Ръководство №9 Приложение на елементите на географската информационна система на Рамковата директива по водите

2.1 Нива на кодирането чрез уникален идентификационен код

A. На най-високото ниво в структурата водните маси и речните мрежи трябва да бъдат идентифицирани;

В. Възможно е да се наложи подразделяне на тези елементи в подкатегории. Това не може да бъде изцяло предварително планирано, тъй като може да изникне на по-късен етап в следствие на промени във физическите или екологичните граници. Следователно, кодирането на подразделението не трябва да противоречи на първоначално установеното кодиране;

C. Мониторингът на статуса, влиянията и въздействие обикновено са свързани с водните маси и могат да се превърнат в екстензии на кодирането на водните маси;

D. Дифузните влияния може да се свържат с множество водни маси. Следователно те трябва да бъдат идентифицирани със собствени кодове и да бъдат свързани обратно с водните маси чрез връзки в базата данни.

Ръководство No.9 Приложение на Географските Информационни Системи (ГИС) към Рамковата Директива по Водите

Предложената структура на кодиране трябва да се придържа към следните принципи:

1. 
   Генериране на уникални европейски кодове;
   
2. 
   Създаване и поддръжка на кодове от страна на тези, които могат да ес справят с това по най-ефективен начин.
   

Трябва също така да се има предвид:

1. 
   Генерирането на съглсувани Райони на речни басейни и европейски кодове, където е възможно;
   
2. 
   Използване на кодове, които носят информация, където това е възможно, особено в случаите на автоматично кодиране. Тази информацяи може да бъде използвана за:
   

b) проверка на данните

c) определяне на организациите, които отговарят за поддръжката на кодовете.
Поддръжката на кодовете е важна; кодовете трябва да могат да бъдат поддържани гъвкаво от различни организации.

3. Местни пространствени характеристики

Това включва мониторинг на влиянията, въздействията и статуса и някои водни маси. Пример: Изпускане на вещества от общински институции и индустриални обекти, въздействия от земеделски дейности, места за отвеждане на подпочвени води, крайбрежни водни маси и др. Тези характеристики се идентифицират и кодират на местно ниво и се подчиняват на принципите на INSPIRE за местна поддръжка на данните. Докато кодовете на характеристиките не са строго погледнато пространствени данни, а по-скро придатък към тях, може да се следват същите принципи.

Препоръчителен подход:

1. 
   Всяка страна-членка се идентифицира с уникален двусъставен код съобразно стандатрите ISO 3166-1-Alpha-2;
   
2. 
   Всяка страна-членка определя сама органите на властта и агенциите, които управляват и наблюдават местните характеристики. (За станциите за мониторинг съответната агенция е тази, която ги е създала; другите аенции могат да ги използват станциите).
   
3. 
   Местните агенции и власти създават уникални кодове за характеристиките и станциите за мониторинг в рамките на местните административни райони;
   
4. 
   След това уникалните европейски кодове се генерират от обединяване на горните три елемента.
   

Когато само една организация се заема с идентификацията на специфичните характеристики в дадена страна-членка, тогава стъпка 2 от посочените по-горе не е задължителна.

Препоръчва се използването на четирицифрен код за идентифициране на компетентните органи на властта, създаващи кодовете, и на характеристиките и станциите за мониторинг. Тези четирицифреи кодове могат да бъдат разделени на два кода от по две цифри, за да се представи местната йерархия и да с даде възможност за допълване. Страните-членки могат да използват всякаква структура за кодиране, която отговаря на местните изисквания, при условие, че:
Ръководство No.9 Приложение на Географските Информационни Системи (ГИС) към Рамковата Директива по Водите

• 
  Кодовете имат начален елемент от два знака, прибавен преди докладването на ниво Европейски съюз, чрез който се идентифицира страната-членка в съответствие със стандартите ISO 3166-1-Alpha-2 за кодовете на страните;
  
• 
  Целият идентификационен код не надвишава 24 знака (като се включи и двусъставния код на страната-ченка) ;
  
• 
  Всеки идентификационен код е уникален в рамките на страната-членка.
  

4. Характеристики с хидрологична свързаност

Реките са представителен пример за случаи, в които гравитацията определя хидрологичната свързаност и посоката на течението. Степента на свързаност може да достигне до различни страни-членки. Езерата, крайбрежните и междинните води са хидрологично свързани помежду си чрез речната мрежа. Следователно е добре реките да се вземат предвид още в началото.

4.1 Метод на кодиране на реките

След като реките вече са идентифицирани, съществуващото кодиране може да бъде разширено. Броят на допълнителните реки може многократно да превишава броя на вече кодираните. Следователно може да се наложи преразглеждане с оглед на съгласуването между съседните страни-членки.

Най-добре е идентификацията на реките да бъде компютъризирана. Кодирането може да бъде просто, например да се състои от последователни идентификатори; все пак се препоръчва приложението на структурирани хидрологични кодове. Това дава възможност за провеждане на бързи и автоматизирани анализи, без да е необходимо да се прибягва до ГИС. Йерархическата същност на речните структури предполага систематично кодиране. Чрез приложение на една и съща система за кодиране кодовете могат автоматично да бъдат определени.

В случай, че няма по-добър наличен вариант за хидрологично кодиране, се препоръчва прилагането на модифицираната система Pfafstetter. Тази система се нуждае от допълнително разработване, за да може езерата да се включат пълноценно в нея. В бъдеще е възможно истемата да бъде модифицирана или заменена с друга. Засега тя може да бъде възприета като временно решение, тъй като предлага механизъм за уникално кодиране на речните сегменти, като едновременно с това капсулира хидрологичните речни структури. Може да се използва и друг метод на кодиране, стига да се достигне наличието на уникални идентификационни кодове с дължина не повече от 22 знака. Кодовете, състоящи се от по-малко от 22 знака, не трябва да бъдат допълвани с нули отпред.

Хидрологичните и нехидрологичните идентификационни кодове трябва да започват с двусъставния код на страната-членка.

4.2 Кодиране на реките

В основната част на документа е обяснена кодовата структура MS¹ MW N1 N2 N3 N4, … заедно с Модифицираната система за кодиране Pfafstetter. Заедно с MW (морските води) и N1 N2 N3 N4, … (речния сегмент) компонентите могат да предоставят уникални хидрологично структурирани кодове, които да интегрират всички повърхностни водни маси. Алтернативен вариант е заместването на тези компоненти с код, състоящ се от не повече от 22 знака.

4.3 Кодиране на реките – Въпроси относно практическото приложение

4.3.1 Трансгранично кодиране на реките

Ако страните-членки желаят са си сътрудничат в създаването на уникалните кодове на трансграничните реки, може да използват системата Pfafstetter. Най-високото ниво на кодиране в системата от кодове Pfafstetter може да включва крайбрежните зони на оттичане. Това ще запази първите знаци от кода за всяка от страните-членки по продължение на главния канал. По граничните райони може да ес използва по-детайлно кодиране. След това всяка страна-членка може да продължи подробното кодиране според собствените си необходимости; след като този процес приключи, ще бъде кодиран целият водосборен басейн, така че да се осигури хидрлогична свързаност.

Методът Pfafstetter може да бъде прилаган в случаите, когато една от съседни страни-членки желае да промени практиката си за кодиране. Например границите надолу потечението могат да бъдат възприети като морски граници. Може да се приеме, че дяловете от водосборните басейни на територията на страна-членка с течение на водите нагоре, идват от опростена топология на водосборния басейн. Независимо от това, кой подход ще бъде избран, съгласуването на стратегиите за кодиране по граничните райони е задължително.

4.3.2 Споразумения за съгласуване

Създаването на идентификационни кодове за реките изисква хармонизация между съседните страни-членки. Трябва да не се допуска в опитите да се постигне споразумение за системите за кодиране да се стигне до изработване на дублиращи се идентификатори за различните райони на речни басейни в рамките на дадена страна-членка. Налични са следните възможности за избягване на този риск:

• 
  Може още в началото да бъде разработена общоевропейска или обща за цялата страна-членка система за кодиране, в рамките на която да ес създадат кодове за всички основни реки;
  
• 
  Уникалните кодове могат да бъдат допълнително подсигурени чрез използването на кода на морските води – идентификатор на морските води в съответствие с разпоредбите на Международната организация по хидрография с възможност за допълнително подразделяне в рамките на регионалните морски споразумения;
  
• 
  Там, където различните реки се вливат в едни и същи морски води, началните елементи на кодовете на страните-членки и на морските води могат да бъдат последвани от кода на зоната на устията в страната-членка.
  

Ръководство No.9 Приложение на Географските Информационни Системи (ГИС) към Рамковата Директива по Водите

4.3.3 Влияние на езерата върху кодовете на реките

Най-лесният начин да се кодират реките и техните басейни чрез езера е да се изобразят езерата като широки речни канали. Това е демонстрирано във фигури 1 и 2.

Речната мрежа е свързана чрез пунктир през езерото. За големите езера е необходима по-дълг и начупена пунктирна линия. Общият изследователски център и някои страни-членки постигат това, като изработват част от изображенията на ръка. След това се кодират основните притоци към мрежата.

Чрез използването на дигитален модел и чрез игнорирането на наличието на езеро можем да определим как и къде границите на подбасейна пресичат езерото. Интерполацията между възвишенията на въображаемата пресечна точка на реките и възвишенията на извън езерото създават леко хълмиста повърхност, която пресича езерото и се оттича към въображаемата пресечна точка на реките. Линиите на най-стръмните възвишения ще определят въображаемите вододели през езерото.

Ръководство No.9 Приложение на Географските Информационни Системи (ГИС) към Рамковата Директива по Водите

Описаният по-горе метод важи единствено за дигитализираните речни мрежи с дигитален модел на възвишенията. Един нежелателно следствие от този метод етова, че притоците не се вливат в езерата в една точка. Това може ад бъде наблюдавано на Фигура 3 при приток 6.

На фигура 4 е показан алтернативен метод, който включва езерата. Този метод определя водосборните басейни на притоците чрез пресечната точка на притока и езерото. Междинните зони са определени, както и в предишния метод, но са пресечени от брега на езерото. Този метод ще се окаже по-подходящ в следващите етапи на кодиране на по-малките притоци по продължението на езерния бряг; освен това той осигурява по-добра хидрологична класификация. Ето защо той е за предпочитане пред предишния.

На следващите нива на кодиране езерният бряг може да бъде възприеман като речен бряг на широк главен речен канал. Така главните притоци могат се идентифицират в междинните басейни и се постига по-високо ниво на разделяне на подбасейни и междинни подбасейни.

Ръководство No.9 Приложение на Географските Информационни Системи (ГИС) към Рамковата Директива по Водите

Докато тече този процес на прецизна идентификация на притоците кодовете на междинните басейни ще се отнасят за два отделни езерни бряга. Вж. Фигура 5.

56 58 53 55	5 51 52 57 59	53	54	55 57

Тъй като кодовете на междинните басейни не са подходящи за идентифициране на езерните брегове, трябва да бъде създадена отделна система за тази цел. Тази нова система също включва подразделяне на подбасейни от езера, номерирани с нечетни цифри на Фигура 5. Притоците, които се вливат в езерото, са кодирани според логиката а хидрологията, както се вижда на фигура 5. Заедно с главния речен канал тези притоци ще бъдат основния източник на вливане в езерата.

4.3.4 Общи аномалии в идентификационните кодове на реките

Реките могат да се изгубят в подземните системи. По-силният поток в зоните на сливане на няколко реки може да не идва от водосборния басейн с горно течение с най-голяма площ. Тези и други аномалии изискват намеса на ръчно чертане, за да ес подпомогне автоматизираният процес там, където не може да ес справи.

4.3.5 Тестване на Кодовата система Pfafstetter

Общият изследователски център генерира Pfafstetter кодове за цяла Европа в прототипната Географска информационна система. Първите речни канали бяха идентифицирани от дигитални модели на възвишенията. Наличните векторни карти бяха използвани за подобряване на автоматичната интерполация в по-равните райони и за определянето на границите на езерата. Речните канали бяха свързани чрез езерата. Генерираните кодове се състояха в общия случай от 6 или по-малко цифри.

Ръководство No.9 Приложение на Географските Информационни Системи (ГИС) към Рамковата Директива по Водите

5. Езера

5.1. Кодиране на езерата

Речните продължения, реални или въображаеми, които попадат в рамките на някое езеро, могат да бъдат кодирани по нормалния начин. Обикновено едно езеро се свързва с множество речни продължения, реални или въображаеми. Фигура 6 показва кодове на реки, генерирани около езеро. На този начален етап от кодирането има три речни продължения, които езерото пресича. Тъй като границите на дренажните зони на реките и езерата обикновено не съвпадат, не можем да очертаем ясни вътрешни връзки.

Трябва да бъде избран един представителен уникален код за езерото. Кодът на продължението по посока на долното течение е подходящ за тази цел, тъй като е сигурно, че той е уникален. Следователно там, където се използва хидрологично кодиране на реките, използването на кода на продължението по посока на долното течение съшо така предоставя хидрологична информация. В такъв случай могат да бъдат прилагани числовите тестове Pfafstetter.

Бреговите ивици могат да бъдат идентифицирани чрез двуцифрен допълнителен код, като четните представят левия бряг, а нечетните – десния. Ако е необходимо допълнително подразделение, могат да бъдат добавени още две цифри. Тези кодове могат да бъдат съставяни ръчно, за да идентифицират следващи подразделения.

Може да ес използва алтернативна кодова структура за езерата и бреговите ивици. В идеалния случай уникалността на новите кодове за езерата и бреговите ивици трябва да бъдат очевидни за този, който ги създава. Разширенията на кодирането на речната мрежа и използването на последователни идентификатори са желателни, като са допустими интервали в рамките на редицата.

Обобщение:

• 
  Кодовете на езерата могат да ползват същия формат като този на междинните речни басейни, пример ‘51’ в случая с кодирането по метода Pfafstetter на фигура 6;
  
• 
  Хидрологичната свързаност може да бъде определена директно от кодовете на езерата, ако се използва Pfafstetter или друг хидрологичен код за реките;
  
• 
  Бреговете на езерата трябва да използват последователен формат на кода с възможност за допълнително подразделяне, например две двойки цифри: 51-10/00;
  
• 
  Уникалността трябва да бъде действително очевидна.
  

Ръководство No.9 Приложение на Географските Информационни Системи (ГИС) към Рамковата Директива по Водите

5.2. Решаване на проблемите, свързани с аномалиите на езерата

Възможни аномалии:

1. 
   Езера, в които не се вливат реки;
   
2. 
   Сезонни езера или такива, чиито обем се променя съществено според сезона;
   
3. 
   Няколко малки езера на територия, по-малка от 0.5 km² по продължението на река, по-дълга от 10km²;
   
4. 
   Други частни случаи.
   

Тези и подобни изключения изискват ръчно доработване на уникалните кодове. В случай, че аномалиите се окажат твърде многобройни за това, може да ес използва прост системен код (e.g. уникално цяло число в рамките на района на речни басейни или хидрологичната зона).

6. Междинни водни маси

Препоръчаната система за кодиране на реките ще се простира до морските води и ще поддържа хидрологичните връзки. Тези речни продължения, които попадат изцяло в зоните на междинните води, могат да бъдат добавъчни сотйности към характеристиките на базата данни, които да ги определят като междинни. Около периферията на междинните водни маси има речни продължения, които частично попадат в междинните води. Следователно характеристиките на базата данни в комбинация с точките на ГИС трябва да идентифицират тези части от речните продължения, които се намират в рамките на междинните водни маси. Следователно няма кодова система, която да осъществява директна връзка с кодирането на реките.

Може да се подходи разумно от гледна точка на хидрологията към кодовете на междинните води, като се използва кодът за устияат на речните продължения като код за междинните водни маси. Така може да се определят езерата и реките с горно течение.

7. Крайбрежни водни маси

Както вече беше обсъдено в разделите за кодиране на реките, уникалните идентификатори за морските води могат да бъдат направени международни, като се използват идентификатори в съответствие с разпоредбите на Международната хидрографска организация, като се даде възможност за доплълнително подразделяне според регионалните морски споразумения. Този въпрос трябва да се разреши в контекста на изводите, направени от работните групи, които се занимават с топологията и класификацията на междинните и крайбрежните води.

Ръководство No.9 Приложение на Географските Информационни Системи (ГИС) към Рамковата Директива по Водите

8. Подпочвени води

За подпочвените води се препоръчват следните кодове:

• 
  Двусъставен код на страната-членка (ISO 3166);
  
• 
  Код на подпочвената водна маса до 22 знака.
  

Според РВД подпочвените води могат да бъдат класифицирани като отделни подпочвени водни маси или група от подпочвени водни маси. Подпочвените води могат също така да бъдат класифицирани като плитки или дълбоки водни маси, като точната дефиниция на тези понятия все още е в процес на обсъждане.

Подпочвените води трябва да бъдат рзпределени в подкатегории по няколко причини. Работната група 2.8 към РВД “Ръководство по критериите за оценка и класификация на подпочвените води Guidance” препоръчва подпочвените води да бъдат разпределени в подкатегории с оглед на статистиката. В рамките на това ръководство е предложен критерий за мрежите за мониторинг; ако този критерий не е изпълнен, мрежата за мониторинг трябва да бъде пригодена спрямо него или подпочвената водна маса трябва да бъде разделена на подкатегории (http://www.wfdgw.net/).

Рабтната група 2.8 също така е разработила система за кодиране на подпочвените води и техните подкатегории. Тази система отговаря на статистическия критерий, който беше разработен за оценката и класификацията на подпочвените води. В рамките на този критерий подпочвените водни маси и техните подкатегории имат различни кодове и могат да бъдат разглеждани поотделно. Използването на тази система за кодиране на подпочвените води в рамките на ГИС може да причини известни трудности поради факта, че уникалният код за всеки полигон е съставен от два кода, които се съхраняват поотделно. Трябва да бъде създаден нов уникален код за всеки полигон, и в следствие на това да бъдат поддържани три кода.

IВ бъдеще може да възникне необходимост от въвеждането на нов код за трянсграничните подпочвени води, за да може да се обхване цялата водна маса, независимо от границите на страните-членки.

Когато подпочвените води се причисляват към речните басейни, границите на речните басейни може да не съвпадат с тези на подпочвената водна маса. Причисляването на подпочвените водни маси към речните басейни може да бъде направено на географски принцип само в част от случаите. В много случаи причисляването ще трябва да бъде направено на административен принцип.

От изложените по-горе аргументи става ясно, че е препоръчително създаването на прости кодове за подпочвените води и въвеждането на комплексна база данни с висока степен на пригодимост и гъвкавост.

Ръководство No.9 Приложение на Географските Информационни Системи (ГИС) към Рамковата Директива по Водите

9. Подразделяне на първичните кодове

9.1 Разделение на реки и водосборни басейни

След идентификацията на речните продължения, определящи топологията на реката, трябва да се направи подразделение на тези речни продължения с оглед на целите на местното управление. Това подразделение е необходимо за станциите за мониторинг на качеството на водите, за местата за изпускане на промишлени отпадъци, за екологичните и физическите граници, например тези, които възникват от бентове или промени в геометрията на речния канал. Това подраздление ще бъде извършено на ръка.

Необходимостта от общи стандарти се определя от нуждите на докладването пред Евопейския съюз, но и от нуждите на международните райони на речни басейни. Например, може да искаме да разделим едно речно продължение на сектори, които се определят от станциите за мониторинг на качеството на водата или от основните пунктове за изпускане на градските отпадъчни води. Тъй като този процес ще трябва да бъде извършен на ръка, препоръчително е да се използват прости кодове.

Препоръчва се използването на две двойки цифри. Първата от тях позволява до 99 подразделения на речното продължение, а втората дава възможност за допълнително подразделяне на първите на по-късен етап. Може да се оставят интервали за допълнително въвеждане на информация. Например първият ръкав с горно течение на едно речно продължение може да бъде номериран с 10/00, а вторият – с 20/00. Ако е необходимо, по-нататък може да се направи допълнително подразделение чрез промяна на първата или втората двойка цифри.

Ако едно речно продължение има код Pfafstetter 57, а част от него има код 10/10, тогава целият код на съответната част е 57-10/10.