Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка технологий многоуровневого регионально-адаптированного экологического и геодинамического мониторинга морей Российской Федерации в первую очередь районов шельфа и континентального склона.

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Выполнение этапа проекта
Проект
02.447.11.4001
Организация
ИО РАН

Разработка технологий и системы комплексного мониторинга морской среды, в первую очередь в районах шельфа, с целью оперативной оценки изменения состояния среды, природных опасностей, влияния антропогенного воздействия и разработка на этой основе прогностических моделей развития явлений и процессов. Технология должна основываться на совместном использовании данных дистанционных (включая спутниковые) и контактных измерений, создании новых технических средств. Итогом работы должно быть создание пилотного варианта системы мониторинга и его экспериментальная апробация в морских районах, связанных с развитием топливно-энергетического комплекса на шельфах морей (на примере шельфа Каспийского моря).

Соисполнители

Организация
ООО "НПО "РАДАР"
Организация
ИПФ РАН
Организация
ФГБУ "ГО ИН"
Организация
ФГБУ "КаспМНИЦ"
Организация
ГЦ РАН
Организация
ИБВВ РАН
Организация
ИВП РАН
Организация
ИПНГ РАН

Этапы проекта

1
01.06.2005 - 30.09.2005
2
01.10.2005 - 08.12.2005
• Выполнен эскизно-технический проект (ЭТП) разработки экспериментального образца судового радиолокатора для обнаружения нефтяных пятен на водной поверхности. Изготовлены антенна с низким уровнем боковых лепестков, элементы СВЧ части твердотельного приемо-передатчика с малошумящим приемником, стабильный задающий генератор;

• Разработаны структурная и функциональная схемы судового многофункционального лидара СМФЛ. Этот лидар, сочетающий поляризационный метод лидарного зондирования для обнаружения слоев повышенной мутности в водной толще и флуоресцентный метод для обнаружения загрязнений на поверхности и в приповерхностном слое, не имеет зарубежных аналогов. Разработаны технические требования к основным элементам СМФЛ, в частности на изготовление двухчастотного лазера на АИГ:Nd.
• Подготовлен эскизный проект на измеритель светового режима (ИСР) на поверхности моря и в водной толще. Изготовлены отдельные узлы.
• Подготовлен эскизный проект на автономный зонд-прозрачномер, прредназначенного для измерения показателя ослабления света (прозрачности) морской воды и его вертикальной и временной изменчивости в составе автономной профилирующей системы «Аквазонд». Выполнено лабораторное макетирование оптико-электронного блока прозрачномера, в результате которого и с учетом расчетных параметров системы сбора и обработки информации получены количественные показатели, полностью соответствующие требованиям ТЗ.
• На основе сбора, обработки и анализа радиолокационных изображений спутника Envisat построена карта распределения пленочных сликов, связанных с грифонами, на акватории Каспийского моря, интегрированная в специально созданную ГИС-оболочку. Анализ карты с привлечением географических, батиметрических, геофизических, гидрометеорологических, структурно-геологических и сейсмических данных, также интегрированных в ГИС, позволил установить, что утечки нефти в зоне нахождения грифонов появляются с определенной периодичностью, в одном и том же месте; площадь отдельных сликов составляла от 0,1 до 15 км2; оценка естественного выброса нефти в море дает от 5 до 21 тыс. тонн в год.
• Разработана экспериментально-теоретическая модель диагностики пленочных загрязнений по контрастно-яркостным портретам морской поверхности, формируемым судовым радиолокатором.
• Разработаны программное обеспечение для сбора, хранения и осуществления удаленного (сетевого) доступа к спутниковым данным, включающее серверную и клиентскую программы, а также систему архивации (ввода) данных.
• Организован спутниковый мониторинг поля температуры Каспийского моря со спутников серии НОАА (США).
• Проведено обоснование выбора спутников, альтиметрические измерения которых наиболее оптимальны с точки зрения мониторинга и изучения синоптической и межгодовой изменчивости скорости ветра, высоты волн и уровня Каспийского моря.
• Выполнена модернизация существующих методик проведения комплексных подспутниковых экспериментов для региональной адаптации и верификации алгоритмов обработки спутниковых данных.
• В рамках настоящего проекта в 2005 г. ИО РАН начал работы по созданию уникального автономного заякоренного океанологического зонда-профилографа «Аквазонд», предназначенного для долговременных гидрофизических и биооптических мониторинговых измерений от приповерхностного слоя до дна. Впервые в отечественной практике разрабатывается автономный носитель для различной океанологической измерительной техники, профилирующий водную толщу в программируемом режиме.
• При проведении биологического мониторинга на акватории Каспия выявлена высокая мезомасштабная изменчивость количественных и структурных параметров бактериопланктона и фитопланктона как в пространстве, так и во времени, вне зависимости от сезонного хода сукцессии. Сам ход сезонной сукцессии также определяется климатическими условиями года, и одни и те же ее стадии в разные годы могут проходить в сильно отличающиеся (до месяца) календарные сроки. Выявлена происходящая в настоящее время перестройка пелагической экос
Развернуть
3
01.01.2006 - 31.03.2006
Выполнена разработка и доработка методик и конструкторской документации на технические средства для отдельных видов измерений, а также изготовлены отдельные узлы и блоки разрабатываемой аппаратуры. Из отдельных разделов выполненных работ необходимо отметить следующие:
Разработаны методики измерений для судового многофункционального лидара (СМФЛ) и лазерного проточного флуориметра (ЛПФ); разработаны конструкции отдельных узлов и блоков СМФЛ и ЛПФ; изготовлены отдельные узлы и блоки СМФЛ и ЛПФ;
Изготовлены детали и выполнена сборка стабилизатора вертикали измерителя светового режима на поверхности моря; подготовлен калибровочный стенд и выполнена калибровка датчиков наружной и подводной облученности измерителя светового режима;
Доработаны оптико-электронный блок, электрическая блок-схема и конструкция автономного зонда-прозрачномера.
Разработана конструкторская документация и изготовлены отдельные узлы и блоки профилирующей системы «Аквазонд».
Разработана конструкторская документация и изготовлены отдельные узлы и блоки донно-буйковой станции.
Усовершенствованы методики спутниковых и биологических наблюдений.
Развернуть
4
01.04.2006 - 31.08.2006
На 4-м этапе работы создан пилотный вариант системы комплексного мониторинга для Каспийского моря, включающего все ее составные части, а также проведены предварительные натурные испытания отдельных компонентов системы. Подготовлены Программы и методики государственных приемочных испытаний. По отдельным компонентам системы выполнены следующие работы:
• Доработана конструкция судового радиолокатора «Обозрение» и проведены эксперименты по оценке динамического диапазона приемника. Выполнены оценки энергопотенциала радилокатора и биологической безопасности.
• Завершено изготовление узлов и блоков экспериментального образца судового многофункционального лидара СМФЛ и выполнена его сборка. Проведены определительные испытания излучателя ИЗ-24, входящего в состав лазера ЛТИ-24, и подготовлено руководство по его эксплуатации.
• Разработана конструкция трехканальной измерительной системы лазерного проточного флуориметра ЛПФ, предназначенной для проведения непрерывных измерений. Доработанный вариант проточной кюветы обеспечивает минимум паразитных засветок и предотвращение скопления пузырьков воздуха и различного рода загрязнений.
• Завершено создание автономного зонда-прозрачномера ПУМ-А и проработаны вопросы работы прибора ПУМ-А в составе автономной профилирующей системы «Аквазонд». Методика работы с прибором была отработана в лаборатории и окончательно доведена при натурных испытаниях на Черном море.
• Завершено создание информационной базы данных, которая на отчетном этапе пополнилась новыми таблицами. Разработаны программы для пополнения базы данных файлами двух новых типов – судовых данных и графическими файлами. Создана клиентская программа, позволяющая выполнять запросы к базе данных.
• Изготовлены узлы и блоки автономной профилирующей систеимы «Аквазонд».. Проведены предварительные испытания изделия.
• Изготовлена конструкторская документация, электронные блоки, прочные корпуса и радиовеха донно-буйковой станции. Проведены натурные испытания доплеровского измерителя параметров течения Aquadopp-Continental, входящего в состав донно-буйковой станции.
• Разработана и апробирована Интегрированная База Данных Спутниковой Альтиметрии Каспийского моря (ИБДСА «Каспий»).
Развернуть
5
01.09.2006 - 31.10.2006
Основным итогом настоящей работы является создание пилотного варианта системы мониторинга и его экспериментальная апробация в морских районах, связанных с развитием топливно-энергетического комплекса на шельфах морей (на примере шельфа Каспийского моря).
Согласно требованиям Технического задания, пилотный вариант системы комплексного мониторинга морской среды содержит следующие составные части:
• Судовой комплекс аппаратуры для дистанционных и контактных измерений, отбора и анализа проб воды, морского аэрозоля и поверхностного микрослоя.
• Автономную профилирующую систему «Аквазонд», обеспечивающую долговременные автономные гидрофизические, гидрохимические и оптические измерения в процессе вертикального профилирования водной толщи от приповерхностного слоя до дна в фиксированной географической точке.
• Донно-буйковую автономную станцию, предназначенную для мониторинга сейсмического процесса на изучаемой акватории, обнаружения среднесрочных и краткосрочных предвестников сильных землетрясений, обнаружения турбидитных потоков, обнаружения донных оползней и явлений, их предваряющих (крип и локальные микроземлетрясения на склонах морского дна), обнаружения волн цунами в открытом море.
• Программно-методическое обеспечение для сбора, хранения, обработки и анализа спутниковой информации, включающая комплекс программ для обработки спутниковых данных с целью картографирования пленочных загрязнений по данным космической радиолокации; биооптических характеристик подповерхностного слоя (хлорофилл, взвесь) и аэрозоля по данным спутниковых сканеров цвета; спутникового мониторинга уровня различных частей Каспийского моря на основе альтиметрических данных TOPEX/Poseidon и Jason-1; дистанционного определения расхода Волги по данным спутниковой альтиметрии; мониторинга температуры поверхности моря, мезомасштабной структуры и динамики вод по данным спутников серии NOAA; восстановления мезомасштабных полей течений из последовательности спутниковых ИК-изображений водной поверхности.
• Информационную базу данных, обеспечивающую возможность сбора, хранения и осуществления удаленного (сетевого) доступа к судовым и спутниковым данным и включающая набор программ для реализации регионально-адаптированных численных моделей для получения диагностических и прогностических оценок, а также клиентскую программу, осуществляющую функции автоматизированного рабочего места (АРМ).
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002-2006 годы

Программное мероприятие

2.2 Проведение опытно-конструкторских, технологических и экспериментальных разработок по приоритетным направлениям развития научно-технической сферы (в том числе на долевой основе с хозяйствующими субъектами)
Продолжительность работ
2014 - 2015, 18 мес.
Бюджетные средства
9,4 млн
Организация
ИО РАН
профинансировано
Тема
Разработка технологий многоуровневого регионально-адаптированного экологического и геодинамического мониторинга морей Российской Федерации в первую очередь районов шельфа и континентального склона.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
8
Тема
Разработка комплексного программно-аппаратурного метода интеграции микросейсмического, геоэлектрического и геохимического полей для прогнозирования ресурсов углеводородов континентального шельфа Арктики.
Продолжительность работ
2009 - 2010, 18 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Количество заявок
3
Тема
Исследования по совершенствованию методов изучения и обоснованию новых подходов к оценке перспективности районов освоения минерально-сырьевых ресурсов шельфа, континентального склона и глубоководной части Мирового океана.
Продолжительность работ
2011 - 2013, 22 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
0
Тема
Разработка методов и создание экспериментального образца системы мониторинга шельфовой зоны морей Российской Федерации, в том числе в районе Крымского полуострова на основе спутниковых и контактных данных
Продолжительность работ
2014 - 2016, 27 мес.
Бюджетные средства
150 млн
Количество заявок
7
Тема
Создание научной базы для устойчивого развития топливно-энергетического комплекса северных регионов России в условиях изменения природной среды и климата.
Продолжительность работ
2009 - 2010, 18 мес.
Бюджетные средства
12 млн
Количество заявок
2