СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЗЕМЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ ВДОЛЬ ПРИРУСЛОВОЙ ПОЙМЫ ДЛЯ АНАЛИЗА РАЗМЕЩЕНИЯ ЭТИХ УЧАСТКОВ Российский патент 2010 года по МПК G01C13/00 

Изобретение относится к ландшафтам водоохранных зоны и водозащитных полос преимущественно малых рек с растительностью и может быть использовано при экологической оценке реки или ее притока, а также их частей по характерным территориальным признакам. Техническое решение также может быть применено при учете влияния на процессы руслообразования и компонентный состав растительного покрова орографических параметров приречного рельефа, а также антропогенных факторов, например, гидротехнических сооружений, объектов коммуникаций и продуктопроводов, расположенных внутри водоохраной зоны, населенных пунктов и сельскохозяйственных угодий водоохраной зоны реки.

Известен способ измерения прирусловой поймы реки по геоботаническому распределению травяной растительности в виде пойменных лугов как основного компонента растительного покрова [Почвы и первичная биологическая продуктивность пойм рек Центральной России / И.Т.Кузьменко, М.П.Павлова, Р.Т.Богомолова, А.Н.Тюрюканов, Л.А.Шкуренков. - М.: Наука, 1977. - 152 с., С.89-105], включающий детальное изучение луговой растительности поймы и составление геоботанической картосхемы лугов, причем контуры на карте выделяются по доминирующим видам растений.

Недостатком этого способа является низкая точность оценки качества у всей поймы реки или ее притока, так как не учитываются другие типы земельных участков (пашни, пески, залежи, сеяные травы и другие категории земель), причем даже у растительного покрова не учитываются лесные земельные участки как наиболее активные средообразующие природные или природно-антропогенные объекты, а также не учитываются участки с болотами, камышами и другими растительными формациями. При этом луга составляют только около половины всей поймы, исследованной в аналоге. Сами авторы способа [там же, с.89, 11-ая строка снизу] критикуют распределение луга по фитоценозам: «Равнинный рельеф поймы обусловливает отсутствие резко выраженных границ между фитоценозами». Хотя луга прирусловой поймы более разнообразны по видовому составу, однако смешение лугов с центральной и притеррасной пойм реки является методологически неверным, так как еще В.Р.Вильямс указывал на их существенные ландшафтные различия.

Недостатком также является изучение и измерение свойствами лугов только короткого участка реки или ее притока, что не позволяет дать экологическую оценку всему притоку по растительности на прирусловой пойме. В итоге отсутствует полностью в аналоге подход от земельного кадастра по всей длине реки или ее притока, что не позволяет для равнинной реки применять территориальный принцип в оценке экологического баланса (точнее - территориального и компонентного по земельным участкам существующего на момент проведения измерений экологического неравновесия).

Известен также способ измерения травяного покрова на площади водосбора по длине и падению притоков по патенту №2293290 МКИ G01С 13/00, включающий измерение длины притоков и площади водосбора притоков реки, распределение притоков по отличительным группам по наличию растительного покрова на территориях бассейнов водосбора реки и ее притоков, оценку влияния отличительных орографических особенностей рельефа и ландшафта, расположенных на территории водосбора притоков.

Недостатком является применение измерений только визуальной оценкой площади водосбора в целом у каждого притока по наличию растительного покрова. Но при этом положительным является измерение длины реки или ее притока, а также площади. Однако приток малой реки рассматривается целиком по площади водосбора, без разделения по отдельным водоохранным полосам каждого водотока, хотя именно вне этой зоны происходят кардинальные изменения экологического качества земельных участков водосборной площади. Хотя водоохранная зона относительно мала по ширине по сравнению с шириной водосборного бассейна, однако именно там важно достижение экологического равновесия через повышение активности растительного покрова.

По прототипу экологическая оценка пригодна для обширных территорий всей речной сети, но не может быть применена для оценки территории каждого конкретного притока даже по водоохранной зоне.

Поэтому главным недостатком становится отсутствие учета категорий земельного кадастра по земельным участкам на прирусловой территории всего притока или же его части по длине, находящихся внутри водоохранной зоны. Например, в прототипе не учитываются такие категории земельных участков, как пашни, залежи, многолетние насаждения (сады и пр.), пески, участки под строительство, дороги и др.

Технический результат - повышение многофункциональности и точности измерений прирусловой территории поймы в пределах требуемой водным кодексом водоохранной зоны реки или ее притока, а также расширение возможности экологической оценки реки или ее притока, а также их отдельных частей по различной длине водоохраной зоны, по результатам составления земельного кадастра всей территории или части водосборного бассейна речной сети, причем с учетом или без учета административного деления территориальных образований по длине реки.

Этот технический результат достигается тем, что способ измерения прирусловой поймы, включающий измерение длины притока и площади водосбора, распределение притоков по отличительным группам по наличию растительного покрова на территориях бассейнов водосбора реки и ее притоков, оценку влияния отличительных орографических особенностей рельефа и ландшафта, расположенных на территории водосбора притоков, отличающийся тем, что из всего водосборного бассейна выделяется водоохранная зона реки или ее притока, также выделяются по проекту установления водоохранной зоны на картах земельные участки по категориям земельного кадастра и формам собственности, при необходимости проводятся дополнительные геодезические измерения, космические или аэрофотосъемки земельных участков в водоохранной зоне для уточнения границ между ними, затем определяются на картах водоохраной зоны реки или ее притока геометрические центры каждого земельного участка, измеряют расстояния от истока и удаления от берегов до центров каждого земельного участка, а также по данным земельного кадастра или же по картам водоохранных зон получают значения площади каждого земельного участка, графическое представление распределений земельных участков выполняют по расстояниям от истока и удалениям от берега, затем результаты измерений группируют по берегам реки или ее притока, по участкам собственности муниципальных образований и хозяйствующих субъектов, а также по категориям земельного кадастра и видовому разнообразию растений растительного покрова.

Для повышения точности измерений при составлении проекта установления водоохранных зон реки или ее притока составляются электронные карты.

По течению малой реки или ее притока за естественные характерные места и границы группировки земельных участков принимают также излучины и другие формы руслообразования реки или ее притока.

По статистическим данным измерений расстояний от истока, удалений от берегов и площади земельных участков моделированием выявляют закономерности распределения земельных участков и их удалений по расстояниям от истока реки или ее притока для различных группировок.

Сущность изобретения заключается в том, что от площади территории водосборного бассейна малой реки по отдельному ее притоку переходят на объект измерений в виде земельного участка вдоль притока, на котором расположен отдельный пойменный луг. При этом учитывается не вся ширина бассейна до границы водораздела этого притока, а только водозащитная полоса и водоохранная зона. Населенные пункты и сельхозугодия, как правило, расположены вне водоохранной зоны (анализ распределений земельных участков по функциональной принадлежности показывает наличие экологических нарушений).

Сущность изобретения заключается и в том, что появляется возможность группировки всех земельных участков по двум берегам, а также по видам земельных участков и даже по собственникам этих земельных участков вдоль малой реки.

Сущность также заключается в том, что появляется возможность оценки качества хозяйствования на реке по субъектам Российской Федерации, если река протекает по территориям нескольких административных образований, в том числе и муниципальных.

Сущность заключается также и в том, что в последующем на отдельном земельном участке можно изучать распределения видового разнообразия растений как в лугах и пастбищах, так и в лесах.

Положительный эффект заключается в том, что впервые река рассматривается как целостный и вместе с тем многочастный природный объект, распределение земельных участков на которой от истока до устья показывает наглядные картины антропогенного влияния. При этом появляется практическая возможность оценки прошлой деятельности около реки по измельчению земельных участков под лугами, лесами и другими природными объектами. Экологическое качество может быть рассмотрено по таким же распределениям относительно геометрических центров земельных участков, в том числе и под населенными пунктами, коммуникациями и другими антропогенными объектами.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обладает существенными признаками, новизной и положительным эффектом. В научно-технической и патентной литературе информационных материалов, порочащих новизну предлагаемого изобретения, нами не обнаружено.

На фиг.1 показано распределение всех земельных участков, расположенных на территории водоохраной зоны малой реки Большая Кокшага Республики Марий Эл, и среднестатистический график ориентировочной закономерности изменения площади земельных участков различных типов в зависимости от расстояния от истока малой реки; на фиг.2 - распределение и зависимость площади земельных участков от удаления их от береговой линии; на фиг.3 - те же изменения удаления от берега в зависимости от расстояния вдоль реки, начиная от истока; на фиг.4 - по фиг.1 для территории водоохранной зоны на левом (по течению реки) берегу реки; на фиг.5 - по фиг.2 для территории водоохранной зоны на левом берегу реки; на фиг.6 - по фиг.3 для водоохранной зоны на левом берегу реки; на фиг.7 - по фиг.1 для территории водоохранной зоны на правом (по течению реки) берегу реки; на фиг.8 - по фиг.2 для территории водоохранной зоны на правом берегу реки; на фиг.9 - по фиг.3 для водоохранной зоны на правом берегу реки; на фиг.10 приведен график зависимости максимальной площади земельных участков от расстояния от истока до центра участка по обоим берегам реки Большая Кокшага; на фиг.11 - то же на фиг.10 при двухфакторном влиянии расстояния от истока и удаления от берега по всей реке Большая Кокшага до центров земельных участков максимальной площади; на фиг.12 приведен график изменения максимальной площади земельных участков в зависимости от удаления от левого берега; на фиг.13 приведено графическое изображение распределения лугов вдоль малой реки; на фиг.14 - то же по фиг.13 для левого берега реки Большая Кокшага в пределах водоохранной зоны реки; на фиг.15 - то же на фиг.13 по правому берегу малой реки.

Способ измерения прирусловой поймы, располагающейся на территории водоохранной зоны равнинной реки, включает такие действия.

Вначале визуально изучают проект установления водоохранных зон вдоль всей длины малой и даже средней реки. Лучше всего использовать электронные карты, так как по ним менее трудоемко и более точно определение расстояний от истока и удалений от берегов геометрических центров земельных участков. Эти участки нанесены по своим границам на картах, прилагаемых к проекту установления водоохранных зон. После измерений составляется таблица, показанная в последующих примерах.

Из всего водосборного бассейна выделяется водоохранная зона реки или ее притока, также выделяются по проекту установления водоохранной зоны на картах земельные участки по категориям земельного кадастра и формам собственности, при необходимости проводятся дополнительные геодезические измерения, космические или аэрофотосъемки земельных участков в водоохранной зоне для уточнения границ между ними. Затем определяются на картах водоохранной зоны реки или ее притока геометрические центры каждого земельного участка, измеряют расстояния от истока и удаления от берегов до центров каждого земельного участка, а также по данным земельного кадастра или же по картам водоохранных зон получают значения площади каждого земельного участка.

Графическое представление распределений земельных участков выполняют по расстояниям от истока и удалениям от берега, затем результаты измерений группируют по берегам реки или ее притока, по участкам собственности муниципальных образований и хозяйствующих субъектов, а также по категориям земельного кадастра и видовому разнообразию растений растительного покрова.

Для повышения точности измерений при составлении проекта установления водоохранных зон реки или ее притока составляются электронные карты.

По течению малой реки или ее притока за естественные характерные места и границы группировки земельных участков принимают также излучины и другие формы руслообразования реки или ее притока.

По статистическим данным измерений расстояний от истока, удалений от берегов и площади земельных участков моделированием выявляют закономерности распределения земельных участков и их удалений по расстояниям от истока реки или ее притока для различных группировок.

Способ измерения прирусловой поймы, располагающейся на территории водоохраной зоны малой равнинной реки и имеющей земельные участки с различной растительностью и антропогенным воздействием, включает такие действия.

Вначале визуально или по картам водоохранной зоны из проекта становления водоохранных зон конкретной реки изучают расположение земельных участков и определяют последовательность проведения дополнительных натурных геодезических или картографических измерений.

Затем определяются на картах водоохраной зоны реки или ее притока геометрические центры каждого земельного участка, измеряют расстояния от истока и удаления от берегов до центров каждого земельного участка, а также по данным земельного кадастра или же по картам водоохранных зон получают значения площади каждого земельного участка.

Графическое представление распределений земельных участков выполняют по расстояниям от истока и удалениям от берега, затем результаты измерений группируют по берегам реки или ее притока, по участкам собственности муниципальных образований и хозяйствующих субъектов, а также по категориям земельного кадастра и видовому разнообразию растений растительного покрова.

Для повышения точности измерений при составлении проекта установления водоохранных зон реки или ее притока составляются электронные карты.

По течению малой реки или ее притока за естественные характерные места и границы группировки земельных участков принимают также излучины и другие формы руслообразования реки или ее притока.

По статистическим данным измерений расстояний от истока, удалений от берегов и площади земельных участков моделированием выявляют закономерности распределения земельных участков и их удалений по расстояниям от истока реки или ее притока для различных группировок.

Примеры. Фрагменты исходных данных полевых и картографических измерений малой реки Большая Кокшага, протекающей через Кировскую область и Республику Марий Эл с истоком на границе Костромской области и устьем на реке Волга после Чебоксарской ГЭС, приведены в данных табл.1 (951 земельный участок) и табл.2 (872 земельных участка).

Сумма двух таблиц дает матрицу исходных данных для статистического моделирования по 951+872=1823 земельных участка с разнотипной растительностью (лес, луг, пастбище) и антропогенным воздействием (пашня, населенные пункты, асфальт, песок, старицы и пр.).

Река нами принимается за распластанное живое существо, медленное орографическое поведение которой по ходу водотоков позволяет приспосабливаться тем или иным видам растений к своим местообитаниям. Человек, как правило, нарушает это медленное взаимоотношение и вводит волновые возмущения в распределение участков земли. Эта гипотеза полностью подтверждается закономерностями изменения площади земельного участка (человек их размельчает, а лесные массивы, наоборот, их укрупняют вдоль водоохраной зоны реки).

Таблица 1
Левый берег реки Большая Кокшага на водоохранной зоне от истока до устья № п.п. Землевладелец № земельного участка Характеристика земельного участка Параметры земельного участка Расстоя
ние от истока L, м Удаление от берега l, м Площадь участка S, га 1 клх. Кокшага 1 луг 388,1 16,5 2,8 2 - «» - 1 пашня 384,2 44,4 2,3 3 - «»- 2 лес 913,1 39,9 0,4 4 м.л.х. Кикнурский 3 лес 1126,6 26,2 1,9 5 клх. Кокшага 4 лес 1359,5 27,9 0,8 6 -«»- 4 пашня 1491,2 45,7 0,3 7 - «» - 5 луг 1648,1 14,5 1,2 8 - «» - 5 пашня 1605,9 53,7 0,4 9 -«»- 6 луг 1923,9 28,9 2,2 10 м.л.х. Кикнурский 7 лес 2240,6 19,1 0,6 … … … … … … … 948 -«»- 491 лес 299132,0 190,0 5,6 949 -«»- 491 лес 298992,0 310,0 5,4 950 -«»- 491 лес 299282,0 390,0 4,0 951 -«»- 492 лес 299312,0 90,0 3,3

Таблица 2
Правый берег реки Большая Кокшага на водоохранной зоне от истока до устья № п п. Землевладелец № земельного участка Характеристика земельного участка Параметры земельного участка Расстояние от истока L, м Удаление от берега l, м Площадь участка S, га 1 клх. Кокшага 1 луг 393,0 17,2 2,3 2 -«»- 1 пашня 384,2 25,4 2,5 3 -«»- 2 лес 384,2 19,4 0,3 4 м.л.х. Кикнурский 3 лее 1137,6 35,9 2,9 5 клх. Кокшага 4 лес 1468,9 27,9 1,1 6 - «» - 5 луг 1871,8 28,9 1,7 7 -«»- 6 лес 2001,5. 27,8 0,6 8 м.л.х Кикнурский 7 лес 2223,5 24,1 2,0 9 клх. Кокшага 8 лес 2392,9 21,9 0,2 10 -«»- 9 луг 2446,4 20,6 0,4 … … … … … … … 870 -«»- 432 лес 296292 100,0 1,1 871 -«»- 433 песок 296252 65,0 0,8 872 -«»- 434 лес 296542 65,0 0,5

Изменение площади S земельных участков с различными носителями в зависимости от расстояния L от истока до геометрического центра земельного участка (а также и от удаления l от берега реки поперек водоохранной зоны) происходит по среднестатистическим закономерностям в виде одной и той же конструкции уравнения

где S₀ - начальное значение площади территории вокруг истока реки, га, а₁…а₄ - параметры модели (1) биотехнического закона проф. П.М.Мазуркина, принимающие конкретные числовые значения для конкретных популяций земельных участков.

По этому же закону (1) ведут себя популяции лесных деревьев, поэтому площадь является основным параметром любого живого организма и популяции организмов, в ходе своей жизнедеятельности старающихся увеличивать за счет конкуренции пространство своего места обитания.

Далее приведем конкретные примеры.

Река в целом. Все земельные участки вдоль обоих берегов реки Большая Кокшага на всей протяженности примерно 300 км распределяются по закономерности (фиг.1) в виде уравнения

Эти же участки располагаются в зависимости от удаления от берега малой реки (фиг.2) по формуле

Тогда получается, что удаление центров земельных участков от берега реки зависит также от расстояния вдоль реки (фиг.3) по формуле

Левобережье водоохраной зоны реки. Геэкологические закономерности по стороне, на которой заметно влияние столицы РМЭ города Йошкар-Олы, получили следующий вид:

- площадь земельных участков (фиг.4) зависит от расстояния

- площадь земельных участков в зависимости от удаления от берега распределяется (фиг.5) по формуле

- удаление от берега вдоль реки (фиг.6) распределяется по математическому выражению

Правобережье водоохраной зоны реки. Ландшафтные закономерности распределения земельных участков различной функциональной нагрузки имеют следующий вид:

- площадь земельных участков зависит от расстояния (фиг.7)

- площадь земельных участков в зависимости от удаления от берега распределяется (фиг.8) по формуле

- удаление от берега вдоль реки распределяется (фиг.9) по формуле

Распределение максимальных участков. Без учета первой составляющей геоэкологической закономерности (1) образуется распределение максимальных участков по площади в зависимости:

- от расстояния от истока до центра участка (фиг.10, фиг.11) по обоим берегам реки Большая Кокшага

- от удаления от берега реки центра земельного участка (фиг.12) по левой стороне малой реки Большая Кокшага

Уравнение (11) доказывает общеизвестный факт из биологии, что любые виды растений и животных в ходе эволюции стремятся увеличивать свои размеры. Поэтому на реке Большая Кокшага, на которой расположены особо охраняемые территории заповедника «Большая Кокшага», еще сохранились одновидовые земельные участки больших размеров, хозяйственное освоение полей и лесов приводит к измельчению одновидовых участков земель по площади. Это измельчение можно оценить так называемыми орографическими группами, последовательно выделяемыми из общего роя точек.

По формуле (12) удаленность от берега оказывает сложное влияние по двум биотехническим законам, первый из которых показывает изменение площади земельных участков в верховьях реки, а второе - примерно от границы между двумя субъектами федерации. Причем граница имеет относительно значимую ширину, а остальные территории по берегам освоены хозяйственной деятельностью различных организаций и сельхозпредприятий.

Для детального анализа необходимо разделять земельные участки на различные группы.

Участки луга. Например, земельные участки с лугами, часть из которых подвергается сенокошению (но только не в пределах государственного заповедника), были выделены, и для них определены следующие закономерности:

- по всей реке распределение лугов по площади (фиг.13)

- по левому берегу распределение лугов (фиг.14) происходит по закону двойного роста

- по правому берегу распределение лугов (фиг.15)

Таким образом, луга нарастают по площади только на территории Кировской области, а на территории Республики Марий Эл они подвержены сильному измельчению. При этом правая сторона реки Большая Кокшага имеет лучшие по площади луга только в пределах территории государственного заповедника «Большая Кокшага».

Предлагаемый способ прост в практической реализации, хотя и требует много труда при неавтоматизированных картографических измерениях. С повсеместным появлением спутниковой системы ГЛОНАС появится возможность четкого позиционирования геометрических и иных (например, по максимальной урожайности растений или продуктивности почвы) центров любых земельных участков и даже территорий ландшафтов, природных и природно-антропогенных конгломератов.

Изобретение относится к исследованиям ландшафтов водоохранных зон и водозащитных полос малых рек с растительностью и может быть использовано при экологической оценке реки или ее притока. Сущность: измеряют длину притока и площадь водосбора. Распределяют притоки по отличительным группам по наличию растительного покрова на территориях бассейнов водосбора реки и ее притоков. Оценивают влияние отличительных орографических особенностей рельефа и ландшафта, расположенных на территории водосбора притоков. Из всего водосборного бассейна выделяют водоохранную зону реки или ее притока. Также выделяют по проекту установления водоохранной зоны на картах земельные участки по категориям земельного кадастра и формам собственности. Определяют на картах водоохраной зоны реки или ее притока геометрические центры каждого земельного участка. Измеряют расстояния от истока и удаления от берегов до центров каждого земельного участка. Также по данным земельного кадастра или же по картам водоохранных зон получают значения площади каждого земельного участка. Графическое и/или математическое представление распределений земельных участков выполняют по расстояниям от истока и удалениям от берега. Результаты измерений группируют по берегам реки или ее притока, по участкам собственности муниципальных образований и хозяйствующих субъектов, а также по категориям земельного кадастра и видовому разнообразию растений растительного покрова. Технический результат: повышение функциональности и точности анализа. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 15 ил.

1. Способ измерения земельных участков вдоль прирусловой поймы для анализа размещения этих участков, включающий измерение длины притока и площади водосбора, распределение притоков по отличительным группам по наличию растительного покрова на территориях бассейнов водосбора реки и ее притоков, оценку влияния отличительных орографических особенностей рельефа и ландшафта на территории водосбора притоков, отличающийся тем, что из всего водосборного бассейна выделяют водоохранную зону реки или ее притока, также отмечают по проекту установления водоохранной зоны на картах земельные участки по категориям земельного кадастра и формам собственности, при необходимости проводят дополнительные геодезические измерения, космические или аэрофотосъемки земельных участков в водоохранной зоне для уточнения границ между ними, затем определяют на картах водоохраной зоны реки или ее притока геометрические центры каждого земельного участка, измеряют расстояния от истока и удаления от берегов до центров каждого земельного участка, а также по данным земельного кадастра или по картам водоохранной зоны получают значения площади каждого земельного участка, графическое и/или математическое представление распределений земельных участков выполняют по расстояниям от истока и удалениям от берега, затем результаты измерений группируют по берегам реки или ее притока, по участкам собственности муниципальных образований и хозяйствующих субъектов, а также по категориям земельного кадастра и видовому разнообразию растений растительного покрова.

2. Способ измерения земельных участков вдоль прирусловой поймы для анализа размещения этих участков по п.1, отличающийся тем, что для повышения точности измерений при составлении проекта установления водоохранных зон реки или ее притока составляются электронные карты.

3. Способ измерения земельных участков вдоль прирусловой поймы для анализа размещения этих участков по п.1, отличающийся тем, что по течению малой реки или ее притока за естественные характерные места и границы группировки земельных участков принимают также излучины и другие формы руслообразования реки или ее притока.

4. Способ измерения земельных участков вдоль прирусловой поймы для анализа размещения этих участков по п.1, отличающийся тем, что по статистическим данным измерений расстояний от истока, удалений от берегов и площади земельных участков моделированием выявляют закономерности распределения земельных участков и их удалений по расстояниям от истока реки или ее притока для различных группировок.