1-17.
32. Gafurov A.M., Yermolayev O.P., Usmanov B.M., Khomyakov P.V. Creation of high-precision digital elevation models using the GNSS UAV // InterCarto, InterGIS. 2021. Vol. 27, iss. 2. P. 327-339. DOI:10.35595/2414-9179-2021-2-27-327-339.
2. Scheutz C., Samuelsson J., Fredenslund A.M., Kjeldsen P. Quantification of multiple methane emission sources at landfills using a double tracer technique // Waste Management, 2011. No. 31 (5). Р. 1009-1017.
3. White J.K., Beaven R.P. Developments to a landfill processes model following its application to two landfill modelling challenges // Waste Management. 2013. No. 33 (10). pp. 1969-1981.
4. Kuryntseva P., Galitskaya P., Selivanovskaya S. Changes in the ecological properties of organic wastes during their biological treatment // Waste Management. 2016. No. 58. Р. 90-97.
5. Galitskaya P., S Selivanovskaya S., Gumerova R., Zvereva P., Shafigullin B., Akhmetzyanova L. Improving the efficiency of municipal organic waste recycling // Materials of the VI Interregional Scientific and Practical Conference "Industrial Ecology and Safety", 2011. pp. 80-87.
6. Мирный А.Н., Мурашов В.Е., Корецкий В.Е. Государственное управление отходами в рамках концепции устойчивого развития / под ред. А.Н. Мирного. М.: Академия коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова. 2012. 351 с.
7. Hussein M., Yoneda K., Mohd-Zaki Z., Amir A., Othman N. Heavy metals in leachate, impacted soils and natural soils of different landfills in Malaysia: An alarming threat // Chemosphere. 2021. No. 267. Р. 1-19.
8. Zhan L.T., Chen Y.M., Ling W.A. Shear strength characterization of municipal solid waste at the Suzhou landfill, China // Engineering Geology. 2008. No. 97 (3). P. 97-111.
9. Chen Y.M., Zhan L.T., Wei H.Y., Ke H. Aging and compressibility of municipal solid wastes // Waste Management. 2009. No. 29 (1). Р. 86-95.
10. Bareither C.A., Benson C.H., Edil T.B. Compression behavior of municipal solid waste: immediate compression // J. of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 2012. No. 138 (9). P. 1047-1062.
11. Fei X.C., Zekkos D. Factors influencing long-term settlement of municipal solid waste in laboratory bioreactor landfill simulators // Journal of Hazardous, Toxic, Radioactive Waste. 2013. № 17 (4). Р. 259-271.
12. Hunte C., Hettiaratchi P., Meegoda J.N., Hettiarachchi C.H. Settlement of bioreactor landfills during filling operation // Geoenvironmental Engineering. 2007. Р. 1-10.
13. Wall D.K., Zeiss C. Municipal landfill biodegradation and settlement // J. Environ. Eng. 1995. No. 121 (3). P. 214-224.
14. Ling H.I., Leshchinsky D., Mohri Y., Kawabata T. Estimation of municipal solid waste landfill settlement // Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 1998. № 124 (1). Р. 21-28.
15. Van Geel P.J., Murray K.E. Simulating settlement during waste placement at a landfill with waste lifts placed under frozen conditions // Waste Management. 2015. № 46. P. 352-361.
16. Kollikkathara N., Feng H., Yu D. A system dynamic modeling approach for evaluating municipal solid waste generation, landfill capacity and related cost management issues // Waste Management. 2010. № 30(11). Р. 2194-2203.
17. Intharathirat R., Salam P.A., Kumar S., Untong A. Forecasting of municipal solid waste quantity in a developing country using multivariate grey models // Waste Management. 2015. № 39. Р. 3-14.
18. Babu G., Kumar S., Reddy K.R. Approach for the Use of MSW Settlement Predictions in the Assessment of Landfill Capacity Based on Reliability Analysis // Waste Management. 2013. № 33(10): Р.2029-34.
19. Gao W., Xu W., Bian X., Chen Y. A practical approach for calculating the settlement and storage capacity of landfills based on the space and time discretization of the landfilling process // Waste Management, 2017. No. 69. Р. 202-214.
20. Висков М.В. Изменение емкости массива захоронения отходов в процессе эксплуатации объектов захоронения твердых коммунальных отходов // Вестн. ПНИПУ. Прикладная экология. Урбанистика. 2020. № 1. С. 126-134.
21. Esposito G.F., Matano M. Sacchi. Detection and Geometrical Characterization of a Buried Landfill Site by Integrating Land Use Historical Analysis, Digital Photogrammetry and Airborne Lidar Data // Geosciences. 2018. Vol. 8, no. 9. P. 348.
22. Yermolaev O.P., Usmanov B.M., Mishanina O.E., Khisamutdinova E.V. Basin approach to evaluation of human impact on the environment in oil production regions // Neftyanoe Khozyaistvo - Oil Industry. 2014. (12). P. 156-160.
23. Gasperini D. Potential and limitation of UAV for monitoring subsidence in municipal landfills // Internetional J. Environmental Technology and Management. 2014. Vol. 17, no. 1. P. 1.
24. Baiocchi V. UAV for monitoring the settlement of a landfill // European Journal of Remote Sensing. 2019. Vol. 52, no. 3. Р.41-52.
25. Yoo H.T. A Preliminary Study on Disaster Waste Detection and Volume Estimation Based on 3D Spatial Information // Computing in Civil Engineering 2017. Seattle, Washington: American Society of Civil Engineers, 2017. P. 428-435.
26. Athirah A. A. Manganese Removal in Groundwater Treatment Using Marble // International Journal of Integrated Engineering. 2019. Vol. 11, no. 1, pp.53-60.
27. Silva da C.A., Duarte C.R., Souto M., Silva dos Santos A.L. et al. Evaluating the accuracy in volume calculation in a pile of waste using UAV, GNSS and LiDAR // Boletim de Ciencias Geodesical. 2016. Vol. 22. No.1. Р. 73-94.
28. Tucci G. Monitoring and Computation of the Volumes of Stockpiles of Bulk Material by Means of UAV Photogrammetric Surveying // Remote Sensing. 2019. Vol. 11, no. 12. P. 1471.
29. Son S.W., Kim D.V., Sung W.G., Yu J.J. Integrating UAV and TLS Approaches for Environmental Management: A Case Study of a Waste Stockpile Area // Remote Sensing. 2020. Vol. 12, no. 10. Р. 1615.
30. Incekara A. Investigating the Utility Potential of Low-Cost Unmanned Aerial Vehicles in the Temporal Monitoring of a Landfill // International Journal of Geo-Information. 2019. Vol. 8, no.1. Р. 22.
31. Gafurov A. The methodological aspects of constructing a high-resolution DEM of large territories using low-cost UAVs on the example of the Sarycum Aeolian complex, Dagestan, Russia // Drones. 2021. Vol. 5, iss. 1. P. 1-17.
32. Gafurov A.M., Yermolayev O.P., Usmanov B.M., Khomyakov P.V. Creation of high-precision digital elevation models using the GNSS UAV // InterCarto, InterGIS. 2021. Vol. 27, iss. 2. P. 327-339. DOI:10.35595/2414-9179-2021-2-27-327-339.
Поступила в редакцию
2021-11-30
Опубликована 2021-12-30
Опубликована 2021-12-30