Государственный комитет по охране окружающей среды ханты-мансийского автономного округа обзо р «О состоянии окружающей природной среды Ханты-Мансийского автономного округа в 1998 году» г. Ханты-Мансийск

Скачать 6.97 Mb.

Название	Государственный комитет по охране окружающей среды ханты-мансийского автономного округа обзо р «О состоянии окружающей природной среды Ханты-Мансийского автономного округа в 1998 году» г. Ханты-Мансийск
страница	47/52
Дата публикации	17.02.2015
Размер	6.97 Mb.
Тип	Обзор

100-bal.ru > География > Обзор

1 ... 44 45 46 47 48 49 50 51 52

О мероприятиях по созданию территориальной системы экологического мониторинга

Создание службы мониторинга в округе диктовалось насущной потребностью иметь реальную картину экологического состояния территории округа и динамики происходящих на территории процессов загрязнения окружающей среды. Первоочередной целью формируемой госкомэкологией округа системы территориального экологического мониторинга является организация наблюдений за воздействием на окружающую среду нефтегазодобывающего комплекса. В создании территориальной системы экологического мониторинга ХМАО участвовали сторонние организации, в том числе по международной программе Taccis.

Работы по проведению космического мониторинга

Традиционные площадные методы обследования в округе существенно осложняются труднодоступностью значительной части территории, отсутствием во многих районах транспортной сети. В современной практике проведения мониторинга широко применяются космические средства дистанционного зондирования. Актуальность дистанционного зондирования территории с целью экологического и природоресурсного мониторинга, в том числе определения нефтяного загрязнения природных сред, давно уже не вызывает сомнений.

Координационный совет Межрегиональной ассоциации «Сибирское соглашение» по космическому мониторингу Сибири принял решение о создании региональных центров дистанционного зондирования земли в городах: Ханты-Мансийске, Томске, Барнауле и Салехарде. Главная задача центров – обеспечение органов государственной власти и природоохранных структур оперативной информацией о состоянии и изменениях окружающей среды.

В 1997 году Комитетом по охране окружающей среды ХМАО введён в эксплуатацию аппаратно-программный комплекс малой станции приема космосъемки «СканЭР» с российского спутника «Ресурс-О1» № 3 (многоспектральные сканеры МСУ-СК и МСУ-Э). За время эксплуатации комплекса (с октября 1997 года по сентябрь 1998 года) проводился регулярный прием информации и предварительная обработка материалов космосъемки; создан банк данных дистанционного зондирования; накоплен архив спектрозональной космической информации.

Дешифрирование космоснимков, полученных Госкомэкологей округа со спутника Ресурс-О1, позволил уже сейчас по отдельным районам и месторождениям (Самотлорское нефтяное месторождение, месторождения акционерного общества «Юганскнефтегаз», территории деятельности ТПП «Лангепаснефтегаз») получить объективную и достаточно достоверную картину нефтяных загрязнений.

Область применения данных космосъемки

Освоение природных ресурсов округа, обустройство нефтегазовых месторождений, строительство различных систем коммуникаций, добыча и транспортировка нефти и газа привели к масштабным нарушениям экосистем на значительных площадях. До настоящего времени не существует детальной комплексной оценки результатов и масштабов антропогенного воздействия на природную среду округа.

Главным фактором негативного воздействия на природную среду в округе являются нефтезагрязнения. Состояние подавляющего большинства трубопроводов аварийное, ежегодно происходят тысячи аварий с экологическими последствиями; известны аварии, когда в окружающую среду попадали тысячи тонн сырой нефти. При существующих технологиях добычи и транспортировки нефти загрязнения природной среды неизбежны, в основном в результате аварийных прорывов внутрипромысловых и межпромысловых трубопроводов, поэтому первоочередной задачей службы мониторинга в округе является оперативное информационное обеспечение природоохранных работ по снижению объёмов нефтезагрязнения территории.

Помимо нефтезагрязнений на территории округа широко распространены (особенно в нефтегазодобывающих районах) другие техногенные нарушения ландшафтов (загрязнение окружающей среды минерализованными водами и прочими поллютантами, гари, выруба, антропогенно обусловленные изменения гидрологического режима и т.п.). В частности, для равнинной территории округа, характеризующейся выровненным низменным рельефом и избыточным увлажнением (и, соответственно, высокой заболоченностью), построенные за время освоения нефтегазовых месторождений техногенные линейные коммуникации (десятки и сотни тысяч погонных километров дорог, трубопроводов, внутри- и межпромысловых корридоров коммуникаций и прочих промышленных объектов) явились фактором существенного ухудшения дренированности территории и массового подтопления и заболачивания земель. Все эти антропогенные нарушения окружающей среды могут отслеживаться средствами дистанционного зондирования территории.

По материалам космосъемки сканером МСУ-Э (пространственное разрешение – 35х45 м) определяются различные промышленные объекты (кусты нефтедобывающих скважин, дороги, трубопроводы, промплощадки и пр.), селитебные территории, очаги крупных пожаров; достаточно достоверно выделяются крупные нефтезагрязнения, гари, выруба, техногенно-обусловленные подтопления территории и прочие антропогенные нарушения ландшафтов.

Использование данных космического зондирования позволяет осуществлять картирование и оценку экологического состояния территории, контролировать деятельность природопользователей (соответствие промышленного строительства проектному землеотводу, прошедшему экологическую экспертизу; результаты техногенного воздействия на окружающую среду осваиваемых территорий), соблюдение режима водоохранных зон и особо охраняемых природных территорий. Разновременные космоснимки позволяют отследить изменения техногенной нагрузки в разные периоды времени; появление новых нефтяных загрязнений, площади прошедших пожаров, состояние порубочной динамики лесов; проводить наблюдения за миграцией загрязнений и другое. Возможно отслеживание послеаварийного состояния территории – оценка очистных и восстановительных работ, темпов восстановления экосистем.

Реальной является возможность осуществления мониторинга водных объектов – динамики гидрологического режима водоемов. В весеннее время прослеживаются процессы схода снежного покрова, вскрытия рек, можно также осуществлять наблюдения за развитием паводковых ситуаций; в начале паводка возможно выявление вероятных мест образования на реках ледяных заторов.

На снимках, полученных в разное время года – весна, лето, осень, отражаются изменения почвенно-растительного покрова, что дает информацию для проведения мониторинга лесных экосистем.

В конце зимнего периода на данных космосъемки отображаются ареалы загрязнения снежного покрова – атмосферные выпадения в зонах влияния промышленных предприятий и транспортных коммуникаций.

Материалы космосъемки сканером (МСУ-СК, 150250 м) можно использовать для тематического картирования территории – ландшафтного, состояния лесов, дешифрирования крупных лесных пожаров и прочее.

Комплекс работ по выявлению крупных нефтезагрязнений и доведения информации до природоохранных служб

Определение масштабов аварийности с экологическими последствиями – наиболее острый вопрос на сегодняшний день, который частично можно решить с помощью спутниковой съемки. Эксплуатация аппаратно-программного комплекса по приему информации с российских космических аппаратов серии «Ресурс-О1» обеспечивает выявление крупных нефтезагрязнений, а также обзорное отслеживание динамики негативных процессов, происходящих при разработке нефтегазовых месторождений.

Многоспектральная космосъемка позволяет идентифицировать с достаточной вероятностью замазученные участки местности с площадью загрязнения более 0,5-1 га (несколько пикселов изображения). Использование данных спутниковых съемок должно существенно оптимизировать природоохранные работы по выявлению и ликвидации нефтезагрязнений. Последовательность комплекса работ по определению мест крупных загрязнений и доведения информации до природоохранных служб следующая:

– оперативное получение данных дистанционного зондирования;

– первичная обработка полученной информации (географическая привязка снимка, отбраковка площадей, закрытых облачностью, запись данных на магнитный носитель);

– тематическое дешифрирование материалов космосъемки: выявление загрязнений окружающей среды, определение местоположения загрязненных участков, площади загрязнений;

– доведение информации в инспекторские службы межрайгоркомитетов Госкомэкологии ХМАО для наземных обследований обнаруженных (вероятностных) мест загрязнений ОПС и осуществления природоохранных мероприятий.

Первичная обработка данных космосъемки (просмотр снимка, определение района съемки, отбраковка площадей, закрытых облачностью и т.п.) осуществляется непосредственно после приема космической информации. На втором этапе обработки осуществляется географическая привязка (с точностью, соответствующей пространственному разрешению, для полученных камерой МСУ-Э снимков – 40 м) цифровых снимков с приемлемыми характеристиками (облачность, помехи и пр.). На третьем, основном, этапе осуществляется дешифрирование координатно-привязанных снимков. Обработка осуществляется методами контролируемых классификаций и последующей фильтрации полученных результатов для избавления от информационного «шума». И классификация, и фильтрация осуществляются многократно и в разных вариациях. В виде «обучающих эталонов» используются координатно-привязанные данные имеющейся информационной базы (участки замазученности и т.п.).

Основная обработка материалов космосъемки (геокодирование снимка, т.е. трансформация снимка и его координатная привязка; тематическое дешифрирование данных космосъемки) осуществляется в программном продукте «Erdas Imagine». Тематическая обработка ДДЗ проводится с использованием данных геоинформационных систем ArcInfo и MapInfo.

Для оптимизации работы инспекторских служб Госкомэкология ХМАО приступила к созданию цифровой карты нефтезагрязнений округа. При этом используются как данные недропользователей, так и результаты космосъемки; в бесснежный период выборочно проводятся полевые обследования предварительно отдешифрированных участков замазученности. Данные недропользователей о нефтезагрязнении окружающей среды, как правило, занижены на несколько порядков, эта информация применяется в основном в качестве тестовых (обучающих) характеристик для определения дешифровочных признаков.

Объективным фактором, негативно влияющим на проведение космического мониторинга, является повышенная облачность над территорией округа; большую часть получаемой съемки из-за облачности приходится отбраковывать.

Дистанционное зондирование позволяет осуществлять независимый перманентный экологический аудит территории округа. Неоспоримым преимуществом данного метода обследования является возможность достаточно оперативно выявлять реальную ситуацию на больших участках территории, в том числе в труднодоступных для наземного исследования местах.

Использование космического зондирования территории округа является первым звеном формируемой в округе комплексной многоуровневой системы мониторинга ОПС, включая создаваемую систему авиационно-наземного экологического патрулирования и мониторинга. Комплексирование возможностей космического зондирования территории со средствами САНЭПМ даст возможность сформировать эффективную высокотехнологичную систему комплексного природоохранного мониторинга, позволяющую оперативно выявлять техногенные аварии, достоверно определять объемы сбрасываемых в окружающую среду загрязняющих веществ, отслеживать экологические последствия всех относительно крупных аварий, своевременно и целенаправленно осуществлять прироодохранные мероприятия.

Создание системы авиационно-наземного патрулирования и мониторинга

В 1997 году Администрация округа заключила договор на создание системы авиационно-наземного экологического патрулирования и мониторинга (САНЭПМ) – комплексной автоматизированной системы контроля уровня антропогенного загрязнения окружающей среды и информационного обеспечения органов управления для принятия оперативных мер и планирования природоохранных мероприятий. Головным разработчиком системы является научно-производственное предприятие «Полет» (г.Нижний Новгород).

В настоящее время ряд стран разрабатывает и использует системы дистанционного мониторинга окружающей среды, предназначенные, в основном, для наблюдения за прибрежными акваториями. Самой известной из них является Шведская система наблюдения за морским пространством (MSS), разработанная компанией SSC для шведской береговой охраны. В течение 10 лет эта система используется для наблюдения за морским транспортом, обнаружения нефтяных пятен, оценки нанесенного ущерба окружающей среде, охраны рыбных ресурсов, и в реальных условиях доказала свою необходимость, полезность и пригодность. Благодаря использованию такой системы информация о состоянии морской поверхности собирается, анализируется, а затем передается соответствующему конечному пользователю на берег или на корабль. Объединенная система наблюдения за морским пространством включает в себя авианоситель, оборудованный датчиками, и наземный терминал оценки данных.

Система САНЭПМ призвана решать более широкий круг задач, в том числе дистанционное определение основных параметров выбросов нефти на поверхности воды и на почве; контроль состояния нефтегазопроводов (обнаружение утечек газа и нефти). В основу концепции построения наземно-авиационной системы мобильного экологического контроля и мониторинга положен интегрированный подход, обеспечивающий выполнение всего комплекса необходимых операций:

– замкнутая цикличность функционирования;

– структурная многоуровневость построения технологии измерений;

– мобильность работы системы, обеспечиваемая применением авиалабораторий;

– дополняемость системы подвижными наземными средствами;

– локальный экоконтроль в выбранных, наиболее важных точках региона.

Функционирование системы обеспечивается выполнением следующих основных операций:

– первичные измерения;

– сбор, передача, накопление и обработка данных измерений;

– причинно-следственный анализ экологической ситуации;

– распределение полученной информации между пользователями.

Для решения возлагаемых на САНЭПМ задач в создаваемой системе предусмотрены:

– использование передовых технологий, разработанных ведущими научными и промышленными предприятиями;

– модульный принцип построения базовых объектов системы;

– широкое использование современных средств вычислительной техники и приборного парка как отечественного, так и зарубежного производства;

– возможность быстрой адаптации к конкретным требованиям пользователей.

Система обеспечивает:

– масштабность и оперативность сбора достоверной информации о характеристиках очаговых загрязнения окружающей среды;

– поставку абонентам (органы управления, природоохранные службы, промышленные предприятия) объективной информации об изменениях экологической обстановки для принятия решений;

– создание банка данных экологической информации по контролируемому региону;

– информационную совместимость с действующими территориальными системами экологического мониторинга различного уровня, а также иными автоматизированными системами управления хозяйственной деятельностью;

– организационную, программную, техническую сохранность и защиту баз данных от разрушения и искажения на период установленного жизненного цикла системы;

– технологическую, функциональную, информационную и программную открытость для объединения с существующими информационными системами, а также для последующей модернизации и развития;

– защиту от несанкционированного доступа к информации в системе;

– устойчивую эксплуатацию объектов системы в местных природно-климатических условиях.

Методы обнаружения и измерения характеристик загрязнения окружающей среды

Дистанционные методы экологического контроля сбросов нефти и порывов нефте- газопроводов

Несомненными преимуществами обладают методы мониторинга, основанные на использовании дистанционных средств контроля, устанавливаемых на авиационных носителях.

Применение методов дистанционного радиотехнического зондирования подстилающей поверхности для решения задач экологического патрулирования на значительных площадях наиболее перспективно с использованием вертолетов-лабораторий, а для задач маршрутного экологического поиска предпочтительны целевые самолеты-разведчики.

Базовое оборудование радиотехнического экологического контроля для систем авиационного мониторинга, используемое в большинстве зарубежных разработок, строится на принципах комплексного (поэтапного) использования:

– поисковой разведки и целеуказания;

– идентификации и выявления основных количественных характеристик очагов загрязнений;

– сопровождения процессов ликвидации экологических эксцессов дистанционным измерением остаточных (локальных) явлений с повышенной точностью.

Все три фазы дистанционного мониторинга обеспечиваются поддержкой средствами оптоэлектронной визуализации и документирования.

К средствам, решающим задачи первой фазы наблюдений (разведки), относятся, в основном, локаторы бокового обзора, используемые главным образом при работе над акваториями с достаточно значительным радиусом обзора (десятки километров), зависящим от высоты полета (Н).

Вторая фаза – идентификация и количественная оценка очагов – обеспечивается средствами пассивной радиометрии в миллиметровом диапазоне (прием и регистрация радиояркостных контрастов радиоизлучения неоднородностей подстилающей поверхности). Геометрическая ширина полосы обзора составляет величину около 1,5-2 Н. Перспективные решения, которыми располагает НПП «Полет», позволяют приблизить эффективность применения миллиметровой радиометрии по точностным показателям к возможностям базовых средств, обычно применяемых на 3-й фазе мониторинга – датчикам-приемникам инфракрасного теплового излучения.

Разработанная новая технология получила признание на Втором всемирном форуме по проблеме нефтяных катастроф (Лондон, май 1995 г.) и ряде международных конференций (Orlando, Florida, 1997 г.; Copenhagen, Denmark, 1997 г.). Имеется ряд публикаций авторов в отечественных специальных изданиях (В.Ф.Брянцев, В.А.Ковалев, С.А.Пелюшенко, Н.Ю.Рунов, Ю.В Селин. Проект бортового радиотехнического комплекса экологического мониторинга. Проблемы информатизации, выпуск 3, с.36-41, М., РАН, 1997 г.; Л.И.Калашников, В.А.Долингер, В.Н.Макеев, Е.Л.Белоусов, В.А.Ковалев, П.Б.Шавин. Оперативная система авиационно-наземного патрулирования и мониторинга. Тезисы доклада 3-й Всероссийской научно-практической конференции «Новое в экологии», т. 1, с.122-133, Санкт-Петербург, 1999 г.).

Предлагаемый дистанционный метод контроля сбросов нефти по сравнению с подобными отечественными и зарубежными разработками отличается рядом новых научно-технических преимуществ, обеспечивающих расширение спектра идентифицируемых объектов и области применения разрабатываемой технологии.

Приоритет предлагаемого способа реализации радиометров основан на переходе к использованию и анализу ортогонально поляризованных входных сигналов, при обоснованно оптимальных углах наблюдения, в многочастотном режиме приема радиотеплового излучения. При этом достигается:

– на порядок более высокая стабильность и разрешающая способность метода;

– возможность идентификации и измерений объектов на местности в значительно более сложных и нестабильных внешних условиях (в т.ч. возможность измерения параметров пленок нефтепродуктов при волнении и неоднородности акваторий, и, следовательно, на земной поверхности);

– возможность исключения процессов частой (текущей) калибровки параметров элементов антенн и приемников, что в 2-3 раза увеличивает время патрулирования в одном полете и сокращает стоимость летного часа.

Обнаружение, идентификация и количественная оценка масштабов и объемов разливов нефтепродуктов на акваториях (почвах) обеспечивается измерением и обработкой данных теплового радиояркостного контраста – выходных сигналов приемных каналов. Так, при вариациях толщины нефтяной пленки в пределах от 0,01 до 1,5 мм в 8-мм радиоканале величина радиояркостного контраста достигает 150 К.

Универсальность метода мм радиометрии предопределила его преимущественное использование в условиях ограниченных возможностей по размещению всего комплекта желаемых средств дистанционного контроля на вертолетах и малых самолетах-лабоpатоpиях. Круг решаемых задач по организации количественных наблюдений методами миллиметровой радиометрии весьма широк. Главное достоинство миллиметровой радиометрии заключается в возможности оценки загрязнений наземно-водных поверхностей выбросами нефти (нефтепродуктов). Радиометр миллиметрового диапазона позволяет фиксировать излучения, как от верхней, так и от нижней границ нефтяных пятен и, следовательно, производить дистанционное измерение как площадей, так и толщины (объемов) аварийных разливов.

Успешное измерение величины контрастов интенсивности pадиоизлучений наземно-водного покрова и объектов в диапазоне от 3 до 50 мм обеспечивается и тем, что здесь имеются окна прозрачности атмосферы, в которых отсутствуют избирательные линии поглощения естественного газового состава атмосферы, а наличие обычных атмосферных неоднородностей (облачность, задымленность) лишь частично поглощает (рассеивает) тепловое излучение «снизу», не создавая трудностей в наблюдениях.

Снятие pадиояpкостных «миллиметровых портретов» местности с успехом производится и в ночное время (в отличие от «оптики»). И, наконец, применение метода дистанционного радиометрического обнаружения и контроля со значительной долей достоверности (до 80% и более) позволяет определять характер исследуемой поверхности: нефть, вода, почва, металл и др., а в ряде случаев и определять их основные радиофизические характеристики (проводимость, диэлектрическую проницаемость и т.д.), что необходимо для идентификации источника загрязнения (рис. 4.6.2).

Рис. 4.6.2. Результаты натурных испытаний радиометрических комплексов обнаружения разливов нефти

Вместе с тем возможности радиометрического метода, особенно в сочетании с методом инфракрасной разведки, далеко не исчерпываются обнаружением нефтесбросов и определением их параметров. Высокая чувствительность, большой динамический диапазон аппаратурных комплексов, специальные методы обработки и представления информации позволяют использовать их в следующих направлениях:

– контроль состояния теплопроводов, обнаружение мест их прорывов и некачественной изоляции;

– контроль водных путей, наблюдение за действиями служб при ликвидации последствий столкновения судов, поиск потерпевших аварии воздушных судов;

– контроль состояния нефтегазопроводов (обнаружение утечек газа и нефти);

– наблюдение за лесами (болезни растительности, лесоразработки);

– наблюдение за развитием паводков, разливов рек, снежных покровов, ледоставом, действиями ледоколов;

– картирование местности.

В «точечном» режиме для наблюдения за процессами с высокой разрешающей способностью в конкретном месте экологического происшествия, как правило, используются ИК-датчики. При этом необходимо подчеркнуть, что эти методы дистанционной диагностики не исключают, а взаимодополняют друг друга, что и стало основой базового комплексного построения многочисленных действующих зарубежных аналогов.

Приведенный в Обзоре «О состоянии окружающей среды Ханты-Мансийского автономного округа в 1997 г.» анализ современного состояния разработок в области пассивного дистанционного зондирования, по данным из зарубежных и отечественных литературных источников, показал, что ни один отдельно взятый метод дистанционной диагностики состояния подстилающей поверхности не в состоянии полностью решить все задачи. Поэтому в качестве бортовых комплексов экологического патрулирования и мониторинга выбрана совокупность четырех базовых методов:

– микроволновая поляризационная радиометрия;

– активный локатор бокового обзора;

– инфракрасная разведка;

– теледокументирование.

Таблица 4.6.1

Основные характеристики радиометрического комплекса (РМК-Н)

Характеристики

Параметры

Рабочая полоса частот, ГГц

F1

33-35

F2

11,7-12,7

Диапазон измеряемых толщин пленки нефти, мм

0,2-12

Угловая зона визирования

в горизонтальной плоскости относительно 0 град., град.

+/-1

в угломерной плоскости относительно 55 град. к надиру, град.

+/-1

Средняя наработка на отказ составных частей не менее, час.

5000

Срок службы изделия при 1 капитальном ремонте через 10 лет не менее, лет

20

Потребляемая мощность от аккумуляторов не более, Вт

100

Масса не более, кг

8

Ориентировочная стоимость с НДС

12000 $ US

Контактные методы определения параметров нефтевыбросов

Несмотря на то, что дистанционные методы определения основных параметров нефтевыбросов в настоящее время приобретают все большее значение, контактные методы не потеряли своей актуальности из-за меньшей стоимости и простоты эксплуатации.

Принцип действия и основные характеристики приборов, разработанных НПП «Полет», приведены ниже.

Переносной радиометрический комплекс

Переносной радиометрический комплекс (РМК-Н) предназначен для обеспечения:

– количественного определения параметров пятна нефтяного загрязнения (толщины и площади пятна разлитых нефтепродуктов);

– сопровождения развития нефтяных выбросов и процессов ликвидации экологических эксцессов путем оперативного анализа динамики очаговых и остаточных (локальных) явлений выбросов нефти;

– регистрации результатов наблюдений с привязкой к данным навигационного комплекса и выдачи их в бортовую аппаратуру комплекса технических средств автоматизации (КТС-А) мобильного наземного пункта контроля (МНПК) для последующей передачи данных по радиоканалу абонентам.

Работа комплекса РМК-Н основывается на использовании принципа радиометрического дистанционного зондирования, обеспечивающего измерение и обработку данных теплового радиояркостного контраста от различных фрагментов подстилающей поверхности (таблица 4.6.1).

Таблица 4.6.2

Основные технические характеристики действующего макета толщиномера

Характеристики	Параметры
Диапазон измерения толщины слоев нефтепродуктов на водной поверхности	10-500 мм
Ошибка измерения толщины слоя разлива нефти:
– в диапазоне 10-100 мм	10%
– в диапазоне 100-500 мм	5%
Диапазон измерения глубин водоемов	10-1000 мм
Ошибка измерения толщины слоя воды:
– в диапазоне 10-100 мм	10%
– в диапазоне 100-1000 мм	5%
Время готовности изделия к работе	Не более 5 мин.
Время обработки одного цикла измерения	Менее 1 с
Диапазон измерения скорости ультразвука в нефти с учетом температурных поправок (за плотность)	1200-1500 м/с
Погрешность измерения скорости распространения звука в нефти	Не более 2%
Ширина диаграммы направленности акустического преобразователя	(4-6)°
Вынос приемно-передающего блока при измерениях	От 0,5 до 3,0 м
Количество измерений без подзарядки аккумуляторов	До 200
Интервал рабочих температур	-20 – +50С
Время непрерывной работы от автономного источника питания	До 6 час.
Вес блока датчиков	Не более 1,5 кг
Вес электронного блока без аккумулятора	Не более 2 кг
Общая масса изделия	Не более 6,4 кг
Средняя наработка на отказ	5000 часов
Срок службы до списания	5 лет
Гарантийный ресурс	5000 часов
Гарантийный срок эксплуатации, не считая 2 лет хранения на складе	3 года
Ориентировочная стоимость с НДС	10200 $ US

В основу работы комплекса положен поляризационный двухчастотный метод определения толщины нефтяной пленки. Применение двух частот позволяет устранить неоднозначность определения толщины пленки, возникающую из-за интерференционной периодичности принимаемых сигналов, отраженных от двух границ раздела сред: воздух-пленка и пленка-вода, а использование отклика приемника на двух поляризациях позволяет произвести идентификацию источника поверхностной неоднородности и расчет толщины пленки, не прибегая к использованию дополнительной информации и данных по метеоусловиям.

Проведенные в 1997-1998 гг. лабораторные и натурные испытания действующего макета радиометрического комплекса показали соответствие полученных технических характеристик заданным в Комплексном техническом задании на САНЭПМ.

Изделие обеспечивает прием и хранение информации от системы GPS о времени и координатах проводимых измерений.

В изделии предусмотрена возможность передачи результатов измерений на внешний компьютер.

Информация о толщине пленки нефти на водной поверхности индицируется на жидкокристаллическом экране в цифровом виде, обеспечивающем возможность визуального считывания данных в условиях естественного освещения, а также и при его отсутствии – путем включения подсветки экрана.

Акустический толщиномер

Метод радиометрического обнаружения и определения параметров нефтевыбросов на водной (земной) поверхности хорошо работает при относительно тонких (до 10-12 мм) нефтяных пленках. Поэтому для измерения толщины слоя нефти на любой подстилающей поверхности используются ультразвуковые локаторы. Акустический толщиномер «Эхолот» предназначен для измерения глубины слоя разлива нефти на водной и земной поверхности в зоне непосредственного разлива нефтепродуктов, когда необходимо оценить объемы загрязнения окружающей среды.

Таблица 4.6.3

Основные технические характеристики автоматического поста индикации нефти

Характеристики	Параметры
Диапазон индицируемых концентраций растворенной нефти в воде	0,05 мг/дм³-5 мг/дм³ с дискретностью 0,25 мг/дм³
Погрешность индикации в диапазоне:
– 0,05 мг/дм³-0,5 мг/дм³	50%
– 0,5 мг/дм³-1,5 мг/дм³	30%
– 1,5 мг/дм³-5 мг/дм³	20%
Напряжения автономного источника питания	 24 В
Емкость автономного источника питания при 20 С	260 А/ч
Глубина установки подводного модуля	1,5-12 м
Длина кабеля между подводным модулем и береговым модулем	не более 500 м
Стандарт передачи данных от АПИН до центра сбора информации	Inmarsat-C
Интервал рабочих температур
для подводного модуля	0-30С
для берегового модуля	– 25-55 С
Вероятность безотказной работы в течение 8 месяцев	0,7
Срок службы до капитального ремонта	5 лет
Ориентировочная стоимость	16000 $US

При проектировании контактного толщиномера особое внимание было уделено разработке и изготовлению излучателя ультразвуковых волн в нефть. Излучаемый сигнал должен быть такой амплитуды, чтобы отраженный сигнал устойчиво фиксировался приемной аппаратурой, т.е. динамический диапазон совмещенного преобразователя (одновременно работающего на излучение и на прием) должен быть не ниже 120 дБ.

На этапе системного проекта была решена проблема изготовления широкополосного излучателя, что позволило создать макет совмещенного преобразователя переносного контактного толщиномера – резонансного демпфированного излучателя с низкой добротностью.

Проведенные в 1997-1998 гг. лабораторные и натурные испытания в Сургутском районе на базе ОАО «Сургутнефтегаз» действующего макета толщиномера показали соответствие полученных технических характеристик заданным в Комплексном техническом задании на САНЭПМ (таблица 4.6.2).

Изделие обеспечивает прием и хранение информации от системы GPS о времени и координатах проводимых измерений в количестве не менее 200.

В изделии предусмотрена возможность передачи результатов измерений на внешний компьютер по стыку RS-232.

Информация о глубине слоя разлива нефти на водной поверхности и глубине загрязненного водного бассейна индицируется на жидкокристаллическом экране в цифровом и графическом видах, обеспечивающих возможность визуального считывания данных в условиях естественного освещения, а также и при его отсутствии – путем включения подсветки экрана.

Автоматический пост аварийных выбросов нефти в поверхностных водах (АПИН)

В тех случаях, когда необходим постоянный контроль уровня содержания нефтепродуктов в воде, а использование дистанционных методов экономически нецелесообразно, например, контроль содержания нефти в воде в местах водозабора для питьевых и хозяйственных целей, или невозможно (наличие ледового покрова) – предлагается использование автоматического поста индикации нефти в воде.

АПИН предназначен для определения превышения концентраций растворенной нефти в воде относительно заданных пороговых значений.

При проектировании АПИН особое внимание было уделено разработке датчика индикации растворенной нефти, способного работать в природной воде длительное время без обслуживания (не менее 8 месяцев).

Проведенные в 1997-1998 гг. лабораторные и натурные испытания на р.Черная в Сургутском районе действующего макета АПИН показали соответствие полученных технических характеристик заданным в Комплексном техническом задании на САНЭПМ (таблица 4.6.3).

Реализация системы САНЭПМ

Для создания системы САНЭПМ была организована кооперация ведущих промышленных и научных организаций в составе:

Рис. 4.6.3. Патрульно-поисковый вертолет-лаборатория
– ОАО «Московский вертолетный завод им. М.Л. Миля» (г. Москва) в части доработки и оборудования вертолетов-лабораторий;

– ГП «Особое конструкторское бюро МЭИ» (г.Москва) в части разработки и изготовления антенно-фидерных устройств радиометрических комплексов;

– ЗАО «Салют-27» (г.Н.Новгород) в части разработки и изготовления радиометрических приемников;

– Научно-исследовательский радиофизический институт (г.Н.Новгород) в части научного сопровождения работ по радиометрическим способам измерения толщины пленок нефти и ультразвуковым методам измерения толщины слоя нефти;

– Сибирская государственная Геодезическая академия (г.Новосибирск) в части разработки цифровых карт контролируемого региона;

– НПФ «ЛЮМЭКС-МАРКЕТИНГ» (г.Санкт-Петербург) в части изготовления модуля индикации автоматического поста индикации нефти в воде.

Основным поставщиком информации о состоянии окружающей среды является поисково-разведывательная подсистема экологического мониторинга и оперативного обнаружения (идентификации) аварийных нефтегазовых выбросов в составе поисково-патрульных вертолетов (самолетов)-лабораторий, маршрутно-разведывательных вертолетов (самолетов)-лабораторий, мобильных наземных (вездеходных) патрульных комплексов-лабораторий.

Указанные объекты оснащены следующим оборудованием:

а) патрульно-поисковый вертолет-лаборатория (рис. 4.6.3):

– комплекс сканирующего многоканального радиометрического устройства миллиметрового диапазона;

– комплекс инфракрасной и ТВ аппаратуры;

– комплекс автоматизации для управления измерениями, обработки результатов, контроля работоспособности оборудования, автоматической организации оптимальных радиоканалов обмена данными, автоматизированного контроля состояния аппаратуры;

– бортовой комплекс аппаратуры радиосвязи;

– аппаратура физико-химического экспресс-анализа проб воды.

Необходимый объем навигационных данных обеспечивается как штатной аппаратурой воздушного носителя, так и дополнительным оборудованием спутниковой навигационной системы GPS.

б) маршрутно-разведывательный вертолет (самолет)-лаборатория (рис. 4.6.4):

Рис. 4.6.4. Маршрутно-разведывательный самолет-лаборатория
– комплекс линейного (несканирующего) приемного радиометрического устройства мм диапазона;

– комплекс инфракрасного сканирующего приемного устройства;

– бортовой информационно-управляющий комплекс для управления измерениями, обработки результатов, контроля работоспособности оборудования, автоматической организации оптимальных радиоканалов обмена данными, автоматизированного контроля состояния аппаратуры;

бортовой комплекс аппаратуры радиосвязи;

Рис. 4.6.5. Мобильный наземный патрульный комплекс-лаборатория
Необходимый объем навигационных данных обеспечивается как штатной аппаратурой воздушного носителя, так и дополнительным оборудованием спутниковой навигационной системы GPS.

в) мобильный наземный патрульный комплекс-лаборатория (рис. 4.6.5):

– комплекс средств энергожизнеобеспечения;

– комплекс средств автоматизации (АРМ оператора);

– комплекс средств связи;

– комплекс физико-химического анализа;

– переносный радиометрический комплекс для измерения толщины пленки нефти на поверхности воды и почвы;

– эхолот для измерения толщины слоя разлива нефти на поверхности почвы;

– комплекс средств навигационно-координатного обеспечения.

В 1997 г. был проведен этап системного проектирования. Цель системного проекта – выбор и технико-экономическое обоснование оптимального варианта построения системы. На этом этапе с учетом выбранного варианта были разработаны частные технические задания (ЧТЗ) на создание основных объектов системы, изготовлены и испытаны лабораторные макеты базовых технических средств.

В 1998 г. разработана рабочая конструкторская документация (РКД) для изготовления действующих макетов всех базовых технических средств системы, изготовлены действующие макеты, которые прошли натурные испытания в местных природно-климатических условиях на опытном районе (Сургутский район).

В 1999 г. будут изготовлены опытные образцы переносных и стационарных приборов для обнаружения и определения основных параметров нефтезагрязнений на водной и почвенной поверхностях.

С 2000 г. начинается промышленное изготовление приборного парка и внедрение в эксплуатацию на территории Сургутского района приборов и объектов САНЭПМ для обнаружения и определения основных параметров нефтезагрязнений.

В 2001 г. будет продолжена разработка приборов дистанционной диагностики параметров нефтеразливов и оснащение ими мобильных объектов системы. Серийное изготовление приборов для оснащения природоохранных органов и производственных предприятий ХМАО.