Describing Hydro-Physic of Land Surface ГАЗРЫН ГАДAРГЫН ГИДРО-ФИЗИК ШИНЖИЙГ ТОДОРХОЙЛОХ НЬ

Training material: Describing Hydro-Physic of Land Surface, Research Team, Environmental Engineers, NGO, UB Mongolia

ГАЗРЫН ГАДAРГЫН ГИДРО-ФИЗИК ШИНЖИЙГ

ТОДОРХОЙЛОХ НЬ

Сургалтын материал онолын хэсэг

ЗБ: Байгаль Орчны Инженерүүд ТББ

Шаардлага: ГМС-ын анхан шатны мэдлэг

Зөвшөөрөлгүй ашиглахыг хориглоно.

Газрын гадаргын хэлбэрийг нарийн зөв тодорхойлох нь хот суурин,

бүс нутгийн төлөвлөлт, дэд бүтэц, аж ахуйн үйл ажиллагаанд чухал

ач холбогдолтой байдаг. Аж ахуйн үйл ажиллагаа явуулж буй

газраар дайран өнгөрөх усны урсгалын сүлжээ нь тухайн аж ахуйн

үйл ажиллагаанд хүчтэй нөлөөлдөг (ESRI ArcMap, Hydrology Tools).

Газрын гадаргуу болон түүний дээгүүр урсан өнгөрөх ус хоёр нь

харилцан бие биендээ үйлчилж байдаг. Өөрөөр хэлбэл газрын

гадаргын хэлбэр нь түүний дээгүүр урсан өнгөрөх усны урсгалыг

чиглүүлж байдаг бол, үүний эсрэгээр усны эвдлэх чадал нь газрын

гадаргын хэлбэрийг геологийн цаг хугацааны явцад аажмаар

өөрчилдөг гэсэн үг. Тэгвэл газрын гадаргын гидро-физик шинжийг

тодорхойлох ажлыг тодорхой алхамтай торын цэгүүд дээр хэмжсэн

өндрийн мэдээг ашиглаад компьютерын програм хангамжаар

хялбархан тооцоолж болдог.

Газарзүйн Мэдээллийн Системийн програм хангамжтай ажилладаг

“Гидрологи Түүлс” програмаар (Hydroloy Tools) газрын гадаргуугийн

гидро- физик шинжийг тодорхойлох ажлыг энд үзүүлэв. Тооцоонд

100 метр тутамд хэмжсэн өндрийн мэдээг ашигласан бөгөөд энэ нь

Шатл сансрын хөлөгөөр газрын гадаргуугийн өндрийг далайн

түвшнээс дээш харьцангуйгaар хэмжсэн хэмжилт юм. Тооцоог

Хөвсгөл нуурын эргэн тойрны нутгаар, мөн Хэнтий аймгийн Баян-

Адрага сумын нутгаар хийсэн (Зураг 1).

Зураг 1. Хөвсгөл нуур орчмын 3 хэмжээст загвар.

АРГА ЗҮЙ

Тооцоонд ашигласан арга зүйн ерөнхий схемийг Зураг 2-т үзүүлсэн

бөгөөд зарим чухал хэсгүүдийн талаар онолын товч тайлбар хийв.

Өндрийн мэдээ (DEM). Газрын гадаргын цэг бүр дээгүүр урсах

урсгалын чиглэл нь тухайн газрын гадаргын хэлбэрээс шалтгаалдаг.

Амьдрал дээр усны урсгалын чиглэлийг газрын гадаргын цэг бүр

дээр тодорхойлох нь маш их тооцоо, хугацаа, шаардсан нүсэр ажил

болдог. Үүний оронд газрын гадаргын өндрийг тодорхой алхамтай

торын зангилаа бүр дээр хэмжсэн өндрийн тоон мэдээллийг

ашиглаж хийх нь тохиромжтой байдаг. Тооцооны энэ хэсэгт өндрийн

мэдээгээ зөв сонгон авах нь чухал бөгөөд орон зайн координатын

системээ метрийн нэгжээр сонгон авах нь чухал.

Зураг 2. Гадаргуу дээгүүр урсан өнгөрөх усны урсгалын сүлжээг

тодорхойлох тооцооны схем.

Засвар хийх (Sink, Peak). Өндрийн мэдээний чанараас шалтгаалж

тухайн мэдээг тооцоонд ашиглаж болох уу, үгүй юу, ашиглаж

болохоор бол түүнд ямар нэг засвар хийх үү гэсэн асуудал гардаг.

Жишээ нь урсгалын чиглэлийн тооцоо хийж байх явцад бидний

сонирхож буй нэг цэгийн эргэн тойронд буй 8 цэгийн газар зүйн

өндөр бүгдээрээ тухайн цэгээс өндөр байх тохиолдол гардаг (Зураг

3). Ийм үед урсгалын чиглэл хаашаа вэ гэдэг нь тодорхойгүй болдог

бөгөөд ийм өндрийн мэдээг цоорхой байна гэж үздэг байна. Хэрэв

өндрийн мэдээ цоорхой байх юм бол бид түүнд засвар хийж үнэн

зөв мэдээ ашиглах ёстой.

Зураг 3. Цоорхойтой буюу алдаатай өндөр байгаа өндрийн мэдээг

зүсэлт хийсэн маягаар харуулав.

Холбоо барих: email: [email protected] , web: www.goo.gl/nh6d2d 1

Дүүргэлт

Бассейн

Тийм

Үгүй

Урсгалын чиглэл

Өндрийн мэдээ

Өндрийн мэдээ

Урсгал хуримтлал

Засвар хийх

http://www.goo.gl/nh6d2d

mailto:[email protected]


Дүүргэлт (Fill). Дээр өгүүлсэн цоорхойтой буюу алдаатай өндрийн

мэдээнд засвар хийхийн тулд тухайн цэгийг бусад хөрш зэргэлдээ

цэгтэй ойролцоо өндөртэй болгох шаардлагатай болдог. Тооцооны

энэ хэсэг тухайн өндрийн мэдээнд байгаа цоорхойнуудыг олж, үүний

дараа дүүргэлт хэмээх засварыг хийнэ (Зурагт 4).

Зураг 4. Алдаатай өндөр байгаа өндрийн мэдээнд дүүргэлт хийсний

дараа.

Урсгалын чиглэл (Flow Direction). Тооцооны энэ хэсэгт “Дөрвөн

зүг, найман зовхисын урсгалын загвар”-ын аргыг хэрэглэх бөгөөд

энэ аргын талаархи дэлгэрэнгүй мэдээлэл Jensen, Domingue (1988)

нарын бүтээлд бий. Энэ арга нь газрын гадаргын цэг бүр дээрхи зүг

чигийг найман хэсэгт хувааж тоон утгаар кодлоно. (Хүснэгт 1, Зураг

5). Зүгийг кодлох энэ арга нь цаг уурын шинжлэх ухаанд өргөн

хэрэглэдэг салхины зүг чигийг кодлох аргатай яг адилхан.

Хүснэгт 1. Дөрвөн зүг найман зовхисын зүг код.

Зүг Код

Зүүн (З) 1

Зүүн урд (ЗУ) 2

Урд (У) 4

Баруун урд (БУ) 8

Баруун (Б) 16

Баруун хойд (БХ) 32

Хойд (Х) 64

Зүүн хойд (ЗХ) 128

32(БХ)

64(Х)

128(ЗХ)

16(Б)

o1

(З)

8(БУ)

4У

2(ЗУ)

Зураг 5. Дөрвөн зүг найман зовхисын чиглэл болон кодын утга

тодорхой алхамтай торын цэгүүд дээр.

Дээрхи зураг болон хүснэгтээс харвал тооцоо хийж буй тухайн нэг

цэгээс ус урсаж болох 8 чиглэл байна. Ус мэдээж зэргэлдээ орших

эдгээр 8 цэгийн зөвхөн нэгийг нь дайран өнгөрөх нь ойлгомжтой. За

тэгвэл бидний тооцоо хийх энэ хэсгийн гол зорилго бол Зураг 5-д

үзүүлсэн найман зүгийн аль зүг рүү ус урсах вэ гэдгийг олох явдал

юм. Үүний тулд тооцоо хийж буй цэгээс зэргэлдээ орших найман цэг

тус бүртээ налуушлыг тодорхойлох явдал юм. Тэгвэл энэхүү тооцоо

нь дараах томъёогоор хийгддэг байна.

;

N - налуушил

Z – зэргэлдээ 2 торын нүдний (cell) өндрийн зөрөө

S - зэргэлдээ 2 торын нүдний (cell) хоорондын зай

x, y – торын нүдний (cell) талуудын урт

Дээрхи томъёоноос харвал нэгж урттай торын цэгүүдын хувьд

зэргэлдээ орших 2 цэгийн диагналийн дагуух урт дараах хэлбэртэй

байна.

Жишээ болгож дараах зурагт үзүүлсэн торын (grid) цэгүүдийн хувьд

налуушлыг бодуулж үзье (Зураг 6).

Зураг 6. Тодорхой алхамтай тор дээр хэмжсэн өндрийн мэдээний

хэсэг. Бидний сонирхсон цэг энэхүү торын голд нь буюу 44 м

өндөртөй цэг байна гэж үзье.

Зургаас харвал бидний тооцоо хийж буй цэгийн өндөр 44 м байна.

Мэдээж энэхүү 44м –ээс илүү өндөртэй цэгүүд (49м, 56м, 67м, 53м,

58м, 55м) дээр налуушлыг бодуулах шаардлагагүй билээ. Яагаад

гэвэл усны урсгалын чиглэл өндөр газраасаа нам дор газар луу

гэсэн чиглэлтэй байдаг. Зургаас харвал бидний тооцоо хийж буй

цэгээс нам өндөртэй 37м, 22м гэсэн өндөртэй 2 цэг байна. Тэгвэл

бидний сонирхож буй цэгээс энэ 2 цэгийн аль цэг дээр нь налуушил

ихтэй байгааг олж тогтоож чадвал усны урсгалын чиглэлийг

тодорхойлж болно гэсэн үг.

Дээрхи 2 тооцооноос харвал эхний тооцоо буюу 22м өндөрт буй

цэгийн хувьд хувьд налуушил их байгаа учир бидний сонирхож буй

цэгээс урсах урсгалын чиглэл нь зөвхөн зүүн урагшаа чиглэсэн

байна гэж харагдаж байна (Зураг 7).


67 м 56 м 49 м

53 м 44 м 37 м

58 м 55 м 22 м




67 м 56 м 49 м

53 м 44 м 37 м

58 м 55 м 22 м

Зураг 7. Тооцоо хийж олсон усны урсгалын чиглэлийг сумаар

үзүүлэв.

Энэ хүртэл өгүүлсэн тооцоо хийх дараалал болон арга зүйн нь

тооцоолон бодох төхөөрөмж ашиглаж том хэмжээний орон зайд

усны урсгалын чиглэлийг тодорхойолох аргын үндэс нь болдог.

ТООЦООНЫ ҮР ДҮН

Зураг 2 –т үзүүлсэн схемийн дараалал болон дээр дурьдсан арга

зүйгээр хийсэн тооцооны үр дүнгүүдийг 2 хэмжээст орон зайд

газрын зураг хэлбэрээр дараах зурагууд дээр үзүүллээ. Эдгээр

газрын зургуудын масштабыг 1:700000, 1:250000 хуваарь дээр,

координатын системийг WGS84 UTM Zone48N байхаар тус тус

сонгож Газар Зүйн Мэдээллийн ArcGIS 9.0 программ хангамжаар

зурлаа.

Зураг 8. Хөвсгөл нуур орчмын газар зүйн өндөршил. Өндрийн нэгж

метрээр.

Зураг 9. Усны урсгалын сүлжээ, ус хураах талбай, Хөвсгөл нуур.





Зураг 10. Усны урсгалын сүлжээ. Хөвсгөл нуур өмнөд хэсэг.

Зураг 11. Усны урсгалын сүлжээ, Хэнтий, Баян-Адарга сум.

Зураг 12. Ус хураах талбай, Хэнтий, Баян-Адарга сум.

Зураг 13. Урсгалын сүлжээ, ус хураах талбай. Хэнтий, Баян-Адарга

сум.

АШИГЛAСАН ХЭВЛЭЛ.

ArcGIS-Spatial Data Analyst, ESRI Press, Redlands,

California, 2002

David R.Maidment, ArcHydro: GIS for Water Resources,

ESRI Press, Redlands, California, 2002

Cell Based Modelling with GRID, ESRI Press, Redlands,

California, 1994

В.Өлзийсайхан, Гарын авлага: Газрын гадаргын гидро-

физик шинжийг тодорхойлох нь, 2004, Улаанбаатар,

Монгол.




Education

Describing Hydro-Physic of Land Surface ГАЗРЫН ГАДAРГЫН ГИДРО-ФИЗИК ШИНЖИЙГ ТОДОРХОЙЛОХ НЬ