CC BY
54
крытое Акционерное общество Таганрогский научно-технический комплекс им. ГМ. Бериева (РФ). - №2008109361/22; Заявл. 11. 03. 2008; Опубл. 20.07. 2008, Бюл №20. - 6 с.
5. Яковлев А. Н., Каблов Г. П. Гидролокаторы ближнего действия. - Л.: Судострое-
ние, 1983. - 200 с.
6. . ., . ., . . -
ские системы. - Ростов-на-Дону: Ростиздат, 2004. - 400 с.
Волощенко Вадим Юрьевич
Технологический институт федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южный федеральный университет» в г. Таганроге E-mail: Vigcorp@mail.ru
347935, Россия, г.Таганрог, ул.Чехова, д.154 А, кв.10, тел.: 8(8634)37-17-95 Кобзев Виктор Викторович ЗАО «БЕТА ИР»
E-mail: v.kobzev@beta-air.com
347928, Россия, г. Таганрог, ул. Шмидта, д.16, тел.: 8(8634)37-17-95 Voloshchenko Vadim Yurievich
Taganrog Institute of Technology - Federal State-Owned Educational Establishment of Higher Vocational Education “Southern Federal University”
E-mail: Vigcorp@mail.ru
Flat 10, corp. A, № 154, Chekhov Street, Taganrog, 347935, Russia Ph: +7(8634)37-17-95 Kobzev Victor Viktorovoch ETA AIR JSC
E-mail: v.kobzev@beta-air.com
16, Shmidta Str., Taganrog, 347928, Russia, Ph: +7(8634)37-17-95
УДК 551.46+574.58
В. В. Колесниченко, В. Б. Митько
ГИДРОФИЗИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ МЕЛКОВОДНЫХ РАЙОНОВ В ЦЕЛЯХ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
В данной статье говорится о воздействии трубопроводов и работ, ведущихся на шельфе и в Балтийском море, на окружающую среду. Целью данной статьи является обоснование необходимости создания гидроакустического комплекса для мониторинга мелководных районов и предложение одного из возможных вариантов такой системы.
Экология; шельф; Балтийское море; трубопровод; диагностический комплекс; параметрический гидролокатор бокового обзора.
V. V. Kolesnichenko, V. B. Mitko
HYDROPHYSICAL MONITORING OF SHALLOW WATER REGIONS FOR GOALS OFECOLOGICAL SAFETY GUARANTEEING
The given article is told about effect on environment of pipelines and the works conducted on a shelf and in Baltic sea. The purpose of the given article is the substantiation of necessity of creation of a hydroacoustic complex for monitoring of shallow areas and the proposition of one ofpossible variants of such system.
Ecology; shelf; Baltic sea; pipeline; diagnostic complex; parametrical side-scan sonar.
В настоящее время всё более актуальными становятся экологические проблемы, появившиеся в результате деятельности человека. Одна из них связана с добычей и использованием различных видов углеводородов. Нефть и газ - два главных, на данный момент, источника экологических угроз, но не единственные.
Самый простой способ устранения этих проблем - это прекращение использования любой деятельности, направленной на добычу, хранение, транспортировку и использование этих природных ресурсов. Такой подход не может быть реализован в силу понятных и объективных причин. Так как почти любая деятельность человека в той или иной степени связана с этими двумя видами ресурсов, и полное прекращение их использования в данный момент времени не представляется воз,
норм и стандартов добычи, хранения, транспортировки и использования этих ви. -ники, используемой в данных видах деятельности, в том числе трубопроводов, которые несут большую угрозу с точки зрения экологии, так как наблюдение за ними и их обслуживание зачастую не только затруднено, но и опасно для человека. В связи с этим необходимо разрабатывать новые методы и технические средства для мониторинга, отвечающего современным требованиям.
, , -, . с большими скоплениями залегающих в этих местах ископаемых, и с удобством в отгрузке нефти и нефтепродуктов на танкеры. К числу таких работ следует отнести и работы, связанные с трубопроводами, проложенными по дну мелких морей и .
Аварийные ситуации на трассах трубопроводов могут быть разными: это и появление свищей вследствие скрытых дефектов Ли человеческого фактора; и террористические акты, которые пока ещё трудно оперативно предотвратить; могут появиться трещины или разломы вследствие провисания трубопровода или , , . -17т быть катастрофичны не только для отдельно взятого района или одной страны, но и для более глобальных масштабов.
В зону таких потенциально опасных участков попадает и Балтийское море, от экологического состояния которого зависит жизнь миллионов людей не только в , , -ства. Стоит отметить, что не любая катастрофа может привести к последствиям , : -нения, время обнаружения, оперативность устранения течи и многое другое. Однако любая катастрофа приближает нас к таким последствиям, и поэтому трубопроводы должны быть удостоены особого внимания со стороны человечества. За ними должен быть установлен круглосуточный мониторинг в любую погоду, чтобы можно было вовремя выявить и/или спрогнозировать потенциально опасные , .
Раздел I. Методы и средства экологического мониторинга водных районов
Экологическое состояние Балтийского моря уже оставляет желать лучшего; в море ежедневно сбрасываются тысячи тон очищенных и не очищенных отходов различного рода. Из-за недостатка кислорода в «мертвую зону», непригодную для существования живых организмов, превратилась примерно одна шестая часть Балтийского моря - 70 тысяч квадратных километров, заявил руководитель управления WWF в немецком Штральзунде Йохен Ламп. По его словам, реки приносят в море большое количество удобрений, используемых в сельском хозяйстве. Они создают невыносимые условия для существования живых организмов. В связи с , , , , касается прибрежных районов, где идут различного рода стройки, работы по укреплению побережья и т.д.
Балтийское море представляет собой неглубокое шельфовое море. Преобладают глубины 40-100 м. Наиболее мелководными районами являются проливы Каттегат (средняя глубина 28 м), Эресунн, Большой и Малый Бельты, восточные части Финского и Ботнического заливов и Рижский залив. Эти участки дна моря имеют выровненный аккумулятивный рельеф и хорошо развитый покров рыхлых отложений. Большая же часть дна Балтийского моря характеризуется сильно расчленённым рельефом, имеются относительно глубокие котловины: Готландская (249 м), Борнхольмская (96 м), в проливе Сёдра-Кваркен (244 м) и наиболее глубокая - Ландсортсъюпет к югу от Стокгольма (459 м). Многочисленны каменные гряды, в центральной части моря прослежены уступы - продолжения кембрийско-ордовикского (от северного берега Эстонии к северной оконечности о. Эланд) и , , -аккумулятивные формы рельефа.
, , -сти донных осадков, так и под ними. Трубопровод, проходящий по поверхности дна, можно достаточно качественно осмотреть, прибегая к помощи водолазов, а ту его часть, которая уходит в грунт, уже нельзя осмотреть также качественно. К тому же такой метод мониторинга довольно опасен для самого водолаза, требует больших финансовых затрат и довольно продолжителен по времени. Здесь же не стоит исключать и человеческий фактор.
С этой точки зрения перспективным является мониторинг трубопровода с использованием гидроакустических средств, при этом можно использовать необитаемые подводные аппараты, стационарные гидроакустические комплексы, гидро-
, , -
.
Благодаря слабому затуханию акустических волн в воде, по сравнению со световыми видимого спектра, полоса обзора акустической съемки может превы-1 . . -ние, похожее на аэрофотосъемку, но только в ультразвуке. Поэтому, как средство уменьшения стоимости инспекций, контроль с помощью гидролокатора весьма эффективен по трудозатратам и значительно быстрее, чем визуальный контроль с помощью подводного аппарата с видеокамерой. Благодаря автоматизации процедуры обработки изображений в реальном времени возможно получение отчета непосредственно в ходе съемки без необходимости обработки данных на берегу .
С помощью гидроакустических средств можно выполнять следующие задачи: 1) ( );
2) ;
3) ( ) -
стояния утяжеляющего покрытия;
4)
;
5) ;
6) .
Для выполнения этих задач больше всего подходит гидролокатор бокового обзора (ГБО). Острый «гол зрения» ГБО создает условия формирования акусти-, . распознать эти объекты. Никакой другой тип гидролокатора не может дать столь ясно интерпретируемой картины дна и объектов на нем. В центральной части изо-« », , -
« ».
к дну, обычно на расстоянии от 2 до 50 метров. Это достигается установкой антенн на погружаемом в воду буксируемом устройстве с хорошими гидродинамически, -.
обзора перед многолучевым эхолотом с встроенной функцией ГБО, антенна которого крепится к борту или днищу судна и подвержена качке.
Однако выполнить полноценную оценку и спрогнозировать состояние трубо- , -зовать все доступные средства в комплексе.
В связи с этим актуальным представляется проект по созданию судовой гидроакустической системы наружной диагностики технического состояния морских магистральных труб, разработанный в ОАО «Концерн «Океанприбор» [5].
В качестве ГБО в такой системе предпочитаемым было бы использование параметрического ГБО со сканирующей характеристикой направленности для обнаружения заиленных объектов и трубопроводов, разработанного и описанного в .
Характерной особенностью параметрических гидроакустических систем является наличие излучающего тракта, принцип действия которого основан на эффекте нелинейного взаимодействия акустических волн. Этим обусловлены характеристики параметрических систем, такие как:
1. Высокая разрешающая способность по углу за счет узкой характеристики направленности в режиме излучения;
2. Высокая разрешающая способность по дистанции за счет возможности излучения коротких импульсов и сложных сигналов вследствие широкополосности излучающего тракта;
3. Помехоустойчивость за счет чрезвычайно низкого уровня бокового излучения;
4. Помехоустойчивость за счет увеличения отношения сигнал/помеха при использовании сложных сигналов с большой базой;
5. Постоянство эхо-контакта с одним и тем же рассеивающим объемом при изменении рабочей частоты в широком диапазоне за счет частотно-независимой характеристики направленности параметрической антенны;
6. Возможность классификации объектов локации путем получения дополнительной информации с помощью широкополосных сигналов;
7. Малые габариты, вес и др.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. . .
// -
технический журнал «Технологии ТЭК». 2006. №5(30). С. 61-65.
2. .
// -
«Технологии ТЭК», август 2004.
3. . . -
строения гидролокационного устройства обнаружения малоразмерных целей на морском шельфе: Выпускная квалификационная работа. - РГГМУ, 2008.
Митько Валерий Брониславович
Российский государственный гидрометеорологический университет, г. Санкт-Петербург
E-mail: vmitko@yandex.ru; vmitko@ArcticAS.ru 198188, , - , . , 30, . 62
.: +7(812)784-7518, : +7(812)371-9257
Колесниченко Вадим Владимирович,
E-mail: aeroklaus@mail.ru
Mitko Valery Bronislavovich
Russian State Hydrometeorological University, Saint-Petersburg
E-mail: vmitko@yandex.ru; vmitko@ArcticAS.ru
Of. 62, 30, Vasja Alexeev Str., Saint-Petersburg, 198188, Russia
Ph.: +7(812)784-7518, fax: +7(812)371-9257
Kolesnichenco Vadim Vladimirovich
E-mail: aeroklaus@mail.ru
УДК 534.6
A.M. Гаврилов, P.O. Ситников, Г.М. Грачева
МНОГОЗНАЧНОСТЬ СТРУКТУРЫ ДАЛЬНЕГО ПОЛЯ СФЕРИЧЕСКИ СХОДЯЩЕГОСЯ ВОЛНОВОГО ПУЧКА
В работе теоретически и экспериментально впервые показано, что структура поля в дальней зоне фокусирующего излучателя качественно изменяется в зависимости от значения кривизны фазового фронта £>0. Установлены условия, при которых для рассматриваемого излучателя на акустической оси в дальней области поля формируется максимум или минимум амплитуды. Получено качественное согласие теоретических и экспериментальных результатов. Предложен новый метод диагностики неоднородностей среды.
; ; фронта; экспериментальные исследования; диагностика неоднородностей.
А.М. Gavrilov, R.O. Sitnikov, G.M. Gracheva
MULTIFORMITY OF A FAR FIELD STRUCTURE OF SPHERICALLY CONVERGENT WAVE BEAM
