GIS firmy a znečištění životního prostředí v České republice

Ministerstvo životního prostředí ČR má povinnost zveřejňovat velké množství informací dle zákona č. 106/1999 Sb., o svobodném přístupu k informacím. Internet a geografické IT jsou vhodným nástrojem pro zpřístupnění těchto dat.

Zdroje informací o životním prostředí

• Činnosti Evropské unie - životní prostředí: Stránka s odkazy na témata v angličtině.
• Státní fond životního prostředí České republiky: Podklady pro získávání podpory v oblasti životního prostředí.
• Český statistický úřad: Zveřejňuje informace o životním prostředí.
• Evropská agentura pro životní prostředí: Podává včasné, cílené, relevantní a spolehlivé informace o životním prostředí. Při brouzdání lze narazit na demonstraci formou mapek.

Soustava Natura 2000

Soustavu Natura 2000 tvoří v České republice ptačí oblasti a evropsky významná území. Cílem je ochrana biologické rozmanitosti zachováním nejhodnotnějších přírodních lokalit a nejohroženějších druhů rostlin a živočichů v Evropě. Stránka je poměrně přehledně uspořádaná a odkaz na mapový server není vůbec těžké nalézt.

Informace jsou členěny do sekcí podle tématu (hydrografie, chráněná území, krajinný pokryv, oblasti znečištění…). Zveřejňované tematické mapové vrstvy jsou celoplošné, obsahově garantované a aktualizované. Využívají státní mapová díla, státem garantované a udržované registry, tématické sady a databáze.

Obrázek ukazuje výřez z mapového serveru, který zobrazuje chráněná území a zdroje znečištění. V levé části okna jsou ikony k ovládání. Například ikonou i a klepnutím v mapě na trojúhelníček znečištění se pod mapou zobrazí údaje o znečišťovateli.

Využití GIS software

Přístup ke geodatům je také možný prostřednictvím GIS SW, například ArcMap firmy ESRI. Obrázek ukazuje zobrazení tzv. úses (územní systém ekologické stability krajiny).

Čtěte také: Jak ušetřit na likvidaci stavebního odpadu?

Krajské a městské úřady již také publikují geodata o spravovaném území.

Ateliér ekologických modelů

Ateliér ekologických modelů se od roku 1991 zabývá zejména hodnocením životního prostředí, a to jak v rámci přípravy investičních a urbanistických záměrů v území a tak i pro potřeby orgánů veřejné správy. Hlavní oblastí zájmu je problematika znečištění ovzduší a hluku, posuzování vlivů na životní prostředí (EIA) a koncepční řešení ochrany životního prostředí na úrovni města a regionů. V rámci této činnosti zajišťujeme jak zpracování potřebných studií či dokumentů (dosud cca 1 500 projektů), tak i běžnou poradenskou a konzultační činnost. Souvisejícím okruhem činnosti ateliéru je výzkum a vývoj v oblasti životního prostředí. Naší doménou je především zdokonalování a aplikace emisních a imisních metodik, včetně emisního modelu MEFA a Imisního modelu ATEM.

Naší hlavní předností je vysoká kvalita projektů, dlouholeté zkušenosti v oblasti hodnocení životního prostředí a vysoká znalost procesních a formálních náležitostí dokumentací a studií nutných pro úspěšné projednání s úřady.

Modelování znečištění ovzduší

Pro výpočty znečištění ovzduší na území České republiky se používá modelovací program SYMOS'97. Geografická data potřebná pro zpracování stavu ovzduší se nacházejí v nejrůznějších datových skladech, které jsou přístupné nejčastěji prostřednictvím programů GIS.

• Data o zdrojích: Pokud do modelového výpočtu vstupuje velké množství informací o zdrojích, je vhodné využití prostředí GIS.
• Referenční body: Body, pro které se provádí výpočet koncentrací.

Propojení a integrace systému GIS a modelovacího programu pro znečištění ovzduší SYMOS'97 přispívají ke zkvalitnění procesu vytváření modelů nejrůznějších situací znečištění ovzduší na geografickém podkladu. Využití geografického informačního systému (GIS) tvoří nedílnou součást všech hodnocení, studií či dokumentací, které náš ateliér zpracovává. Tato skutečnost v praxi pro zadavatele znamená, že jím zadané podklady jsou vždy hned promítnuty nad digitální mapu území a teprve poté je s nimi dále nakládáno. Tento postup umožňuje okamžitě odhalit případné problémy či střety, které by v dotčeném území mohly nastat. GIS umožňuje promítnout výsledky výpočtů nad libovolnou digitální mapu nebo např. letecké snímky oblasti.

Čtěte také: Udržitelnost v české firmě Kreiza

Zpracování výsledků studií v GIS zrychluje a zkvalitňuje navazující hodnocení - např. Získané zkušenosti pak využíváme přímo pro poskytování služeb v oblasti geografického informačního systému i pro vlastní simulace variantních řešení zpracovávaných úloh.

• převody map mezi různými formáty - standardně např. vektorizaci, tj. zpracování geodatabází (mapa s připojenými informacemi)
• např. geografické analýzy - např. hodnocení střetů v území
• např. zpracování grafických výstupů - základní či tematické mapy, projektové výkresy atd.

Analýza rizika havárie s únikem propan-butanu v Olomouci

První analýza reprezentující riziko nacházející se na rozhraní technologické havárie s výronem nebezpečné chemické látky a rizika silniční dopravy představuje modelování reálné havárie s únikem propan-butanu, která se stala dne 7. října 2008 v průmyslové oblasti v tzv. areálu Moravských železáren v Olomouci - Řepčíně, kde má provozovnu firma Tomegas, spol. s r. o. a skladuje zde propan-butan (dále též „PB“) ve stacionárních, silničních i železničních cisternách. Pravděpodobně při neopatrné manipulaci při přečerpávání propan-butanu do silniční cisterny ze stacionárního zásobníku zde došlo k úniku propan-butanu do ovzduší a jen zázrakem nedošlo k závažným zraněním a obětem na životech lidí, když se mrak propan-butanu podařilo izolovat od zdroje otevřeného ohně a došlo k jeho rozptýlení do atmosféry bez vzplanutí či výbuchu. Tato havárie pak jasně ukázala, že je potřeba, aby se této problematice věnovala větší pozornost.

Realizace časových analýz nad daty ze Systému řízení kvality ovzduší města Olomouce, spadající pod znečištění vod, ovzduší a životního prostředí, byla provedena jako ukázka možného využití dat z různého časového období. Firma Tomegas s. r. o. je dodavatelem zkapalněných plynů propanu, propan-butanu (PB) a ropných plynů (LPG). Patří mezi celorepublikově působící dodavatele zkapalněných plynů s poměrně významnou pozicí na trhu.

Termín havárie podle zákona č.59/2006 Sb., o prevenci závažných havárií způsobených vybranými nebezpečnými chemickými látkami nebo chemickými přípravky a o změně zákona č. 258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví a o změně některých souvisejících zákonů, ve znění pozdějších předpisů, a zákona č. 320/2002 Sb., o změně a zrušení některých zákonů v souvislosti s ukončením činnosti okresních úřadů, ve znění pozdějších předpisů, (zákon o prevenci závažných havárií), v platném znění, představuje nežádoucí mimořádnou, částečně nebo zcela neovládanou, časově a prostorově ohraničenou událost, která vznikla nebo jejíž vznik bezprostředně hrozí v souvislosti s provozem technických zařízení, výrobou, užitím, skladováním, zneškodňováním nebo přepravou nebezpečných látek, která vede ke ztrátě života, poškození nebo ohrožení zdraví lidí, živých organismů nebo životního prostředí nebo k prokazatelné újmě na majetku.

Situace, která nastala v úterý 7. října 2008, bezpochyby takovou havárií byla, a závažnost této havárie nedosáhla vyššího stupně nebezpečnosti jen díky šťastné souhře náhod. Situace, při které k havárii došlo, je jednou z posuzovaných rizikových činností firmy, a to pod kategorií Stáčení propan-butanu, konkrétně Stáčení a plnění silničních cisteren.

Čtěte také: Vzorový ekologický dotazník

Analýza události

Za pomoci pracovníků OO MmOl byly zjištěny důležité údaje o havárii - datum a čas, venkovní teplota, relativní vlhkost vzduchu, rychlost větru dle meteorologického měření, stav počasí, přesná lokalizace místa havárie a nadmořská výška, apod. Důležitou součástí práce není jen samotná analýza a vizualizace z pohledu geoinformatiky, ale bylo třeba provést i analýzu odbornou, a to stanovení koncentrace a množství propan-butanu, které by vytvořilo odpovídající mrak mlhy za daných atmosférických podmínek. Tato analýza a následný výpočet byly provedeny po konzultacích s odborníky na chemické reakce.

Obecná charakteristika události, analýza události z fyzikálně-chemického pohledu, úvaha nad koncentrací propan-butanu ve viditelném mraku a úvaha nad koncentrací propan-butanu ve viditelném mraku v případě spray effektu, jsou tak kromě kartografických a geoinformatických výsledků dalším důležitým výstupem této práce.

Po nastudování potřebné studijní literatury k této problematice a po konzultacích, jak nejlépe zajistit relevantnost výsledků z modelování v softwaru ALOHA bylo provedeno modelování několika desítek situací s měnícími se vstupními údaji, a to v částech týkajících se rychlosti a směru větru, protože podle zasahujících členů HZS byl na místě vítr proměnlivý a v průběhu havárie svůj směr změnil na opačný, dále nebyl jasný průměr utržené hadice a tím pádem ani velikost otvoru, kterým propan-butan do ovzduší unikal a třetím proměnným činitelem bylo množství uniklé látky.

Modelování v softwaru ALOHA však při předpokladu, aby výsledný mrak odpovídal velikosti zakresleného, tedy skutečného mraku, vedlo ke zjištění, že množství muselo být mnohem větší, v prvních výpočtech až 7 kubických metrů. Tento odhad byl posléze snížen na 6 kubických metrů, protože v mraku propan-butanu pravděpodobně došlo ke spray efektu, který mrak ještě více podchladil.

V případě areálu Moravských železáren je situace o to více alarmující, že nedaleko areálu formy Tomegas, kde k úniku PB došlo, se ve výrobě nachází otevřený oheň.

Zimní stadion Olomouc - Rizikový objekt

Zimní stadion v Olomouci patří kvůli skladování nebezpečné látky - amoniaku - mezi tzv. rizikové objekty, které jsou předmětem zájmu krizového managementu města Olomouce. V rámci OO MmOl bylo Modelování následků a hodnocení rizika provedeno naposledy v roce 2002. Od té doby uběhlo již téměř 7 roků a množství skladovaného amoniaku se z přibližně 5 tun snížilo na polovinu, tedy 2,5 tuny.

Oproti předchozímu materiálu zpracovávaném na OO MmOl je do práce zanesena i geovizualizace nejpravděpodobnějších scénářů, tedy havárií za podmínek, které jsou statisticky vyhodnoceny jako nejčastější (teplota, tlak vzduchu, směr proudění větru, atd.). Proto bylo v softwaru ArcGIS provedeno ke každé vizualizaci scénáře statistické vyhodnocení nad vrstvou adresních bodů a institucí, kolik činí maximální počet osob, které se podle těchto dvou datových vrstev mohou v rizikové oblasti nacházet.

Detailní modelování scénářů havárií, jak je nadefinoval již v roce 2002 Prof. Babinec a které byly upraveny na údaje platné k 31. 3. 2009, ukazují, že riziko pro občany při havárii může být obrovské. Jako nejhorší možná havárie se ukázal být scénář Z2, kdy dojde ke kontinuálnímu úniku ze zásobníku utržením největšího připojeného potrubí DN 150 při atmosférických podmínkách o teplotě 10°C, třídě stability F a rychlosti větru 1,7 m/s. Při této havárii by bylo v zóně ohrožení až 10 tisíc lidí a při naplnění kapacity Zimního stadionu a Plaveckého areálu až téměř 16 tisíc lidí.

Mobilní zdroje rizika - Přeprava nebezpečných látek

Město Olomouc je již od dávných dob dopravním uzlem. Platí to i dnes, kdy přes Olomouc vedou nejenom důležité vnitrostátní, ale také mezinárodní komunikace. Úměrně s vývojem průmyslové výroby a s rostoucí intenzitou dopravy také narůstá počet vozidel, která převážejí nebezpečné látky. A je nevyhnutelnou nutností zabývat se bezpečností takového provozu. Nebezpečí přepravovaných látek většinou souvisí s jejich vlastnostmi, jako jsou hořlavost, výbušnost, reaktivita nebo toxicita [36].

Při sledování dopravy se hovoří o tzv. mobilních zdrojích rizika vznikajících přepravou nebezpečných látek po silnici. Jejich riziko většinou nesouvisí se samotnou bezproblémovou přepravou, ale s následky možných neočekávaných poruch a havárií. Zvážení kvantity a přípustnosti takového rizika je podmíněno identifikací stávajícího stavu.

Šetření probíhalo na třech předem vytipovaných místech, kde byla očekávána největší intenzita dopravy a tudíž bylo možné očekávat, že se získá dostatečně reprezentativní vzorek pro celkový přepočet.

• Stanoviště 1 je ulice Velkomoravská (měření dne 4. 9. 2008), v úseku od křižovatky s ulicí Rooseveltova po křižovatku s ulicí Schweitzerova.
• Stanoviště 2 je nadjezd Topolany (měření dne 2. 10. 2008), jedná se o úsek silnice R 35, která vytváří tzv. vnější obchvat města Olomouce.
• Stanoviště 3 bylo zvoleno na ulice Foerstrova (měření dne 27. 11. 2008), jedná se o tzv. vnitřní průtah města - výjezd z Olomouce směrem na Hradec Králové a na Prahu po staré trase.

Čas měření byl u všech stanovišť stejný 8.00-12.00 hodin, sledován byl počet projíždějících nákladních vozidel a u těch, která převážela nebezpečné látky, byly sledovány další údaje (viz níže). Z naměřených údajů však bylo potřeba získat hodnoty porovnatelné s celoročním průměrem.

Vizualizace výsledků šetření probíhala ve dvou fázích. Tou první byla vizualizace statistických dat v prostředí MS Excel. Druhou fází byla geovizualizace dat na podkladu dopravního modelu silniční dopravy města Olomouce vypracovaném firmou DHV ČR, spol. Ukázky vizualizace vidíme na grafu č. 1 - výsledky šetření pro jedno stanoviště a grafu č. 2 - srovnání s rokem 2002.

Důvod, proč se sleduje průjezd nákladních vozidel převážejících nebezpečné látky městem, je zcela zřejmý - riziko nenadálé havárie a tím ohrožení občanů i životního prostředí. Proto součástí hodnocení rizika mobilních zdrojů bylo i modelování možné havárie, která by se na sledovaných stanovištích nebo v jejich blízkosti mohla stát. Jako příklad byla vybrána havárie vznícení cisterny propan-butanu po srážce s jiným vozidlem, protože takovýchto vozidel projelo na sledovaných stanovištích nejvíce. Únik zkapalněného plynu by byl otázkou 35 vteřin, po vznícení par by přímo na životě byli ohroženi všichni do vzdálenosti 150 metrů, popáleniny 2. stupně by hrozily lidem až do vzdálenosti 250 metrů a bolestivá zranění by mohli mít lidé až do vzdálenosti 410 metrů.

Využití GIS v různých organizacích

Využití geografických informačních systémů není omezeno pouze na mapování zemského povrchu. S úspěchem je lze použít také při ochraně životního prostředí, správě majetku organizací (facility management), správě inženýrských sítí, územním plánování a podpoře rozhodovacích procesů obecně, či například ve zdravotnictví a výzkumné činnosti všeho druhu.

• AOPK ČR: GIS je základem několika internetových aplikací sloužících pro sběr a údržbu dat.
• ČGS: Rozvoj GIS jako celopodnikového nástroje pro zpřístupnění, zpracování a využívání prostorových dat je v ČGS součástí koncepce budování národní geologické mapové databáze. Digitální produkce map je v ČGS rutinně používána pro tisk výstupů geologického a tematického mapování, velkoformátových map a pro zpracování mapových výstupů na zahraničních projektech ČGS.
• ČHMÚ: GIS je v úseku ochrany čistoty ovzduší ČHMÚ využíván především k hodnocení toho, jak bylo znečištěno vnější ovzduší v České republice za předchozí rok, popřípadě za delší časové období.
• Zdravotní ústav se sídlem v Ostravě: Z charakteristických funkcí GIS se ve Zdravotním ústavu se sídlem v Ostravě používají převážně dvě: analýza dat a jejich prezentace.
• Skupina ČEZ: Ve společnostech Skupiny ČEZ je GIS vnímán především jako integrační platforma a datová základna pro další systémy z portfolia využívaných informačních systémů.
• Pražská energetika, a. s.: Energetické společnosti využívají schopnosti systémů GIS pracovat s hierarchickými daty sítí.
• Pražské vodovody a kanalizace, a. s.: Využití dat GIS v rámci PVK je zaměřeno zejména na správu vodovodní a kanalizační sítě a pro vytváření dlouhodobých statistik.
• Silniční databanka: V silniční databance je GIS jedním ze základních pracovních nástrojů pro správu Informačního systému o silniční a dálniční síti České republiky (ISSDS).
• Obrana státu: GIS jsou intenzivně využívány i v oblasti obrany státu.
• Útvar rozvoje hl. m. Prahy: Pro URM jako organizaci primárně zaměřenou na územní plánování a správu městských geodat a informačního systému o území je využívání geografických informačních systémů zcela základním předpokladem.
• Plzeňský kraj: Plzeňský kraj hodnotí GIS jako silný nástroj pro podporu rozhodování a prezentaci kraje.
• Liberecký kraj: Geoinformační systémy mají na odboru životního prostředí a zemědělství Libereckého kraje velké a zásadní uplatnění. GIS se dále používá v lesním hospodářství, myslivosti a rybářství.
• Krajský úřad kraje Vysočina: Krajský úřad kraje Vysočina používá systémy a data GIS jako informační podporu svých pracovišť a zřizovaných organizací.
• Správa města Ostravy: Ve správě města Ostravy slouží technologie GIS pro podporu rozhodování o území a k efektivnímu nakládání s majetkem města.

GIS na Univerzitách

• UK Praha: Zavádění nejmodernějších technologií a metod do výuky a výzkumu patří mezi hlavní priority UK Praha.
• Katedra geoinformatiky (KGI) VŠB-TU Ostrava: Na katedře geoinformatiky (KGI) probíhá akreditované studium GIS ve všech stupních: bakalářském (Geoinformatika a geografie), navazujícím magisterském (Geoinformatika) a doktorském (Geoinformatika a kartografie, též v anglickém jazyce Geoinformatics and cartography).
• Studijní program geomatika: Studijní program geomatika je strukturován na bakalářský, magisterský a doktorský stupeň a lze jej studovat v denní i kombinované formě.

Propojení dynamického modelu ZL v ovzduší s GIS

Práce navazuje na výsledky řešení projektu EUREKA 1667/97 NATHES - “Nové aplikované technologie hypervize pro životní prostředí a bezpečnost” (viz [1]). V Laboratoři GIS byl propojen dynamický model ZL v ovzduší s GIS. Prototypové propojení bylo provedeno v roce 1998. Dynamické modely jsou založeny na přímém použití základních hydrodynamických a termodynamických rovnic, které se řeší numericky. Snaží se o vyjádření stavu a časového vývoje mezní vrstvy reálné atmosféry. To je však značně obtížné vzhledem ke složitosti a nahodilosti turbulentního proudění v atmosféře, pro které neexistuje exaktní teorie.

Statistické modely se lépe vyrovnávají s časovou náročností a finanční nákladností výpočtu, proto se více rozšířily právě díky větší dostupnosti. Zjednodušení použitého řešení je však vykoupeno velkou nepřesností v blízkosti zdroje emisí a v členitém terénu. V atmosféře probíhají děje náhodné ve statistickém slova smyslu. Turbulence znamená totiž stav, v němž okamžité rychlosti projevují nepravidelné, neuspořádané, náhodné pulzace, takže prakticky mohou být zkoumány a podrobeny analýze statistické vlastnosti. Statistické modely tedy popisují skutečné proudění zjednodušeným způsobem.

V Laboratoři GIS byly v roce 1998 zahájeny práce na propojení dynamického modelu rozptylu znečišťujících látek (dále též ZL) v ovzduší a GIS (viz [2]). Prakticky bylo vytvořeno a ověřeno prototypové propojení GIS a matematických modelů rozptylu pro řešení havarijního úniku ZL do ovzduší v případě nehody. Pro řešení byli vybráni představitelé obou základních skupin modelů - statistický model a dynamický model. Problematika propojení statistických modelů a GIS byla již částečně řešena ve světě i autorem v předchozích pracích.

U modelu SYMOS 97 je vliv terénu zahrnut tzv. koeficientem vlivu terénu theta. Ten je v metodice SYMOS 97 definován následovně: Při výpočtu koeficientu theta se proloží sítí referenčních bodů a zdrojů spojitá plocha, mezi každou dvojicí zdroj - referenční bod provede vertikální řez této plochy a z takto vzniklého profilu vypočte integrál theta. Dynamické modely používají terén jako omezující okrajovou podmínku. Terén může mít teoreticky obecný tvar. Metodika SYMOS 97 byla vydána v roce 1998 v rámci metodických návodů ve Věstníku MŽP ČR.

Data pro analýzu rizik při havárii

1. Data o zdrojích - pro účely analýzy rizik při havárii přichází v úvahu bodový nebo plošný zdroj - z GIS jsou vstupními daty poloha a parametry zdroje. Poloha je dána souřadnicemi x, y, z, parametry zdroje je možno načíst z atributů bodového prvku.
2. Data o terénu - SW SYMOS 97 zpracovává údaje o terénu z dat v textovém formátu, který je shodný s výstupním textovým formátem, jenž je shodný s výstupním textovým formátem Arc/Info ASCII GRID.
3. Receptory - jsou to body, pro které se provádí výpočet koncentrací. Jsou lokalizovány souřadnicemi x, y, z. Síť receptorů je možno volit libovolně, jejich množství pro jeden výpočet nesmí překročit 5 000. V současné verzi SW SYMOS 97 není možno zadávat souřadnice v záporných hodnotách.

SW Fluidyn-Panache

Software Fluidyn-Panache představuje skupinu programů pro simulaci proudění s aplikací na problémy životního prostředí a jeho ochranu. Program obsahuje vlastní postprocesor pro názorné zobrazení výsledků výpočtu. Model Panache definuje pro tyto účely následující prostorové entity: oblast modelování, vrstevnice, budova, vegetace, les, vodní plocha, intravilán, receptor, libovolná budova, meteostanice. Tyto prvky musí obsahovat data v GIS.

tags: #gis #firmy #znečištění #životního #prostředí

Oblíbené příspěvky:

• O podpoře firem
• Seznam pravicových spolků
• Moravskoslezský kraj a ekologie
• Krásná památka na školu v přírodě
• Poškozený strom v krajině