Республика Тыва обладает многочисленными целебными источниками (аржаанами), солеными и грязевыми озерами, используемыми населением для лечебных и профилактических целей. «Аржанолечение» – часть традиций и культуры тувинского народа.
Исследования природных вводных лечебных ресурсов Тувы проводилось в разное время разными авторами [1, 6-9]. В последние годы развернут комплекс работ по исследованию курортного потенциала республики, по изучению гидрогеохимических, микробиологических, геофизических других параметров целебных источников Тувы, впервые проведены медико-биологические исследования феномена стихийного (неорганизованного) аржаанного лечения. К работе привлечены ведущие научно-исследовательские институты, вузы и другие организации, специализирующиеся в этой области [4]. Получены современными методами данные о качестве, бальнеологической ценности и величине запасов минеральных источников [4]. Составляется свод природных водных лечебных ресурсов Тувы, в настоящее время в его перечень включено около 180 объектов. Издается серия брошюр, посвященных лечебным водам административных территорий Тувы (кожуунов) [1].
Цель исследования. В настоящей работе рассматривается процесс создания геоиформационного ресурса природных водных лечебных объектов Монгун-Тайгинского кожууна с целью систематизации, анализа, создания средства хранения и представления информации с включением его в геобазу «Ресурсный потенциал Республики Тыва» [3]. Современные геоинформационные технологии позволяют решать эти задачи, используя специализированное программное обеспечение. Первым опытом в этом направлении было создание ГИС-ресурса «Чойганские минеральные воды» [2].
Материалы и методы исследования
ГИС-проект гидроминеральных ресурсов Монгун-Тайгинского кожууна создавался на основе имеющихся картографических материалов, литературных источников [1, 6-9] и данных современных полевых и аналитических исследований.
В программной среде ArcGIS 9.3 создана цифровая модель исследуемой территории с использованием топоосновы 1:100 000 масштаба в проекции Transverse_Mercator GK WGS_1984_UTM_Zone_46N. Использовались следующие векторные слои топоосновы: площадные слои – водоемы, острова, населенные пункты (НП); линейные слои – реки, изолинии рельефа, дороги. Тематическое содержание проекта характеризует гидроминеральные объекты, геологическое строение, ландшафты, растительность с выделением лесных пород, почвы, земли сельскохозяйственного назначения территории. Создана цифровая модель рельефа (ЦМР). Для проведения оценки гидроминеральных лечебных ресурсов и построения тематических карт использовались аналитические возможности ГИС и методы геоинформационного картографирования.
Для составления карты гидроминеральных ресурсов кожууна в качестве исходных материалов в данном проекте использовались карты 1:25 000 масштаба, карта «Природных водных лечебных ресурсов Республики Тыва» (Аракчаа К.Д. и др., 2011), файл векторных данных 1:100 000 масштаба – «необорудованные источники».shp.
Результаты исследования и их обсуждение
В ходе анализа информации на географическую карту Монгун-Тайгинского района вынесен 21 гидроминеральный источник, включая два озера. На картах 1:100 000 масштаба представлено 5 необорудованных источников без названий, на картах 1:25 000 масштаба вынесены 9 источников без названий. По результатам экспедиционных работ 2013 г. (Аракчаа К.Д.) в Монгун-Тайгинском кожууне получены координаты источников Ала-Тайга, Аспаты, источника у оз. Ак-Холь, колонки в п. Мугур-Аксы, что позволило однозначно определить их местоположение. Анализируя местоположение источников, составлена карта, где, имена источников Доргун, Шоргун, Куш-Уялыг-Шан и Кызыл-Хая, описанные в литературе [1] были присвоены объектам карты 1:25000 масштаба. Источник Кара-Суур и Мозуту-Бажи, Куш-Уялыг-Шан вынесены на карту только по описанию [1] и требуют уточнения их местоположения. Источники под номерами 14-20, вынесены с карт 1:25000 масштаба впервые и не имеют названий.
Как известно, территория Монгун-Тайгинского кожууна принадлежит к высокогорному поясу. Проанализировано расположение водных объектов относительно положения над уровнем моря.
Рис. 1. Цифровая модель рельефа Монгун-Тайгинского кожууна
Рис. 2. Геологическая карта Монгун-Тайгинского кожууна
Для высотной оценки местоположения аржаанов Монгун-Тайгиского кожууна была создана цифровая модель рельефа (Layers – Tin), основанная на аппроксимации рельефа многогранной поверхностью с высотными отметками в узлах треугольной сети. Исходными данными при создании цифровой модели рельефа (ЦМР) являлись векторные топоданные 1:100 000 масштаба: изолинии рельефа, отметки высот и урезов воды, речная сеть (рис. 1).
Большая часть источников расположена на высотах от 2000 м и выше над уровнем моря. Самым высокогорным является аржаан Ала-Тайга (№№ 1,2) – высота 2362 м.– на восточном склоне хр. Ала-Тайга в долине р. Сарыг-Ыыматы; ист. Аспаты (№ 3) (у подножия южного склона г. Малый Монгулек), ист. Мозуту-Бажи (№ 4) (в правобережье р. Моген-Бурен) расположены на высоте 2200 м; ист. № 18 имеет высоту – 2460 м, ист. №10 – 2240 м над уровнем моря. Более низкие высоты занимают и озеро Ак-Холь и его источник (№№ 7, 8), расположенные в плоской широкой долине на левобережье р. Каргы. ( 1922 м), источник Кара-Суур находится на высоте 1890 м. Источники Доргун, Шоргун, Кызыл-Хая, источники №№ 11, 12, 13, располагаютс у подножия гор Саралыг-Ой-Тайга, ист. № 17 – у подножия г. Кадыр-Орук-Даг, ист №№ 18, 20 – у подножия гор Дыттыг-Ой-Тайга хребта Цаган-Шибету на высотах меньше 2000 м. Гидроминеральные источники кожууна сосредоточены в основном в восточной и западной частях территории и тяготеют к разломам северо-западного простирания (рис. 2).
ЦМР послужила основой для получения производных морфометрических карт-углов наклона и экспозиций склонов. Освещённость или экспозиция склонов относится к основным физико-географическим факторам, влияющим на климатические, геоморфологические и другие процессы. Этот показатель является одним из основных параметров пространственной дифференциации горных ландшафтов и может применяться для анализа теплообеспеченности и благоприятности расположения лечебных источников при их использовании. Построенная карта солярной экспозиции склонов позволяет провести анализ освещенности мест расположения источников.
Экспозиция (Aspect) склоновых элементов рельефа характеризуется незначительным преобладанием юго-западных склонов (202,5-247,5°), на которых расположены источники Доргун, Шоргун, Кызыл-Хая, №№ 11–13. На юго-восточных (112,5-157,5°) склонах расположены ист. Ала-Тайга, №№ 1, 2, к южным склонам (157,5 – 202,5°) приурочены источники № 19, 15, Аспаты (№ 3); северо-восточным (22,5-67,5°) – Мозуту-Бажи (№ 4), Куш-Уялыг-Шан (№ 10), что в основном определяется направлением горных хребтов. Озеро Ак-Холь, благодаря своему расположению в долине реки Каргы, и озеро Дустуг-Холь – долина реки Моген-Бурен – имеют хорошую равномерную освещенность в течение дня.
Основываясь на мнении Гродзинского М.Д. [5], согласно которому в горных ландшафтах склоны юго-западной экспозиции оказываются тепле и суше, чем южной экспозиции, а склоны северо-восточной экспозиции – холоднее и влажнее, чем северные, можно сказать, что наиболее благоприятные условия по теплообеспеченности имеются на источниках: Доргун, Шоргун, Кызыл-Хая, Ала-Тайга, Аспаты, №№ 11 – 13, 1, 2, 3.
Анализ крутизны склонов (Slope of Aspect), проведенный с помощью ГИС ArcMap 9.3, показал, что средняя крутизна составляет 24,6° (от 0 до 45,3°) с преобладанием участков с уклонами менее 29,6-34,7°.
Созданная карта гидроминеральных источников района сопровождается базой данных, основанной на результатах лабораторных аналитических исследований за разные годы – количественных и качественных показателях. База данных содержит так же сведения о традициях использования источников местным населением, типах обустройства. Создание баз данных в сочетании с картографическими методами анализа позволили хранить, обрабатывать, преобразовывать, отображать информацию об исследуемых объектах в картографической форме, а также в виде таблиц, графиков, текстов (рис. 3).
Рис. 3. Карта показателей источников (аржаанов) Монгун-Тайгинского кожууна, включающая сведения о традициях использования их местным населением
Выводы. Интеграция картографии и геоинформатики открывает новые возможности в познании окружающей среды. Основываясь на анализе различных картографических источников, используя данные GPS и литературные сведения, впервые создана современная карта выходов подземных вод района. ГИС, объединяя в себе функции хранения, анализа, визуализации данных, позволила создать серию карт, отражающих гидрохимические показатели источников, используя атрибутивную информацию в БД. Комплект тематических карт, характеризующие физико-географические условия, позволяет оценить рекреационные возможности местности. Создание ГИС гидроминеральных источников Монгун-Тайгинского района является составной частью информационной поддержки комплексных междисциплинарных исследований природных водных лечебных источников, изучение которых необходимо для систематизации знаний о лечебных и рекреационных ресурсах Республики Тува.