CC BY
23МОНИТОРИНГ
в.в. затягалова, руководитель Отдела радиолокационного мониторинга, н.А. Филимонова, специалист Отдела радиолокационного мониторинга, Инженерно-технологический центр «СканЭкс»
космические технологии России: во благо экологии азово-черноморского региона
В последнее время зкологический мониторинг в Азово-Черноморском регионе становится все более актуальным. Как показывает статистика, загрязнения определяются комплексным влиянием факторов разной природы, включая разведку и добычу нефти на шельфе, ее транспортировку, морское судоходство, речной и береговой сток, естественные выходы нефти. Но все же судоходство, сопровождающееся несанкционированными сбросами нефтесодержащих вод, определенно оказывает значительное влияние на экологическое состояние морской среды и береговой зоны.
Поэтому обнаружение и идентификация нефтяных загрязнений, возможность выявления транспортных судов как предполагаемых источников этих загрязнений на трассах рекомендованных судоходных путей и на подходных путях к портам является важнейшим инструментом по их предотвращению в контексте экологической политики, проводимой причерноморскими государствами в рамках Комиссии по защите морской среды Черного моря от загрязнения.
Обширные площади акваторий, протяженность маршрутов движения судов и их многочисленность, невозможность или отсутствие постоянного прямого наблюдения за экологическим поведением судна со стороны органов портовых властей определило необходимость мониторинга, построенного на средствах дистанционного зондирования Земли из космоса.
С помощью радиолокационных средств наблюдения, таких как космические радиолокаторы с синтезированной апертурой (РСА), возможно обнаружение пленок практически всех видов нефти и нефтепродуктов по характе-
ристикам радиосигналов, отраженных от морской поверхности. Нефтяные пленки под действием поверхностного натяжения создают локальные области ветрового выглаживания, контрастно различимые на снимке по отношению к окружающей их морской поверхности,
что является физической основой применения радиолокационных снимков в данной задаче.
РСА позволяют достаточно точно определять пространственно-временные характеристики загрязнений нефтью и нефтепродуктами морской поверхно-
Рис. 1. Технологии прямого приема, обработки и доведения готовых продуктов на основе радиолокационных изображений до заказчика
■М_____________________________________________ИИП
AllllK-rj™
Рис. 2 б. Ситуационная карта Керченского пролива, составленная по результатам обработки снимка Radarsat-1 от 6.8.2008.
На карте показаны район затопления носовой части танкера Волгонефть-139 (желтая точка), загрязнения нефтепродуктами, вытекающими из затопленной секции танкера и пленочные загрязнения (оттенки красного)
сти, включая параметры загрязнения (границы, площадь), следить за их перемещением и изменениями во времени, устанавливать возможные источники загрязнения. К другим преимуществам радиолокационных данных стоит отнести получение изображения в независимости от метеоусловий и освещенности, охват съемкой значительных акваторий при достаточно высоком пространственном разрешении снимка, получение данных по любому району наблюдения с высокой периодичностью.
С начала июня 2008 г. по февраль 2009 г. в рамках пилотного проекта с ФГУ «Администрация морского порта Новороссийск» (ФГУ «АМПН») проводился оперативный радиолокационный мониторинг Черного моря. Решались такие основные задачи, как:
• контроль безопасности мореплавания района порта Новороссийск, подходных путей к нему, Керченского пролива;
• экологический мониторинг акватории Черного моря.
В ходе проекта была отработана технология сбора, оперативной обработки и анализа данных со спутников Radarsat-1 (Канада) и Envisat-1 (Европейское космическое агентство) с пространственным разрешением от 8 до 150 м и с размером кадра от 50х50 до 500х500 км2. Данные принимались в режиме реального времени на отечественные универсальные малогабаритные станции «УниСкан» в Москве, в течение 1-2 часов оперативно обрабатывались и передавались в Новороссийск в конфиденциальном режиме посредством спецализированного веб-интерфейса (геопортала). Благодаря этим очевидным преимуществам достигалась высокая оперативность получения информации. Уникальное решение, основанное на веб-картографическом подходе, позволило оперативно отображать радиолокационное изображение, текущую экологическую обстановку акватории, проводить интегральный анализ разновременных съемок, определять суда и их координаты, визуализировать загрязнение и устанавливать источник его происхождения.
Рис. 2 а. Фрагмент спутникового изображения Керченского пролива, Radarsat-1, 06.08.2008, режим Стандартный, разрешение 25 м (CSA, MDA, ИТЦ «СканЭкс», 2008)
Рис. 3. Пленочные загрязнения в порту Керчь, Radarsat-1, 13.07.2008
Рис. 4. Загрязнения Керченского пролива -сброс льяльных вод общей площадью 64 кв. км с проходящего судна (координаты 45°7'9" с.ш., 36°30'11" в.д.), Radarsat-1
WWW.NEFTEGAS.INFO
\\ МОНИТОРИНГ \\ 39
МОНИТОРИНГ
Рис. 5. Танкер «Расим Акар». В результате инспектирования судна выявлена неисправность нефтеочистного оборудования. «Расим Акар» стал, вероятно, первым танкером, задержанным по результатам спутниковой радиолокационной съемки в России
При решении задачи контроля безопасности мореплавания одновременно во время спутниковой съемки портовыми службами Новороссийска
грязнений. Так, в пяти случаях после комплексного анализа были достоверно определены суда, виновные в нелегальном сбросе нефтепродуктов.
там спутниковой радиолокационной съемки в России.
Кроме этого, в ходе проекта был обнаружен дрейф шлейфа загрязнения от затонувшей носовой части корпуса танкера «Волгонефть-139» в акватории Керченского пролива. В период 29.06.08 - 06.08.08 наблюдался регулярный выход мазута в виде нитевидных шлейфов. По данным официальных представителей Федерального агентства морского и речного транспорта РФ, именно эти данные, оперативно обработанные и предоставленные органам исполнительной власти,стали основой для принятия решения о подъеме и утилизации затонувшего судна. Плановый спутниковый мониторинг загрязнений нефтепродуктами дополнил имеющиеся средства портового контроля и позволил расширить возможности контроля безопасности мореплавания на всю акваторию Черного моря. Во время проекта были выявлены судовые разливы в зонах ответственности Украины, Турции, Болгарии, Румынии и Грузии.
Рис. 6. Справа: разлив (отмечен красным цветом) в зоне ответственности Турции, утро 28.10.2008, Envisat-1. Слева: разлив (повторно зафиксирован) в зоне ответственности Турции, вечер 28.10.2008, Radarsat-1
проводилось наблюдение обстановки в акватории порта и на подходах к нему с помощью береговых видео- и радиолокационных средств, с целью подтверждения зафиксированного разлива по РЛИ (радиолокационным изображениям). Оперативность в сочетании с возможностью сопоставления снимков с системы управления движением судов (СУДС) позволила идентифицировать «виновников» за-
После чего ФГУ «АМП Новороссийск» задержал «виновников» и провел расследования, предусмотренные международными конвенциями. Одним из них был следовавший в Новороссийск под флагом Панамы танкер «Расим Акар». В результате инспектирования судна выявлена неисправность нефтеочистного оборудования. «Расим Акар» стал, вероятно, первым танкером, задержанным по результа-
НАИБОЛЬШАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ПЯТЕН НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ ПРИУРОЧЕНА:
• к судоходным трассам (Босфор -Новороссийск, Новороссийск - Сам-сун, Одесса - Босфор, судоходные трассы из Азовского в Черное море и подходные пути Керченского пролива),
• к якорным стоянкам (Керченский пролив) на акватории крупных портов
(п. Керчь, п. Кавказ, подходные пути к п. Новороссийск, п. Самсун). Максимальный по площади разлив за весь период мониторинга зафиксирован в зоне ответственности Турции 28 октября 2008 г. съемкой спутника Егт^аМ. Длина разлива составила 120 км, площадь 54,655 км2.
В рамках задачи экологического мониторинга также были обнаружены антропогенные загрязнения нефтью и нефтепродуктами: аварийные и судовые разливы, в частности,в прибрежной зоне - нефтезагрязнения, вызванные донными очистительными работами, хозяйственными, бытовыми и канализационными стоками городов, выносами рек.
По завершении проекта проведен комплексный анализ полученных результатов. За время мониторинга оперативно получено и проанализировано 56 радиолокационных изображений. Фактически загрязнения содержатся на 70% съемок. Результаты проекта показали, что аварийные разливы, незаконные сбросы нефтесодержащих вод с судов составляют
64% 15%
5% \ 16%
■ Судовые разливы
■ Аварийный разлив
Прибрежные антропогенные выносы
Пленки ПАВ
Рис. 7. Общее число загрязнения
79% от общего числа загрязнений, а антропогенные выносы в прибрежной зоне составили 16%.
Анализ результатов показал,что в основном на 60% спутниковых съемок сброс нефтепродуктов с судов
наблюдается в утреннее время, что, по-видимому, связано с ограниченной возможностью контроля акватории в ночной период. А расположение большинства загрязнений, преимущественно судового происхождения, на значительном расстоянии от берега определяется ограниченностью зоны наблюдения береговыми средствами контроля портовых служб. Проведенный проект показал эффективность радиолокационного мониторинга, позволяющего получить полноценную информацию о пространственном распределении загрязнений, а также выявить связь между загрязнениями и их источниками. Стоит отметить важную особенность новороссийского проекта - высокую оперативность предоставления результатов обработки данных. Важен и тот факт, что загрязнения акватории наблюдались в зонах ответственности всех стран Черноморского бассейна. Это наглядно демонстрирует, что интересы экологической безопасности Черного моря требуют координации усилий всех прибрежных стран.
Молдавия
Украина
Дговсквр МОРЕ
Румыния
о;
5
С|_
ТО
С,
О
иО
Россия
I-*-.
тэ
><
ь>
г
I щ
Турция
Рис. 8. Интегральная карта загрязнений. Наглядно видна приуроченность большинства загрязнений к судоходным трассам
WWW.NEFTEGAS.INFO
\\ мониторинг \\ 41
