Технічна інформація

Юрій ПОПОВ,
начальник океанографічної партії відділу гідрографічних робіт
ФДУ «Одеський район Держгідрографії»

Аномальні циркуляційні процеси у водах
північно-західного шельфу Чорного моря

Створений у 2016 р. на базі філії «Одеський район Держгідрографії» океанографічний відділ продовжує активно досліджувати прибережні і припортові райони Чорного моря економічної зони України. У 2017 р. в літній період було проведено дослідження циркуляційних процесів у північних і західних мілководних районах північно-західного шельфу (далі – ПнЗШ).

У цьому районі характер руху води залежить від періоду року: холодної і теплої пори він різний. Наприклад, для зимового періоду характерні квазіпостійні течії під дією слабких змінних вітрів, помірних або сильних квазіпостійних вітрів переважно північних румбів. Термохалинна складова течій у цей період, з одного боку, послаблюється через значну вертикальну однорідність вод, з іншого – посилюється за рахунок більш активного поширення у південно-західному напрямку вод Дніпро-Бузького стоку. Течії у літній період істотно залежать від вітрових умов з вираженою мінливістю синоптичного масштабу (5–10 діб). Однак, як з’ясувалось, інерційність морського середо­вища настільки велика, що тільки вітрова складова сумарної течії приповерхневого шару може якось реагувати на ці зміни. У підповерхневих і глибинних шарах моря основ­ну роль відіграють термохалинні чинники. Глибинні течії з істотною затримкою реагують на синоптичну мінливість вітру і залежать від характеру прибережної батиметрії й орієнтації берегової лінії. Усі ці процеси свідчать про те, що характер руху вод у північних прибережних районах ПнЗШ у різні періоди року можна віднести до квазіпостійних або квазіперіодичних течій.

Існують зовнішні і внутрішні сили генерації прибережних морських течій. Крім вітру, на розвиток течій можуть впливати і нерівномірність у полі атмосферного тиску, а також гідравлічний тиск, обумовлений переміщенням під час масштабних динамічних утворень відкритого шельфу.
Незмінна спрямованість берегової лінії від Жебріянської бухти до району п. Одеса не повинна викликати істотних змін у полі течій, але неоднорідність у полі вітру і вертикальна неоднорідність донного рельєфу дна спричиняють суттєві відхилення.

Під час гідрографічних досліджень наші спеціалісти помітили, що зимові атмосферні умови традиційно супроводжуються стійкими вітрами північних напрямків, а навесні, у період перебудови баричного поля, переважають слабкі змінні вітри. Особливістю всього літнього періоду була висока повторюваність помірних і сильних північно-західних вітрів. Середні параметри вітру було зафіксовано на траверзі п’яти берегових пунктів західного узбережжя ПнЗШ – Одеси, Чорноморська, Цареградського гирла, Приморська та Усть-Дунайська (таблиця 1).

Висока стійкість літніх згінних вітрів епізодично порушувалася вітрами протилежного нагінного напрямку. З півночі на південь визначалося посилення середньо­арифметичної швидкості вітру з 3,3 до 4,3 м/с і незначне зменшення стійкості потоків з 39 до 35 %. В результаті їх впливу спостерігалися часті випадки прибережних апвелінгів, які викликали підйом холодних і солоних глибинних вод на поверхню. За таких умов відбувалось ущільнення вод уздовж усього західного узбережжя ПнЗШ і формування вздовжберегових геострофічних густинних переносів вод у генеральному північно-східному напрямку.

Таблиця 1. Середні параметри вітру в період згінних явищ (14.05–02.09.2017 р.) Рисунок 1.
Рисунок 1. Тимчасова мінливість температури води за даними морських станцій портів Чорноморськ, Одеса, Южний і гідрометеорологічного буя SWMidi­185 (період з травня по вересень 2017 р.)
Таблиця 2. Загальні відомості про апвелінги за даними гідрометеорологічного буя і МС «Одеса–Порт» (за температурою води)

Для вимірювання процесів з двох генеральних напрямків берегової лінії ми встановили біля південного мису Одеської затоки гідрометеорологічний буй SWMidi-185. Передбачалося, що його морські вимірювання відображатимуть процеси переважно південної ділянки берегової лінії, однак виявилося, що при тривалих вітрах північних напрямків буй може виявляти й активні апвелінги, що відбуваються уздовж північних берегів. Усі екстремуми мінімальної температури, зафіксовані буєм, підтверджуються ще й береговими спостереженнями на МС «Одеса–Порт» і ГП «Южний» (рисунок 1, таблиця 2).

У літній період (з 08 травня по 08 вересня) було зафіксовано понад десять випадків прибережних апвелінгів. Тривалий апвелінг спостерігався з 08 по 15 травня. Температура поверхневих вод в акваторії Одеського порту знижувалася до +8,0 °С, а в безпосередній близькості доходило і до +7,5 °С. Найсильніші згінні явища і підйоми глибинних вод спостерігалися 16–19, 25–29 червня та 31 липня – 02 серпня з температурою води в порту +8,5; +11,0 і +12,0 °С відповідно. За результатами вертикальних розподілів температури і солоності на поперечному розрізі і повторюваному 6 разів розрізі № 3 полігона «Григорівський» (розташований на траверзі Великого Аджалицького лиману) гідрографи Одеського району отримали інформацію про три випадки апвелінгу – 05 квітня, 16 червня та 06 вересня.

Найсильніший апвелінг спостерігався 16–19 червня, коли за даними океанографічної зйомки (16 червня) на поверхню вийшли води з температурою до +10,0 °С, і солоністю 17,8–17,9 ‰. Підйом щільних вод у прибережній зоні генерує інтенсивні вздовжберегові течії. У цьому випадку на горизонті 2 м спостерігалися течії східних напрямків зі швидкістю до 25–35 см/с, а на горизонті 5 м швидкість течій становила 10–20 см/с (рисунок 3). Та вже на горизонті 10 м, під сезонним термокліном, течії різко слабшали і на деяких станціях мали зворотну спрямованість.

Північно-східні течії вздовж західного узбережжя при розвитку апвелінгових явищ підхоплювали знач­ні обсяги вод дунайського, а на півночі і дністровського розвантаження та виносили їх у північну частину ПнЗШ, тобто в район проведення наших робіт. Підтвердженням цього стали супутникові знімки морської поверхні з високою роздільною здатністю (супутники Landsat-7 і Sentinel-2) (рису­нок 4 а–к). Найбільш виражено така ситуація спостерігалася у першій декаді червня (рисунок 4а). У широкій 20-мильній вздовжбереговій зоні забруднені дунайські води поширювалися від Кілійського гирла аж до траверзу Цареградського гирла. Північніше підхоплювалися води дністровського розвантаження, потік поступово звужувався, і вже у морській частині Одеської затоки утворював візуально інтенсивний циклонний вихор.

Рисунок 2. Рис. 3.а Рис. 3.б
Рисунок 2. Набори вертикальних розподілів температури (ліворуч) і солоності (праворуч) води на послідовно виконаних розрізах № 3 полігона «Григорівський» (період з 05 квітня по 10 жовтня 2017 р.) Рисунок 3. Розподіл векторів течій на горизонтах: а – 2 м, б – 5 м. Розріз № 3 полігона «Григорівський» (16 червня 2017 р.)

Спеціалістам філії при виконанні полігона «Одеський» (08 червня) вдалося інструментально зафіксувати вихрові структури в районі Одеської затоки (рисунок 4а, вставка). Приповерхневі швидкості течії на південній периферії вихору мали східну спрямованість, що відповідало візуальній картині вихору, і становили 12–18 см/с. Верхня межа сезонного термокліну в цей ранньолітній період року розташувалася на глибині 3–5 м. Вже на глибині 5 м спрямованість течій була зворотною, тобто вихрова структура спостерігалася тільки у межах тонкого верхнього квазіоднорідного шару (ВКШ). Треба відзначити, що нам видався сумнівним факт можливості вздовжберегового виносу вод дунайського розвантаження у північні райони ПнЗШ. Однак, розглянутий вище і наступні випадки у період до першої декади вересня включно (рисунок 4 б–к) вказують на те, що глибоке поширення на північ вод дунайського походження відбувалося практично протягом усього літнього періоду.

На основі даних, взятих за останній 37-річний період з архіву даних про вітровий режим в Одесі, було побудовано всі річні прогресивно-векторні діаграми вітру і виявлено роки з аналогічними або близькими вітровими умовами. Повної аналогії з поточним роком щодо тривалості односпрямованих вітрових умов знайти не вдалося, але було виявлено роки з майже місячними періодами стійких ПнЗ вітрів (серпень 1985 і 2011 рр., червень 2000 і 2015 рр.). Додатково в архівах європейських (супутник SENTINEL) і американських (супутник LANDSAT) організацій нами були знайдені знімки цього району за аналогічні місячні періоди. На рисунку 4л відображено один з таких знімків (отриманий 02 серпня 1985 р.), на якому видно виражену зону інтенсивного північного перенесення річкових вод. У 1985 р. виразно проявився антициклонічний характер великомасштабної циркуляції і посилення упорядкованого перенесення вод уздовж зовнішньої межі зони апвелінгу.

Експертні вектори течій накладено на візуальні знімки супутників Landsat-7 і Sentinel-2.

Натурні спостереження за активними процесами прибережного апвелінгу (у червні–серпні 2017 р.) ми здійснювали з гідрографічного судна «Капітан Башев». За даними, зібраними із судна та супутників, ми з’ясували, що такі процеси призвели до розвит­ку інтенсивного північного перенесення вод уздовж західного узбережжя. Праворуч від потоку вод дунайського розвантаження у тому ж напрямку поширювалися води з південної периферії шельфу, насичені фітопланктоном кокколітофориди. Води, насичені цим фітопланктоном, поширилися уздовж півострова Тендра в район Каркінітської затоки і далі на південь – у район розвитку Севастопольських вихорів. Результати візуального моніторингу за переміщенням аномально цвітучих вод підтвердили наші припущення, які було зроблено раніше за результатами модельних і геострофічних розрахунків, щодо частої зміни в літній період великомасштабного перенесення вод ПнЗШ з традиційного циклонічного на антициклонічне.

Цвітіння кокколітофорид на ПнЗШ тривало до середини першої декади вересня, а у відкритому морі активна фаза завершилася ще до середини серпня. Повний період цвітіння цього виду водоростей на ПнЗШ становив близько 120 діб, а у північних районах шельфу це явище зафіксовано вперше за всі роки супутникових спостережень.

Рисунок 4. Картини глибокого північного поширення дунайських вод протягом літнього періоду 2017 р. Експертні вектори течій накладено на візуальні знімки супутників Landsat-7 і Sentinel-2

Варто відзначити і факт можливого впливу зміни кольору води на радіаційний баланс водної поверхні (бірюзовий відтінок води став світлішим). Дуже ймовірно, що відбивна властивість вод, насичених водоростями кокколітофорид, більша, а тому менше теплової енергії проникає углиб моря.

Рисунок 5. Знімки із супутників, що зафіксували (26 червня 2017 р.) цвітіння фітопланктону кокколітофориди в Чорному морі: а – оптичного діапазону (AERONET, супутник AQWA), б – довгохвильового випромінювання водної поверхні (супутник MODIS)

Отже, спеціалістам Одеського району Держгідрографії у літній період 2017 р. вдалося не лише з’ясувати за сучасних кліматичних умов механізми перерозподілу водних мас у шельфовій області, а й істотно поповнити банк океанографічних даних Чорного моря важливими для подальших океанографічних досліджень даними. Вперше було зафіксовано, що через аномальний розвиток річного циркуляційного режиму відбувається перенесення водоростей у північні райони ПнЗШ, а також виявлено його просторову трансформацію і тривалість розвитку процесу: за останні 30 років це був найтриваліший процес розвитку згінних явищ на західному і північному узбережжях ПнЗШ, під час якого супутні апвелінгові явища дали імпульс до квазіпостійного в літній період перенесення вод Дунай-Дністровського межиріччя у північні області шельфу і підтвердили припущення про зміну сезонного характеру циркуляцій з циклонічного (взимку) на антициклонічний (влітку).

Детальне вивчення і знання цих процесів вкрай важливе не лише для вибору вдалого маршруту, а і безпечного плавання у подальшому.

«ВІСНИК ДЕРЖГІДРОГРАФІЇ» № 1 (54) 2018
Тарас ПРОНЬ,
картограф 1-ї категорії ФДУ «Укрморкартографія»

Переваги застосування інтерферометричної системи при площинному обстеженні дна в умовах мілководдя

Інтерферометричні системи, як комплексні системи обладнання для проведення промірних робіт, розвиваються фактично паралельно з іншими промірними системами, зокрема такими як однопроменеві та багатопроменеві ехолоти.

Основна суттєва відмінність від ехолота – інтерферометри не формують променів, вони емітують короткий імпульс ультразвуку та заміряють кут і напрямок відбитого від дна сигналу. В ехолотах же принцип вимірювання глибини базується на тривалості поширення ультразвуку у вигляді променя від передавача до дна і у зворотному напрямку.

    Обстеження з допомогою інтерферометра корисно застосовувати:
  • для швидкої перевірки стану донної поверхні;
  • виявлення скупченості дрібних об’єктів на дні;
  • отримання інформації про характер дна (пісок, мул, каміння).
Рисунок 1. Візуалізація інтерферометричного імпульсу і променів ехолота
Рисунок 2. Рисунок 2. Рисунок 2. Рисунок 2.Рисунок 2.
Рисунок 2. Загальний вигляд основних компонентів системи Bathyswath

Основною перевагою інтер­ферометричної системи є можливість формування смуги проміру до 4 разів ширшої, ніж при використанні звичайного багатопроменевого ехолота. Ширина проміру і кут поширення імпульсу інтерферометра також залежать від умов водного середовища: прозорості води, характеру донної поверхні, наявності чи відсутності водоростей. Максимальна ширина проміру інтерферометром є відносно сталою величиною, що прямо пропорційно залежить від глибини виконуваного проміру. Якщо вважати донну поверхню рівною і не брати до уваги кількість водоростей, а враховувати тільки прозорість водної товщі у ході проміру, то водне середовище можна поділити на три групи: з низьким, середнім та високим ступенем прозорості, який визначається:

  • вимірюванням висоти стовпа води (у метрах), коли можна спостерігати занурювану у воду білу пластину фіксованого розміру (диск Секкі);
  • визначенням (у сантиметрах) глибини методом граничного розпізнавання шрифту певного розміру і типу, нанесеного на білу табличку, занурену у воду (шрифт Снеллена).

У стандартних умовах, що мають середні показники прозорості води, ширина проміру інтерферометром у 12 разів більша за глибину. (див. таблицю 1).

Інтерферометрична система дозволяє виконувати проміри водних об’єктів будь-якої глибини, однак з міркувань безпеки виробники рекомендують, щоб відстань між донною поверхнею і головкою перетворювача була не менше як 0,5 м.

В ефективності роботи цієї системи автор статті та його колега з Миколаївської філії ДУ «Держгідрографія» Максим Машура переконалися на навчальному семінарі, організованому Японським агентством з міжнародного розвитку, де брали участь у площинному обстеженні дна із застосуванням інтерферометричного сонара з програмним забезпеченням Bathyswath Swath Processor. За результатами камеральної обробки батиметричних даних з використанням згаданного вище  програмного забезпечення отримано якісне суцільне зображення дна судноплавного каналу. Bathyswath дозволив отримати батиметричні дані високої щільності у вигляді широкої суцільної смуги проміру. Вистачило пройти вздовж центральної осі каналу лише одним галсом, щоб покрити всі 60 м його ширини при середніх глибинах 5–7 м. Додатково було виконано кілька галсів у Токійській затоці на більших глибинах. При цьому також було отримано хороший результат. Для швидкого порівняння: на 15-метровій глибині при частоті імпульсу 234 кГц Bathyswath дав смугу проміру до 180 м завширшки, тоді як типовий багатопроменевий ехолот дає тільки 50 м. Додатковими перевагами Bathyswath, порівняно з багатопроменевим ехолотом, є більша щільність проміру (більше точок-глибин на одиницю площі), краща продуктивність на мілководді, кращий результат на ділянках з підводною рослинністю, можливість працювати з різним програмним забезпеченням (CARIS, Hypack, PDS2000). Серед недоліків варто зазначити менш чітке зображення (порівняно з багатопроменевим ехолотом) великих комплексних підводних об’єктів (наприклад, затонулих суден), а також меншу щільність проміру у вузькій смузі по вертикалі під випромінювачем (у точці надіра). Останній недолік легко виправляється наступним галсом, смуга проміру якого перекриватиме попередню.

Bathyswath, як типова інтерферометрична  система, надає можливість досягання батиметрії з високою щільністю точок, а також зображення бокового огляду донної поверхні у вигляді досить широкої смуги, особливо при малих глибинах.

    Система Bathyswath складається з таких компонентів:
  • палубного модуля: містить в собі електроніку сонара. Абсолютно водонепроникний, пристосований для монтажу на палубі;
  • підводного модуля: під’єднується до модуля на палубі. Призначений для встановлення разом з перетворювачем;
  • перетворювача (transducer): оснащений коротким кабелем, що може бути подовжений додатковим кабелем-подовжувачем;
  • програмного забезпечення: готовий програмний пакет, режим обробки в реальному часі (програмний модуль Swath Processor) та камеральної обробки (програмний модуль Grid Processor).

Програмне забезпечення системи Bathyswath для збору та обробки даних підтримує такі функції:

  • автоматичний запис даних обстеження у пам’ять системи;
  • одночасне виведення на дисплей зображення батиметрії і бокового огляду дна в онлайн-режимі, що дає можливість оцінювати і контролювати процес знімання;
  • обробку «сирих» даних, автоматичне і ручне видалення некоректних значень глибин, так званого «шуму»;
  • інтеграцію із системами визначення координат і висот;
  • можливість прокладання маршруту зйомки, ліній галсів;
  • перегляд даних зйомки у вигляді кольорових зображень рельєфу в онлайн-режимі;
  • камеральну обробку результатів обстеження дна, створення файлів тривимірних даних у форматі *.xyz, кольорових 3D-моделей рельєфу дна;
  • експорт до іншого гідрографічного програмного забезпечення для подальшої обробки даних, зокрема в HYPACK.

На рисунках нижче показано кінцеві продукти, створені за допомогою системи Bathyswath. Окремо слід сказати про можливості монтажу інтерферометричної системи на плавзасоби. Конструкція доступних комплектів обладнання дозволяє встановлювати перетворювачі (transducers) на судна різного розміру.

1. Батиметрія
2. 3D-зображення
3. Зображення бокового огляду

У типовому монтажному комплекті є кронштейни, що дозволяють утримувати перетворювач під заданим кутом нахилу. Металеву штангу, призначену для бокового вертикального монтажу, а також монтажу під нахилом, укомплектовано основою для кріп­лення V-подібного кронштейна. Комплект для похилого монтажу (рисунок 3) дозволяє фіксувати металеву штангу на вигнутому борту судна.

Інший вид монтажу, так званий RIB-монтаж (від англ. Rigid Inflatable Boat – стійкий надувний човен), дозволяє зручно закріплювати перетворювачі на стійких надувних човнах.

Інші монтажні комплекти для таких специфічних плавзасобів як автономні підводні човни теж виготовляються на замовлення.

Рисунок 3. Комплект для похилого монтажу
Рисунок 4. Комплект для RIB-монтажу

На додаток, головний процесор інтерферометричної системи Bathyswath є набагато дешевшим за аналогічне обладнання типової системи багатопроменевого ехолота.

З наведених вище характеристик інтерферометричної системи видно, що її вигідно застосовувати для площинного обстеження дна на ділянках з невеликими глибинами, наприклад, на мілководді р. Дніпро, а разом з багатопроменевим ехолотом – на ділянках, де використання останнього є менш ефективним через формування вужчої смуги проміру на мілководді.

«ВІСНИК ДЕРЖГІДРОГРАФІЇ» № 1 (54) 2018
В’ячеслав ЛЮТИЙ,
інженер І категорії відділу навігаційного забезпечення
мореплавства і маякової служби ДУ «Держгідрографія»

Впровадження АІС як ЗНО у зоні відповідальності України

АІС (Автоматична ідентифікаційна система) є порівняно новим навігаційним інструментом забезпечення безпеки судноплавства, складовою концепції е-Навігації – системи уніфікації, збору, інтеграції, обміну і надання морської інформації. Суднова АІС в автоматичному режимі інформує про ризик зіткнення, що дозволяє вирахувати точку максимального зближення і час такого зближення на основі інформації про місцеположення, переданої відповідними службами, збільшує імовірність виявлення інших суден, навіть якщо вони поза зоною видимості (за поворотом річки/каналу, за островом в архіпелазі).

Міжнародна морська організація (ММО) розробила вимоги щодо наявності відповідного обладнання на торговельних суднах. Судновий пристрій АІС автономно й у постійному режимі передає свої дані іншим суднам і станціям, обладнаним АІС. Він також приймає дані АІС від інших станцій (суднових і берегових), може їх відображати у графічній чи текстовій формі.

Відповідно до Рекомендації МАМС А-126 щодо використання АІС на морських засобах навігаційного обладнання Міжнародна гідрографічна організація (МГО) рекомендує маяковим службам використовувати АІС як ЗНО (від англ. AIS AtoN – AIS Aid to navigation) для отримання даних, які допоможуть не лише контролювати параметри і роботу ЗНО, а також використовуватися для збору важливої навігаційної інформації, необхідної для безпечного мореплавства.

Схему встановлення АІС на береговому ЗНО показано на рисунку 1.

Рисунок 2. Рис. 3.а
Рисунок 1. Схема встановлення АІС на береговому ЗНО Рисунок 2. Умовне позначення на електронній карті АІС ЗНО на підхідному каналі порту Южний
[виділено квадратом зверху. – Ред.]
    Основним призначенням станції АІС ЗНО є підвищення безпеки та ефективності судноплавства за рахунок:
  • наявності однозначного й всепогодного засобу ідентифікації;
  • виконання додаткових функції ЗНО (наприклад, радіолокаційних маяків-відповідачів);
  • передавання точних координат місцеположення плавучого ЗНО;
  • відповідної сигналізації у разі зміщення плавучого ЗНО зі штатного місця;
  • поширення повідомлень щодо конкретних функцій, зокрема:
    1. для позначення абo розмежування шляхів, маршрутів, районів плавання (наприклад, районів, у яких слід уникати, схем розподілу руху суден (TSS), тощо);
    2. позначення морських споруд (вітрових енергетичних установок, хвильових та припливних енергетичних установок, нафто- і газовидобувних платформ);
    3. збору і надання гідрологічних та метеорологічних даних;
    4. забезпечення додаткових функцій ЗНО за допомогою віртуального ЗНО з АІС там, де встановлення фізичного ЗНО є технічно складним;
    5. своєчасного позначення нових небезпек (стаціонарних або рухомих) віртуальним ЗНО з АІС.

Крім цього, доцільно використовувати АІС ЗНО установам, які відповідають за навігаційне забезпечення мореплавства, для таких цілей:

  • моніторингу стану ЗНО;
  • відстеження зміщених зі штатного місця ЗНО;
  • ідентифікації суден, що зазнали зіткнення з навігаційними знаками;
  • збору інформації у режимі реального часу про функціональний стан ЗНО;
  • дистанційного контролю змін у параметрах ЗНО;
  • надання інформації для статистичного аналізу надійності ЗНО;
  • розширення зони моніторингу АІС.

Отже, згідно з політикою МАМС застосування АІС ЗНО як засобу навігаційного забезпечення вдосконалить і покращить безпеку мореплавства, особливо на ділянках з високою інтенсивністю руху і потрібним ступенем ризику, як це зазначено в Міжнародній конвенції з безпеки життя людини на морі (МК СОЛАС), Глава V, правило 13 «Впровадження і експлуатація засобів навігаційного обладнання».

Впровадження концепції е-Навігації в українських водах набуває актуальності для ДУ «Держгідрографія». Так, з початку 2018 року спеціалісти установи встановили та налаш­тували два передавачі АІС ЗНО першого типу (21 повідом­лення). Також заплановано встановити приймач-передавач АІС ЗНО 3-го типу з використанням метеостанції з додатковою можливістю передавання метеорологічних і гідрологічних даних (8 повідомлень).

Об’єктами, на яких встановлено АІС ЗНО, стали берегові ЗНО – створний маяк Станіслав-Аджигольський Передній (46° 30' 42'' N, 32° 09' 06'' E) на Першому коліні Херсонського морського каналу та створний знак Вхідний Передній (46° 38' 42'' N, 31° 01' 48'' E) на Підхідному каналі порту Южний (рисунок 2).

Головною метою забезпечення функціонування АІС ЗНО на маяках є забезпечення мореплавців стаціонарним опорним береговим орієнтиром. Таким опорним орієнтиром є електрон­ний навігаційний еквівалент фізичної станції, що допомагає мореплавцю розпізнавати певну точку суші, для просторової інформованості, при пеленгації або визначенні відстаней для підтвердження місцеположення, або отримання інформації заздалегідь про наявність АІС ЗНО ще до підходу до оптичної зони дії знака. Умовне позначення такого віртуального знака на електронній карті відображається у вигляді ромба з хрестиком у центрі (див. фрагмент карти, рисунок 2).

Однак, важливо пам’ятати, що не всі судна обладнано АІС. Крім того, і для суден, обладнаних АІС, дані цієї автоматичної системи можуть або взагалі не відображатися, або використання відображення в деяких блоках АІС класу В бути обмеженим. За відсутності сполучення з ECDIS або радіолокаційним зображенням користувачі не зможуть скористатися повними функціональними можливостями АІС ЗНО. У майбутньому можливості відображення даних АІС ЗНО розширяться, оскільки усі радіолокатори для суден (згідно з МК СОЛАС) від 1 липня 2008 р. повинні мати оснащення для відображення даних АІС.

У разі отримання позитивних відгуків від мореплавців про належне функціонування встановлених на згаданих вище об’єктах АІС ЗНО, Держгідрографія і надалі буде впроваджувати їх для підвищення безпеки судноплавства.

«ВІСНИК ДЕРЖГІДРОГРАФІЇ» № 1 (54) 2018
Ольга ЧАЙКОВСЬКА,
диспетчер ВВШ ЦНГІ ДУ «Держгідрографія»

Інформаційне забезпечення судноплавства — невід’ємна складова безпеки на внутрішніх водних шляхах України

Україна має досить високий судноплавний потенціал річок. Довжина придатних для експлуатації водних шляхів становить близько 2,7 тис. км. Відродження торговельного судноплавства на внутрішніх водних шляхах (далі – ВВШ) України напряму залежить як від збільшення обсягів перевезень вантажів і пасажирів, їх економічної та інвестиційної привабливості, так і від належного забезпечення навігаційною і гідрографічною інформацією судноводіїв та судновласників. Для успішного виконання цього завдання уряд України докладає чимало зусиль. І перший найважливіший крок на шляху відновлення річкового судноплавства вже зроблено.

Нагадаємо. Державним підприємством «Дельта-лоцман» створено Річкову інформаційну службу (далі – РІС), яка надає інформаційно-логістичні послуги судноводіям, власникам судноплавних компаній та портовим операторам. Сьогодні без цього важко організувати жодні вантажні та пасажирські перевезення. РІС – це інфраструктурний проект, ініційований відповідно до Директиви 2005/44/ЄС Європейського парламенту та Ради Європи від 07.09.2005 р. з питань гармонізації річкових інформаційних служб на ВВШ держав Співтовариства згідно з чинними європейськими стандартами безпеки судноплавства. До найважливіших завдань, які покладено на цю службу, належать надання навігаційної інформації, створення умов для безпечного судноплавства та оптимізація перевезень на ВВШ України.

Основною водною артерією України є р. Дніпро, судновий хід якої за кількістю судноплавних шлюзів умовно поділено на 6 ділянок відповідальності. Інформація про судноплавну обстановку на цих ділянках постійно відображається у режимі реального часу на екранах моніторів кожного із шести субцентрів РІС, розташованих на шлюзах Дніпровського каскаду, а також у головному центрі РІС у м. Одеса.

ДУ «Держгідрографія» зі свого боку з метою створення єдиної системи навігаційно-гідрографічного забезпечення судноплавства на морських і річкових водних шляхах України організувала у структурі Центру навігаційно-гідрографічної інформації (далі – ЦНГІ) цілодобову річкову диспетчерську службу, яка успішно працює з березня 2017 р. Завдання служби – збір та аналіз інформації про навігаційну обстановку та режим плавання на річках Прип’ять, Дніпро та Південний Буг (а це понад 1000 км водних шляхів), а також доведення її до судноводіїв через систему РІС.

Найголовнішим на цій службі є, звісно, диспетчер. Він найпершим приймає навігаційну інформацію, опрацьовує її і дає «зелене світло» на подальше використання. Диспетчер річкової служби ЦНГІ виконує такі функції:

  • приймає від диспетчерів служб ДУ «Держгідрографія» та РІС навігаційно-гідрографічну інформацію про стан водних шляхів, ЗНО та габарити суднових ходів;
  • отримує з Гідрометеорологічного центру України прогнози погоди, зведення про рівні води на водомірних постах, температуру води, встановлення і скресання льодоставу на річках та водосховищах басейну;
  • на основі навігаційних річкових карт, керівництв та посібників для плавання аналізує та дає експертну оцінку отриманій інформації;
  • за результатами обробленої інформації складає повідомлення судноводіям.

Для оперативної роботи на місцях було організовано диспетчерські служби: у м. Дніпро диспетчерську службу Дніпровського району – обслуговує дільницю водного шляху р. Прип’ять від кордону України з Білоруссю (перекат Усів) до гирла р. Прип’ять та р. Дніпро від кордону України з Білоруссю до Запоріжжя; у с. Кізомис диспетчерську служ­бу Миколаївського району, до зони відповідальності якої належать дільниця водного шляху р. Дніпро від Запоріжжя до Херсона та р. Південний Буг від Миколаєва до Вознесенська. Ці служби підтримують безпосередній зв’язок з начальниками дільниць водних шляхів, капітанами суден, які обслуговують ЗНО на фарватері, а також диспетчером ВВШ ЦНГІ.

Диспетчери служб передають диспетчеру ВВШ ЦНГІ так звані донесення та зведення – інформацію про всі зміни у розміщенні навігаційних знаків, відкриття або закриття суднових ходів, обмеження й особливі умови руху суден, умови судноплавства у місцях проведення будівельних, підводних і землечерпальних робіт, що ускладнює суднопропуск, та іншу важливу інформацію для подальшого опрацювання. Налагоджена у такий спосіб система взаємодії сприяє більш швидкому доведенню актуальної інформації з безпеки судноплавства на ВВШ України до судноводіїв.

Допомагає диспетчеру у його роботі спеціальна програма, яка забезпечує автоматичний розрахунок рівнів води, габаритів суднового ходу, перевищення низу ферм лімітованих мостів, надводних габаритів та повітряних переходів. Така програма підвищує оперативність обробки отриманої навігаційної інформації, зберігає її у своїй базі даних та запобігає допущенню випадкових помилок. Наведена вище інформація надходить до судноводіїв як Бюлетень оперативної інформації про зміни навігаційних умов і режиму плавання на ВВШ, який ЦНГІ щоденно передає до РІС.

Начальник ЦНГІ В. Шепель (у центрі) зі своїми прекрасними підлеглими з річкової диспетчерської служби Авторка статті опрацьовує інформацію про рівень води у р. Дніпро
Начальник ЦНГІ В. Шепель (у центрі) зі своїми прекрасними підлеглими з річкової диспетчерської служби Авторка статті опрацьовує інформацію про рівень води у р. Дніпро

Як бачимо, роботи з удосконалення судноплавства на ВВШ України тривають, а це означає, що обсяги навігаційної інформації зростатимуть, вона буде змінюватися, ставатиме різноплановішою. Але судноводіям не варто хвилюватися, адже річкова диспетчерська служба ЦНГІ завжди на своєму бойовому посту.

«ВІСНИК ДЕРЖГІДРОГРАФІЇ» № 1 (54) 2018
Іван ЗАХАРОВ,
провідний фахівець ЦНГІ ДУ «Держгідрографія»

Щоб безпечно пливли по морю кораблі

На виконання наказу Міністерства інфраструктури України у ЦНГІ ДУ «Держгідрографія» було створено Диспетчерську службу для внутрішніх водних шляхів (ВВШ), завданням якої є збір, обробка та передавання інформації про зміни навігаційної обстановки, умов плавання та метеорологічних прогнозів, випуск щоденних Бюлетенів оперативної інформації на ВВШ з подальшою їх передачею до Річкової інформаційної служби (РІС).

Одночасно з цим шляхом встановлення дублюючих комплектів передавачів «АNIT-1000», виготовлених за твердотільною технологією, було модернізовано систему передавання навігаційних повідомлень НАВТЕКС. Це дозволило при аварійних ситуаціях не використовувати ненадійні лампові передавачі «Бриг-2».

Корисною для ЦНГІ стала науково-практична конференція «Морські дослідження і технології в Україні: стан та перспективи розвитку», яку провела Міжвідомча координаційна рада на базі національного університету імені І. І. Мечникова в Одесі, і в роботі якої взяв участь начальник центру Шепель В. М. На конференції було прослухано доповіді на теми «Організація збору, обробки та передачі інформації з безпеки судноплавства в Україні в системі НАВТЕКС з використанням сучасних технологій» та «Використання системи моніторингу АІС у водах України для забезпечення безпеки мореплавства у Чорному та Азовському морях», в яких було порушено низку актуальних питань, зокрема:

  • забезпечення безпеки мореплавства на тимчасово окупованій території Кримського півострова;
  • трансляція на каналах АІС диференціальних поправок від контрольно-коригуючих станцій (ККС);
  • передавання навігаційних повідомлень НАВТЕКС каналами АІС;
  • практика використання АІС як засобу навігаційного обладнання (віртуальні ЗНО);
  • ідентифікація суден, причетних до пошкодження плавучих ЗНО;
  • збір даних про фактичний рух суден для планування та оптимізації водних шляхів у зоні відповідальності України;
  • аналіз дотримання мореплавцями правил судноплавства у водах України, виконання рекомендацій щодо обмежень проходження суден через спеціальні райони, зони і т. п.;
  • аналіз можливості встановлення обладнання АІС–ЗНО на буях.

Немало корисного почерпнули співробітники державної установи «Держгідрографія» і під час роботи четвертої сесії Підкомітету з навігації, радіозв’язку, пошуку та порятунку (NCSR) Міжнародної морської організації (МMO), в якій також брали участь.

Незважаючи на складні погодні та інші умови плавання (січень–лютий і квітень–травень) та анексію АР Крим, ЦНГІ за 2016 рік було отримано і опрацьовано 565 повідомлень про зміни навігаційної обстановки (закриття небезпечних районів, навігаційну небезпеку, днопоглиблювальні роботи тощо), з яких прибережних попереджень (ПРИП) 557; опрацьовано 2155 метеоповідомлень (метеопрогнози, штормові попередження та льодові огляди). Загалом же за 2016 рік береговими радіоцентрами Одеса-НАВ­ТЕКС та Бердянськ-НАВТЕКС передано відповідно 71 837 і 33 208 повідомлень, створено і передано 366 бюлетенів оперативної навігаційної інформації (БОНІ).

Схема 1. Прибережні попередження (ПРИП), оголошені за 2016 рік

У 2017 році найскладнішими місяцями виявилися березень і жовтень (схема 2), що пов’язано із сезонною заміною ЗНО та несприятливою гідрометеорологічною обстановкою. Усього із січня по листопад поточного року було отримано та опрацьовано 435 повідомлень, що стосувалися змін навігаційної обстановки, в результаті чого оголошено 427 ПРИП, а також опрацьовано та передано мореплавцям 2529 метеоповідомлень різного характеру. Береговими радіоцентрами Одеса-НАВТЕКС та Бердянськ-НАВТЕКС було передано десятки тисяч повідомлень, створено та передано 335 бюлетенів оперативної навігаційної та багато іншої інформації.

Схема 2. Прибережні попередження, оголошені за січень–листопад 2017 року

Для підвищення надійності функціонування берегових радіостанцій НАВТЕКС в Одесі наступного року планується модернізувати застарілі антенно-фідерні пристрої,  встановити нову Т-подібну антену, а також створити додаткові резервні антени.

Основні показники роботи ЦНГІ із забезпечення навігаційно-гідрографічною інформацією мореплавців за 2016–2017 роки наведено у гістограмах «Прибережні попередження» та колових діаграмах: характеристика ПРИП та їх розподіл (схеми 1, 2 відповідно).

Щоб підвищити якість передавання прибережних попереджень користувачам, ЦНГІ постійно працює над покращенням наявної матеріальної бази системи НАВТЕКС, її вдосконаленням. І робота ця триває.

«ВІСНИК ДЕРЖГІДРОГРАФІЇ» № 2 (53) 2017
Олександр ГАЛЯС,
начальник відділу експлуатації плавзасобів ДУ «Держгідрографія»

«Капітан Черемних» заступив на постійну вахту

Гідрографічне судно «Капітан Черемних» було спущено на воду на початку минулорічного навігаційного сезону. На зазначеній церемонії була присутня людина, чиїм ім’ям названо це судно. Не кожен удостоюється такої честі. То хто ж такий у дійсності капітан Черемних. Надаємо коротку довідку.

Модернізоване судно «Капітан Черемних» перед спуском на воду.
Благословити його у добрий путь готова Анастасія Кувшинова
Судно під час ходових випробувань на р. Дніпро

Черемних Іван Георгійович, 1932 року народження. У 1956 році закінчив Одеське вище морське училище та отримав призначення в Чорноморське морське пароплавство, в якому пропрацював 35 років, з них 30 – на посаді капітана. Брав участь у рятувальній операції під час аварії суден «Адмірал Нахімов» та «Пётр Васёв». У 2005–2014 рр. працював на посаді капітана-наставника – начальника групи експлуатації плавзасобів ФДУ «Одеський район Держгідрографії», де зарекомендував себе високо­кваліфікованим спеціалістом,  професійно здійснював керівництво групою експлуатації плавзасобів, надійно забезпечуючи безпеку мореплавства у зоні відповідальності. Нагороджений нагрудним знаком «Почесний працівник морського і річкового транспорту».

Упродовж кількох місяців проводилися ходові випробування цього судна, тривали роботи з дообладнання і модернізації, налагодження його систем і механізмів, які було здійснено за проектом Р101ГС.М, а завдяки реновації корпусу йому присвоєно рівень 2SS.

Нині «Капітан Черемних» заступив вже на постійну вахту у своєму рідному Одеському регіоні, поповнивши судновий загін гідрографічних суден ДУ «Держгідрографія», адже «Капітан Башев» і «Капітан Зібер», також свого часу модернізовані за цим само проектом, наразі успішно трудяться у своїх зонах відповідальності.

«Капітан Башев» обслуговує засоби навігаційного обладнання на Херсонському морському каналі, підхідному каналі Херсонського морського порту та річці Дніпро від Херсону до Запоріжжя, а судно «Капітан Зібер» працює у Маріупольській дільниці ЗНО.

Черемних І. Г. на фоні модернізованого судна Черемних І. Г. за пультом керування судна свого імені

Під час закриття навігації на внутрішніх водних шляхах судно «Капітан Башев», крім того, залучалося до зняття засобів навігаційного обладнання на акваторіях Кременчуцького та Дніпровського водосховищ.

Отже, досвід модернізації гідрографічних суден такої модифікації доводить, що переобладнання їх за проектом Р101ГС.М робить ці судна універсальними, спроможними працювати як на морських акваторіях, так і на внутрішніх водних шляхах.

«ВІСНИК ДЕРЖГІДРОГРАФІЇ» № 2 (53) 2017
Іван СНОВИДОВ,
начальник відділу гідрографічних робіт
ФДУ «Одеський район Держгідрографії»
Юрій ВДОВИЧЕНКО,
начальник промірної партії № 1 відділу гідрографічних робіт
ФДУ «Одеський район Держгідрографії»

Особливості експлуатації донних профілографів

Донні профілографи використовуються для виявлення замулених підводних об'єктів (наприклад, трубопроводів або кабелів), розвідки корисних копалин і екологічного моніторингу, а також дослідження і класифікації складу донних відкладень.

Основна відмінність їх від ехолотів полягає у тому, що тут використовуються низькочастотні (1–12 кГц) широкосмугові випромінювачі з порівняно невеликою тривалістю імпульсу, що забезпечує роздільну здатність у межах від кількох сантиметрів до кількох дециметрів. На можливості донного профілографа впливають параметри самого інструмента (вихідна потужність, частота сигналу, тривалість імпульсу), а також методи обробки відбитих сигналів.

За принципом створення акустичного зондуючого сигналу системи донного профілювання можна поділити на звичайні (лінійні) і параметричні (нелінійні). Трансдьюсер лінійних систем формує випромінювальний імпульс на одній частоті. Але іноді при малих глибинах і великій щільності дна робота таких систем ускладнюється через багаторазове перевідбивання і появу небажаного «шуму» в одержуваних даних. У параметричних же системах трансдьюсер генерує високочастотні хвилі накачування з інтенсивністю, яка дозволяє зробити середовище нелінійним. При взаємодії первинних хвиль накачування в нелінійному середовищі створюється новий низькочастотний сигнал, який добре проникає в морське дно (до 100 м), відображає межі виділених у розрізі донних шарів, оцінює акустичні і фізико-механічні характеристики донних відкладень, визначає потужність шарів і тип їх ґрунтів, а також у процесі обробки даних виділяє у просторі положення об’єктів, однорідних за фізико-механічними властивостями. Ця особливість робить параметричні акустичні системи дуже затребуваними, особливо при роботі на мілководді.

Минулого року державною установою «Держгідрографія» було придбано донний профілограф лінійного типу StrataBoxHD, який працює на частоті 10 кГц і теоретично забезпечує профілювання донних шарів з проникненням до 40 м на глибинах від 1,2 до 150 м. Конструктивно профілограф являє собою малогабаритний корпус з набором інтерфейсних роз’ємів і власне випромінювача PO2590(10 kHz), який змонтовано у звуковому центрі конусного відбивача.

Враховуючи конструк­тивну особливість приймально-передавального елемента і досвід експлуатації профілографа StrataBox на маломірних плавзасобах типу «Бриг», наші фахівці розробили і виготовили штангу для кріплення випромінювача на штатному місті плавзасобу катамаранного типу «Гідрограф-2».

Особливістю конструкції зазначеного приймально-передавального елемента є конусний відбивач діаметром 42 см, який не має обтічної гідродинамічної форми. Це висуває жорсткі вимоги до швидкості руху плавзасобу, на якому його встановлено, (до 4-х вузлів) та гідрометеорологічних умов при профілюванні донних шарів (висота хвилі не більш як 3 дм).

Перевірка роботи та тестові випробування донного профілографа, під’єднаного до системи живлення багатопроменевого комплексу (інверторний генератор та онлайновий UPS), виявили наявність певних перешкод (шумів) в отриманих даних. Усунути їх вдалося шляхом заміни живлення на StrataBoxHD від окремого акумулятора, що вказує на вибагливість пристрою до джерела живлення.

Іншим ускладнюючим моментом було узгодження роботи керуючої програми StrataBoxHD з програмним комплексом Hypack 2015. У параметрах налаштування, викладених в Інструкції з експлуатації, були вказані некоректні значення портів та IP-адреса. Звернення до служби підтримки Hypack та співпраця з її представником дозволили нам налагодити роботу донного профілографа в режимі реального часу з підтримкою навігації. Для випробувань профілографа було поставлено низку завдань: визначити геометричні конфігурації ділянок дна з однотипною структурою; стратифікувати верхню частину (у метра) розрізу донних осадів і встановити наявність об’єктів під поверхнею дна.

Під час тестування було виявлено фонові перешкоди на всьому полі робочої сфери вікна програми відображення сирих даних із профілографа, викликаних переходами між плановими профілями (при стоянні перешкоди були відсутні). Тестові переходи за плановими профілями показали також некоректну роботу програми керування профілографом при проходженні на малих глибинах 1,5–2,0 м у режимі ручного регулювання посилення, а також нестійку роботу тимчасового автоматичного регулювання посилення (TVG – англ.) у місцях зміни глибин. Попередня обробка отриманих тестових проходів у програмному забезпеченні Hypack виявила недоліки модуля обробника Sub Bottom в Hypack 2015, зокрема складність виділення і ручне промальовування донних шарів (для такої операції необхідні знання з морської геології і досвід з камеральної обробки ґрунтових проб). Оброблювач Sub Bottom в Hypack 2017 має вдосконалений інтерфейс і можливості автоматичного поділу донних шарів, але це не виключає участі у процесі розшифровування й отримання заключних результатів фахівця з морської геології.

Донні профілографи, як і звичайні ехолокаційні системи, вимагають попереднього калібрування вимірювальної системи. В ехолотах використовуються ручні методи – вимірювальний лот з відбивальним диском або вимірювач швидкості звуку, а для донних профілографів цей метод не прийнятний через різницю швидкості звуку в товщі води і донному ґрунті.

Після тестування і проведення робіт з профілографом на двох ділянках обстеження донних шарів ми отримали досвід, який потребує подальшого вивчення і оцінки можливостей застосування цієї апаратури. Та вже зараз можемо сказати, що на більш продуктивне використання системи впливають такі фактори:

  • роботу слід починати за наявності геологічної інформації. Це забезпечить чітку класифікацію щільності породи по глибині залягання;
  • для обладнання необхідне детальне налаштування параметрів посилення і чутливості приладу на різних глибинах, складання таблиці відповідності параметрів по глибині для їх швидкого встановлення при зміні рельєфу дна;
  • для одночасної роботи з програмним забезпеченням StrataBox та Hypack до складу промірної групи мають входити щонайменше два фахівці;
  • до розшифрування й отри­мання остаточних результатів бажано залучати фахівця з морської геології.

Дотримання усіх цих вимог сприятиме якісному використанню донних профілографів за призначенням.

«ВІСНИК ДЕРЖГІДРОГРАФІЇ» № 2 (53) 2017
Нове видання

Надійний путівник для яхтсменів

«Альбом  морських навігаційних карт Одеса – протока Босфор»

Наприкінці 2017 року вийшов з друку «Альбом морських навігаційних карт Одеса – протока Босфор». Це вже друге його перевидання, в якому широко представлено оновлену та більш детальну інформацію для яхтсменів – людей сміливих, сильних і мужніх.

Призначення альбому – практично допомогти кожному, хто вирушає у морську подорож, у виборі маршруту, вивченні району плавання, надати відомості про розташування зручних якірних стоянок та гаваней, яхт-клубів, примітних об’єктів та ін.

З цією ж метою альбом містить опис узбережжя, уздовж якого пролягає маршрут, характеристику прибережних навігаційно-гідрографічних умов плавання, знайомить з гідрометеорологічними умовами районів та правилами плавання у територіальних водах.

Наведені в альбомі умовні знаки допоможуть його користувачам у читанні карт, а фотоілюстрації навігаційних знаків та об’єктів дадуть візуальне уявлення про них.

Добре ілюстрований зручний у користуванні альбом стане справжнім помічником і надійним супутником для професійних яхтсменів, і не тільки, в їх подорожі маршрутом Одеса – протока Босфор.

З питань придбання атласу слід звертатися за адресою:
державна установа «Держгідрографія»
пр-т Гагаріна, 23, м. Київ, 02094
тел. (044) 296-60-40; тел./факс (044) 292-12-17
e-mail: office@hydro.gov.ua
www.charts.gov.ua

«ВІСНИК ДЕРЖГІДРОГРАФІЇ» № 2 (53) 2017
Микола ГОЛОДОВ,
начальник відділу навігаційного забезпечення мореплавства
і маякової служби ДУ «Держгідрографія»
Юрій ПОПОВ,
начальник океанографічного відділу
ФДУ «Одеський район Держгідрографії»

Океанографічні дослідження –
на службу безпеки мореплавства

Гідрографічні служби різних держав світу, як правило, крім власне гідрографічних робіт, виконують і океанографічні спостереження та дослідження, актуальність яких пов'язана зі значним впливом океанографічних умов на судноплавство як у прибережних, так і відкритих районах моря. Від знання циркуляційного режиму вод і, як наслідок, вибору правильного маршруту плавання, істотно залежить тривалість переходів між портами, а знання і врахування можливого знесення судна під дією течій у вузьких прибережних каналах є важливими складовими безпечного плавання.

Важливо знати мореплавцям і про інші аспекти океанографічних досліджень.

З цією метою у січні 2016 року за рішенням керівництва ДУ «Держгідрографія» у філії «Одеський район Держгідрографії» було створено океанографічний відділ (ОВ), основним завданням якого є проведення океанографічних досліджень і різномасштабних океанографічних спостережень у морській економічній зоні України, перш за все у прибережних і припортових районах моря.

Рисунок 1. Схеми розташування океанографічних станцій на основних морських мезо­ і мікрополігонах у зоні відповідальності ФДУ «Одеський район Держгідрографії»: Рисунок 2. Сумарна схема розташування океанографічних станцій на морських мезо­ і мікрополігонах у зоні відповідальності ФДУ «Одеський район Держгідрографії» Рисунок 3. Електронні океанографічні прилади для вимірювання: а) параметрів течій (вимірювач течій Model 106); б) вертикальної термохалинної структури, розчиненого кисню і рН (зонд MIDAS CTD+) Рисунок 3. Електронні океанографічні прилади для вимірювання: а) параметрів течій (вимірювач течій Model 106); б) вертикальної термохалинної структури, розчиненого кисню і рН (зонд MIDAS CTD+)
Рисунок 1. Схеми розташування океанографічних станцій на основних морських мезо— і мікрополігонах у зоні відповідальності ФДУ «Одеський район Держгідрографії»:
а) «Північний»; б) «Південний»;
в) «Одеський»; г) «Григорівський»;
д) «Чорноморський»; е) «Дністровський» і ж) «Дунайський»
Рисунок 2. Сумарна схема розташування океанографічних станцій на морських мезо— і мікрополігонах у зоні відповідальності ФДУ «Одеський район Держгідрографії» Рисунок 3. Електронні океанографічні прилади для вимірювання:
а) параметрів течій (вимірювач течій Model 106); б) вертикальної термохалинної структури, розчиненого кисню і рН (зонд MIDAS CTD+)

На першому етапі роботи відділу було здійснено комплекс організаційно-технічних заходів: ознайомлення з роботою гідрографічних підрозділів установи та підготовка основних регламентуючих документів, зокрема розробка Положення про відділ та посадових інструкцій співробітників, документів з техніки безпеки при виконанні морських і камеральних робіт, складання переліку необхідного обладнання, а також ознайомлення з принципом роботи гідрометеорологічного буя SWMidi-185.

На другому етапі було виконано роботи з формування основної просторово-часової мережі океанографічних спостережень (особлива увага при цьому приділялася найбільш відповідальним припортовим районам морської акваторії), зроблено розрахунки довжини маршрутів, тривалості виконання і кількості/вартості затрат пально-мастильних матеріалів. Схеми розташування станцій усіх обраних полігонів показано на рисунку 1. Вони охоплюють 2 мезополігони – «Північний» і «Південний» (рисунки 1а, б) та 5 мікрополігонів – «Одеський», «Григорівський», «Чорноморський», «Дністровський» і «Дунайський» (рисунки 1в–ж).

Складною і цікавою щодо динаміки є Одеська затока і її морська частина. Тут розташовується вузловий мікрополігон «Одеський» (рисунок 1в), що складається з 26-ти океанографічних станцій. Тривалість досліджень полігона становить два світлових робочих дні, тимчасова дискретність виконання – щомісяця у період з березня по листопад. Менші мікрополігони – «Григорівський», «Чорноморський» і «Дністровський» (рисунки 1г, д, е) досліджуються протягом одного робочого дня і не менш як тричі на рік.

Найбільш віддаленим є «Дунайський полігон» (рисунок 1ж). Роботи там мають виконуватися двома суднами Дунайської дільниці Держгідрографії. Роботи в баровій частині судноплавного каналу гирла Бистре, де швидкість течій сягає 2–3 вузли, може виконувати тільки легкий катер UMC-600, а для відкритої частини дунайського узмор’я рекомендується катер «Гідрограф-3». Загальна тривалість робіт на полігоні, за нормальних погодних умов, становить 2–3 робочих дні.

У процесі робіт на мікрополігонах досліджувалися термохалинний і динамічний стани морського середовища в окремих, погано пов’язаних між собою локальних районах. Для дослідження океанографічної ситуації на більшій площі морської економічної зони України запропоновано дворазове (наприкінці весни під час паводка і на початку осені у межень) виконання двох мезомасштабних полігонів – «Північний» і «Південний». Вони просторово стикуються між собою, мають досить велику, порівняно з мікрополігонами, просторову дискретність (3–5 миль) і, відповідно, більшу кількість станцій. Крім того, ці полігони охоплюють знач­ний район морської акваторії, об’єднуючи на великих масштабах дані мікрополігонів. Загальне покриття морської акваторії мережею океанографічних станцій показано на рисунку 2.

Роботи на мезополігонах бажано проводити, не заходячи у порт на нічні стоянки. Це дозволяє економити паливо, швидше виконувати заплановані обсяги робіт. Дослідження на полігоні «Північний», орієнтовно, займуть три доби, на полігоні «Південний» – чотири.

Слід сказати кілька слів про оснащення океанографічного відділу вимірювальними і допоміжними засобами. На сьогодні ОВ має у своєму розпорядженні два основні засоби: вимірювач течій Model 106 (рисунок 3а) та термохалинний зонд MIDAS CTD+ (рисунок 3б). Зонд MIDAS CTD+ призначений для вимірювання не тільки тиску (глибини), температури, електропровідності (солоності), а й розчиненого у воді кисню і водневого показника рН.

Допоміжними засобами вимірювань і калібрування є три електронні глибоководні термометри виробництва Німеччини. У планах – закупити солемір і «нормальну» (стандартну) воду для калібрування, що дозволить закрити питання перевірки роботи і калібрування основних вимірювальних каналів гідрометеорологічного буя і зондуючого пристрою. А придбання у найближчій перспективі лебідки з ручним або електричним приводом та електронним лічильником усуне дефекти нерівномірного опускання вимірювального зонда і створить умови для його безпечного опускання на граничну (придонну) глибину занурення.

Методологія океанографічних спостережень вимагає відповідного досвіду. Ніхто зі співробітників відділу раніше не займався вимірюванням течій із заякорених суден у великому обсязі. Щоправда, багато разів ставилися заякорені автономні буйкові станції (АБС) і придонні буйкові станції (ПдБС) у різних районах Чорного моря, Атлантичного і Південного океанів, виконувалися епізодичні спостереження із заякорених суден у районі судноплавного ходу гирла Бистре і на підхідному каналі п. Южний. Але усі ці роботи мали разовий характер і виконувалися 10–20 років тому.

Важливим фактором в організації та проведенні морських океанографічних робіт є обсяг або комплекс спостережень, їх тривалість на кожній зі станцій. Здебільшого це стосується вимірювання течій. Якщо говорити про нетрудомісткі роботи з вимірювання параметрів вертикальної товщі вод гідрофізичним зондом, то вони мають проводитися на кожній океанографічній станції. У досліджуваній акваторії глибини місцями не перевищують 50 метрів, і вертикальне зондування виконується протягом 10 хвилин. Крім того, роботи можуть виконуватися паралельно з вимірюванням течій, при будь-якій 10-хвилинній його експозиції на одному з горизонтів. Дещо по-іншому відбувається вимірювання течій. Певний досвід робіт, набутий у 2016 році, показав, що в умовах відсутності прямої видимості вимірювача і неможливості візуального стеження за його позицією, за змінами спрямованості течій вимірювання течій на одному горизонті повинно тривати не менш як 10 хвилин. При цьому тривалість вимірювання течій на усіх стандартних горизонтах однієї станції при глибинах місцями до 40 метрів може становити близько однієї години, що для невеликого комплексу тільки гідрофізичних спостережень є немалим відрізком часу. Тому для кожного полігона має бути обрано оптимальну кількість станцій з вимірюванням течій, тим більше, що усі вимірювання пов’язані з поставленням судна на якір. Це можуть бути окремі станції у місцях передбачуваної наявності сильних течій або окремі заздалегідь і постійно закріплені розрізи. І горизонти вимірювань можуть змінюватися залежно від сезону року та завдань конкретного рейсу.

При дослідженні полів морських течій необхідно враховувати і кілька наведених нижче природних факторів.

Рисунок 4. Розподілення векторів течій на горизонті:
а) 02 м і б) 10 м на полігоні «Одеський» (11–12 липня 2016 р.) Рисунок 4. Розподілення векторів течій на горизонті:
а) 02 м і б) 10 м на полігоні «Одеський» (11–12 липня 2016 р.) Рисунок 5. Полігони «Одеський» та «Григорівський».
Розподілення: а) векторів течій на горизонті 0,2 м; б) температури та в) солоності води
на поверхневому горизонті (24–25.11.2016 р.) Рисунок 5. Полігони «Одеський» та «Григорівський».
Розподілення: а) векторів течій на горизонті 0,2 м; б) температури та в) солоності води
на поверхневому горизонті (24–25.11.2016 р.) Рисунок 5. Полігони «Одеський» та «Григорівський».
Розподілення: а) векторів течій на горизонті 0,2 м; б) температури та в) солоності води
на поверхневому горизонті (24–25.11.2016 р.)
Рисунок 4. Розподілення векторів течій на горизонті: Рисунок 5. Полігони «Одеський» та «Григорівський». Розподілення:
а) 02 м б) 10 м на полігоні «Одеський» (11–12 липня 2016 р.) а) векторів течій на горизонті 0,2 м; б) температури в) солоності води на поверхневому горизонті (24–25.11.2016 р.)

Перший фактор стосується різких реверсних змін спрямованості прибережних течій. Загальна чорноморська база даних щодо течій, яка є в нашому розпорядженні, охоплює 52 тимчасові ряди (спостереження на автономних буйкових станціях – АБС) спостережень на ПнЗШ. З них 12 АБС встановлювалися у різні роки в районі зовнішнього рейду п. Іллічівськ (нині – Чорноморськ). На п’яти з дванадцяти реалізацій відзначалися різкі і неодноразові в одній вибірці зміни напрямків перенесення вод на зворотні. Причиною таких змін можуть бути різкі зміни у вітрових умовах, а також поперечне щодо берегової лінії зміщення уздовж берегових різноспрямованих потоків під дією внутрішніх великомасштабних хвильових коливань морського середовища. Все це говорить на користь швидкого виконання окремих поперечних розрізів, а не рівномірно розташованих по полігону станцій.

Другий фактор стосується глибоководних полігонів (у нашому випадку – мезополігонів), де можуть інтенсивно розвиватися інерційні течії. Вони виникають на глибокій воді після активного зовнішнього впливу на водне середовище. Період інерційних хвиль, протягом якого водна маса робить замкнуту циркуляцію, для наших широт становить близько 17,5 годин. Для усунення впливу інерційних коливань (синхронізації даних) необхідно паралельно, для порівняння з виконанням полігона, проводити тривалі вимірювання течій на стаціонарних АБС у кількох його точках. Такої можливості поки що немає. Цей фактор необхідно враховувати при плануванні виконання спостережень над течіями у частині як обсягів робіт, так і розташування станцій вимірювання.

Істотною підмогою в океанографічних дослідженнях є дані гідрометеорологічного буя, що працює, на відміну від суден, за будь-яких погодних умов.

Підсумком морських робіт ОВ у 2016 році було чотириразове виконання Одеського мікрополігона і ще двічі його південного розрізу від мису Малий Фонтан, триразове виконання розрізів на мікрополігонах Чорноморський і Григорівський. Усі спостереження на названих вище полігонах обмежувалися вимірюваннями течій. Таку ж кількість було проведено і під час останнього виходу в море (24–25.11.2016) – на усіх станціях було уперше виконано вертикальне зондування термохалинним зондом MODIS CTD+, а на деяких з них проводилося вимірювання течій.

До першого важливого наукового результату морських досліджень 2016 року можна зарахувати дві описані нижче ситуації різноспрямованого перенесення вод у найпівнічнішому районі ПнЗШ.

На рисунку 4 наведено поля приповерхневих і придонних течій на полігоні «Одеський», отримані 11–12 липня, а на рисунку 5 відображено приповерхневі поля течій, температури і солоності, отримані 24–25 листопада 2016 року спільно на полігонах «Одеський» і «Григорівський».

У першому випадку у північних районах ПнЗШ під дією помірних, але тривалої дії вітрів північних напрямків, до кінця липня сформувалися умови прибережного апвелінгу. Результатом зміни щільності структури поверхневого шару вод стало розвинення циркуляції антициклонічної спрямованості у південних і південно-східних районах полігона. Найбільш сильні течії СхПнСх напрямків зі швидкістю до 40–50 см/с було зареєстровано уздовж південної межі солоних і щільних глибинних вод, що піднялися до поверхні у широкій прибережній зоні. На внутрішній ділянці Одеської затоки при цьому розвинулася слабка циркуляція циклонічного характеру.

В іншому випадку (в кінці листопада), на відкритих ділянках цього району поверхневі перенесення мали уздовж прибережжя традиційний циклонічний характер: західні течії спостерігалися біля північних берегів, а течії південних напрямків – уздовж західної прибережної смуги (рисунок 5). Розпріснені і холодні (рисунки 5б, в), але менш щільні води розташовувалися уздовж узбережжя, а більш солоні і щільніші – у відкритих районах шельфової зони. Тобто, щільна структура поверхневих вод чітко відповідала характеру інструментально зареєстрованої циркуляції. При цьому у внутрішній частині Одеської затоки поверхнева циркуляція мала протилежний знак, тобто була антициклонічною.

Отже, у двох розглянутих ситуаціях ми маємо абсолютно протилежне перенесення приповерхневих вод як у внутрішніх районах Одеської затоки, так і зовні, в районі відкритого моря.

Ще одним цікавим, і знову ж таки інструментально зареєстрованим фактом в обох розглянутих випадках є практично повсюдне розвинення стосовно поверхневих течій глибинних протитечій. Але ця тема окремого дослідження. Поки що ми маємо лише одну зйомку з повною інформацією про термохалинну і менш повну – про динамічну структури вод.

Роботи з океанографічних досліджень тривають.

«ВІСНИК ДЕРЖГІДРОГРАФІЇ» № 1 (52) 2017

Карта р. Дніпро 3325
Карта р. Дніпро 3325

Аліса НЕЧИПОРУК,
інженер 1-ї категорії відділу навігаційного забезпечення
ФДУ «Дніпровський район Держгідрографії»

Навігаційне забезпечення судноплавства на внутрішніх водних шляхах

Внутрішні водні шляхи (ВВШ) – одна з ключових складових ресурсного потенціалу річкового транспорту України. У контексті імплементації Угоди про асоціацію України з ЄС та у зв'язку із внесенням змін до Положення про навігаційне забезпечення судноплавства на ВВШ України і чинних Правил судноплавства на ВВШ України на ДУ «Держгідрографія» покладено завдання з утримання та оснащення засобами навігаційного обладнання внутрішніх водних шляхів України, віднесених до категорії судноплавних, та забезпечення їх безперебійної роботи.

На виконання Положення про навігаційне забезпечення судноплавства на внутрішніх водних шляхах України, затвердженого наказом Міністерства транспорту та зв’язку України від 14.06.2007 № 498, та у контексті реорганізації системи навігаційного забезпечення на річкових водних шляхах України, подальшої модернізації засобів навігаційного обладнання для облаштування судноплавних річок України відповідно до чинних європейських технічних приписів і правил безпеки на ВВШ 1 березня 2017 року у складі державної установи «Держгідрографія» було створено філію «Дніпровський район Держгідрографії». Це – відокремлений підрозділ Держгідрографії, який виконує державні завдання та здійснює господарську діяльність. У своїй роботі філія керується чинним законодавством України, Положенням державної установи «Держгідрографія», визначеною політикою і цілями у сфері якості.

До зони відповідальності Дніпровської філії у частині навігаційно-гідрографічного забезпечення безпеки судноплавства увійшли р. Дніпро від Дніпровської ГЕС до державного кордону з Білоруссю (Любеч), р. Прип’ять від гирла до державного кордону з Білоруссю (Усів), судноплавні ділянки річок Самара, Оріль, Сула, Ворскла, Десна та Південний Буг, а також Ладижинське водосховище від с. Лаврівка до с. Гнівань.

 

Кременчуцька дільниця водних шляхів. Встановлення ЗНО
Кременчуцька дільниця водних шляхів.
Встановлення ЗНО

У контексті відновлення річкового судноплавства як одного з ключових пріоритетів роботи Міністерства інфраструктури України на ФДУ «Дніпровський район Держгідрографії» покладено завдання з навігаційно-гідрографічного забезпечення, зокрема:

  • оснащення внутрішніх водних шляхів своєї зони відповідальності засобами навігаційного обладнання (р. Дніпро від державного кордону до Запорізької ГЕС, р. Десна, р. Прип’ять, р. Самара);
  • розвинення систем навігаційно-гідрографічного забезпечення ВВШ, що передбачає розробку та впровадження нових методів, технологій і технічних засобів навігації, гідрографії та картографії;
  • інформування судноплавців, берегових служб про зміни навігаційної обстановки та режимів плавання у своїй зоні відповідальності;
  • підготовки та надання річковій інформаційній службі (РІС) навігаційно-гідрографічної інформації про зміни навігаційних умов і режиму плавання на ВВШ України у конкретній зоні РІС;
  • виконання гідрографічних і гідрометеорологічних робіт, методичне забезпечення та організація і проведення гідрографічних і топогеодезичних робіт на ВВШ і берегах річок.

Виконанням цих та інших завдань займаються понад 130 фахівців різного профілю: капітани-майстри шляху, змінні механіки, берегові матроси, гідрографи, інженери, працівники служби шляху, фахівці відділів груп навігаційного забезпечення та експлуатації плавзасобів, апарат управління, бухгалтерія, господарча група і диспетчерська служба.

У безпосередньому підпорядкуванні ФДУ «Дніпровський район Держгідрографії» функціонує 5 дільниць водних шляхів: Київська, Канівська, Черкаська, Дніпропетровська та Кременчуцька.

З метою картографування р. Дніпро державна установа «Держгідрографія» провела її комплексне гідрографічне дослідження від кордону України з Білоруссю до гирла. Всього за 6 років (з 2006 по 2012) обсяги зйомок рельєфу дна становлять понад 25 тис. лінійних кілометрів.

За результатами цих робіт створено річкові навігаційні карти у вигляді 7 альбомів та 131 електронного файлу, які містять усю необхідну для безпечного судноплавства картографічну інформацію і відповідають чинним міжнародним стандартам (Inland ECDIS Standard ver.2.0).

Наразі одним із пріоритетних завдань ФДУ «Дніпровський район Держгідрографії» є гармонізація чинних Правил судноплавства на внутрішніх водних шляхах України з Європейськими правилами судноплавства внут­рішніми водними шляхами (ЄПСВВШ), затвердженими Комітетом з питань внутрішнього транспорту ЄЕК ООН.

Результати порівняльного аналізу керівних документів показали, що є потреба в уніфікації норм безпеки плавання суден на ВВШ, а також в оновленні стандартів для сигнальних навігаційних і плавучих застережних знаків, що позначають кромки суднового ходу (згідно з Резолюцією № 22 Комітету з питань внутрішнього транспорту ЄЕК ООН «СИГВВШ – Сигналізація на внутрішніх водних шляхах»).

Судно перед виходом на обслуговування плавучих знаків
Судно перед виходом на
обслуговування плавучих знаків

На виконання наказу Укртрансбезпеки від 14.03.2017 № 239 «Про відкриття навігації на р. Дніпро у 2017 році» ФДУ «Дніпровський район Держгідрографії» до 04.05.2017 року було встановлено засоби навігаційного обладнання на внутрішніх водних шляхах України та здійснюється оперативне інформування РІС про зміни навігаційних умов і режиму плавання на них.

З квітня 2017 року представники ФДУ «Дніпровський район Держгідрографії» беруть активну участь у реалізації проекту технічної допомоги Європейської комісії «Розвиток транспортного сполучення р. Дніпро». У режимі ефективного діалогу проводиться аналіз поточного стану активів внутрішніх водних шляхів, відповідного законодавства, виявлення основних недоліків, надаються рекомендації відповідно до Закону «Про внутрішній водний транспорт», вирішуються інші питання. У міжнародній та професійній діяльності ФДУ «Дніпровський район Держгідрографії» відповідально виконує свої зобов’язання у частині забезпечення безпеки судноплавства у своїй зоні відповідальності, дотримується чинних вимог ДУ «Держгідрографія».

 

«ВІСНИК ДЕРЖГІДРОГРАФІЇ» № 1 (52) 2017

Спущено на воду ще одне гідрографічне судно

Сергій ПАВЛОВ
позаштатний кореспондент,
Фото Євгенії РУТЬЯН

Спущено на воду ще одне гідрографічне судно

У другій половині 2016 року в житті державної установи «Держгідрографія» відбулася значна подія – зі стапелів Київського суднобудівного судноремонтного заводу було спущено на воду чергове гідрографічне судно «Капітан Черемних». В урочистому заході з цієї нагоди взяли участь заступник міністра інфраструктури України – керівник апарату Роменський Дмитро Володимирович, керівництво ДУ «Держгідрографія» та КССЗ, численні запрошені.

Це вже четверте судно, яке було модернізовано за проектом Р101ГС.М, що поєднав у собі багатий вітчизняний досвід і новітні світові досягнення у галузі морської техніки і був погоджений з Класифікаційним товариством «Регістр судноплавства України».

Судно назвали на честь капітана Черемних Івана Георгійовича, котрий 35 років пропрацював у Чорноморському морському пароплавстві, 30 з яких – на посаді капітана. У 2005–2014 роках І. Черемних обіймав посаду капітана-наставника – начальника групи експлуатації плавзасобів ФДУ «Одеський район Держгідрографії», передавав молоді свої знання і досвід.

Особливої значущості заходу надала присутність при спущенні судна на воду самого капітана Черемних І. Г., що для більшості присутніх було справжнім сюрпризом, адже рідко коли об’єкти називають іменами нині сущих. Він давав інтерв’ю, ледь встигав відповідати на запитання багатьох журналістів різних видань і телеканалів, зацікавлених осіб.

Заступник міністра інфраструктури України Роменський Д. В. (на передньому плані), капітан Черемних І. Г. (ліворуч)  і начальник ДУ «Держгідрографія» Симоненко С. В. (у центрі) із напутніми словами перед спуском судна
Заступник міністра інфраструктури України Роменський Д. В.
(на передньому плані), капітан Черемних І. Г. (ліворуч)
і начальник ДУ «Держгідрографія» Симоненко С. В. (у центрі)
із напутніми словами перед спуском судна

Модернізоване судно має такі технічні характеристики:

  • довжина – 23,05 м;
  • ширина – 6,88 м;
  • осадка – 1,35 м;
  • висота борту – 2,7;
  • валова місткість – 98,0 одиниць;
  • потужність головних двигунів – 220 кВт.

«Капітан Черемних» та спущені раніше зі стапелів гідрографічні судна «Капітан Зібер» і «Капітан Башев» – це сучасні гідрографічні судна, які за своїми технічними можливостями не поступаються кращим закордонним аналогам, що, у свою чергу, піднімає міжнародний престиж і вітчизняних суднобудівників, і України в цілому як морської держави.

Нині «Капітан Зібер» успішно виконує усі завдання із навігаційно-гідрографічного забезпечення мореплавства у Маріупольській дільниці ЗНО, а «Капітан Башев» справно несе службу у зоні відповідальності ФДУ «Одеський район Держгідрографії».

«Капітан Черемних» передбачається використовувати не лише для встановлення і обслуговування засобів навігаційного обладнання, а й для виконання промірних та інших гідрографічних робіт, обслуговування берегових і острівних гідрографічних об’єктів, підвезення спецобладнання, вантажів і майстрів до місць ремонтно-відновлювальних робіт у зоні відповідальності Одеського району Держгідрографії.

Усі ці судна обладнано новітніми засобами радіонавігації, сучасними комплексами для проведення гідрографічних робіт, вони здатні транспортувати і встановлювати буї будь-якої ваги та конфігурації, а їхня висока маневреність, незначні розміри і малочисельний екіпаж гарантують значну економічну ефективність застосування. У тому, що за останні десять років повністю оновилася технічна складова навігаційно-гідрографічного забезпечення, велика заслуга керівництва ДУ «Держгідрографія», яке приділяє цьому питанню значну увагу, бере безпосередню участь у проектуванні суден, їх обладнанні.

Капітан І. Черемних дає інтерв’ю Рис. 4. Дані порівняльних спостережень температури води (ДУ «Держгідрографія» і ГМБ п. Іллічівськ)
Капітан І. Черемних дає інтерв’ю Ще трішечки і судно опиниться на плаву

Втілюючи у життя девіз «Кожного року по новому судну», установа за рахунок власних коштів, без залучення зовнішніх інвестицій та бюджетного фінансування оновлює свій гідрографічний флот, який сьогодні може виконувати найскладніші та найвідповідальніші завдання.

Крім завдань навігаційно-гідрографічного забезпечення, судна виконують і проміри, за даними яких розроблюються та видаються морські та річкові навігаційні карти, морські атласи, посібники для плавання, лоції та інші спеціальні видання з безпеки мореплавства, здійснюється постійна підтримка національної колекції карт на рівні сучасності тощо.

Під час спуску «Капітана Черемних» на воду для усіх запрошених відбулася презентація сучасних засобів навігаційного обладнання, де кожен із присутніх мав змогу впевнитися у тому, що, приміром, видимий далеко в морі «іграшкових» розмірів буй насправді є металевим виробом, що має у довжину 6,92 м, діаметр 1,56 м і важить понад дві з половиною тонни, і використовують їх для огородження навігаційних небезпек, сторін фарватерів і каналів. Такі «іграшки» голими руками не піднімеш і не встановиш. Для цього і потрібні сучасні гідрографічні судна. Запрошеним також було продемонстровано світні льодові річкові та морські пластикові буї конструкції ДУ «Держгідрографія», гальванічні батареї живлення власного виробництва типу «Енергія», що використовуються для автономного і резервного електроживлення берегових і плавучих ЗНО, та інше обладнання.

Учасники цього урочистого заходу мали змогу у невимушеній обстановці поспілкуватися з розробниками і виконавцями проектів, керівництвом ДУ «Держгідрографія», отримати вичерпні відповіді на свої запитання.

Буї, встановлення і обслуговування яких без допомоги гідрографічних суден неможливе Судно­красень
Буї, встановлення і обслуговування яких
без допомоги гідрографічнихсуден неможливе
Судно­красень

Попереду «Капітана Черемних» очікують роботи із дообладнання сучасним гідрографічним і навігаційним устаткуванням та практичні випробування, у ході яких перевірятимуться його проектні можливості, готовність до виконання будь-яких завдань НГЗ мореплавства.

Сім футів тобі під кілем,
«Капітане Черемних»!
«ВІСНИК ДЕРЖГІДРОГРАФІЇ» № 2 (51) 2016
Микола ГОЛОДОВ,
заступник начальника ДУ «Держгідрографія»
Юрій ПОПОВ,
начальник океанографічного відділу ФДУ «Одеський район Держгідрографії»
Артем МАТВЄЄВ,
провідний гідролог океанографічного відділу ФДУ «Одеський район Держгідрографії»

Результати порівняльних спостережень гідрологічних та метеорологічних характеристик за даними вимірювань гідрометеорологічного буя SWMidi-185 та пунктів спостережень Гідрометеорологічного бюро порту Іллічівськ у 2015 році

Рис. 1. Гідрометеорологічний буй SWMidi-185 у штатному положенні
Рис. 1. Гідрометеорологічний буй SWMidi-185
у штатному положенні

При океанографічних дослідженнях застосовується широкий спектр натурних спостережень. Так, полігонне зондування товщі вод дозволяє отримувати дискретну за часом інформацію у тривимірному просторі досліджуваної акваторії; спостереження з рухомого або буксированого плавзасобу за допомогою встановлених на ньому вимірників дають квазінепереривну інформацію на його галсах; спостереження зі стаціонарно встановлених буїв або платформ дозволяють отримувати докладну інформацію про часову мінливість параметрів морського середовища. І, нарешті, дистанційні та постійно повторювані супутникові спостереження надають досить детальну інформацію про різні поверхневі, а на підставі модельних розрахунків і деякі глибинні характеристики моря.

У подальшому мова піде про попередні результати спостережень зі стаціонарно встановленого гідрометеорологічного буя.

У 2015 р. ДУ «Держгідрографія» придбала гідрометеорологічний буй SWMidi-185 (компанія-виробник Fugro OCEANOR, Норвегія). У жовтні того ж року його було встановлено у внутрішній акваторії Сухого лиману на тримісячний термін для перевірки роботи вимірювальних систем (рисунки 1 і 2).

Буй було укомплектовано вимірювальними датчиками різних компаній виробників, які мають найвищий рейтинг виробників метеорологічної і океанографічної техніки, зокрема:

  • датчиком швидкості та напряму вітру (WindSonic M, компанія Gill);
  • електронним компасом (PNI TCM2, Fugro Oceanor);
  • датчиком тиску повітря (PTB330 A, Vaisala);
  • датчиком температури і вологості повітря (HMP 155, Vaisala);
  • датчиком видимості (MIRA 3544, Aanderaa);
  • доплеровським вимірювачем профілю течії (Aquadopp, Nortek);
  • кондуктометричним (солоність) і температурним датчиками (37 SIP, Seabird);
  • датчиком хвиль Wavesense 3 (Fugro OCEANOR).

Більш детально інші характеристики буя аналізувалися у статті Ю. Смірнова («Вісник Держгідрографії» № 2 (49), 2015, С.12–13).

Метеорологічні та гідрологічні дані, отримані з гідрометеорологічного буя, мали дискретність 1 годину. У нашому розпорядженні є дані Гідрометеорологічного бюро (ГМБ) порту Іллічівськ за жовтень–грудень з дискретністю 6 годин, що дозволяє зробити досить детальне порівняння результатів вимірювань.

Рис. 2. Розташування гідрометеорологічного буя (10–12.2015 р.)
і місця розташування станцій берегових спостережень
Рис. 2. Розташування гідрометеорологічного буя
(10–12.2015 р.) і місця розташування станцій
берегових спостережень

Місця спостережень розташовувалися приблизно за 1 км одне від одного, але мали різну висоту метеорологічних спостережень і різний характер підстильної поверхні (рисунок 2). Останній фактор істотно впливає на рівень температурних спостережень.

На рисунку 3 наведено поєднаний графік спостережень температури приземного / приводного повітря, на якому показано синхронність великомасштабних особливостей температурного режиму району, але температура за даними ГМБ у середньому за весь термін спостережень на 1,35 °С є вищою. Ще більшою є різниця таких показань до періоду різкого похолодання повітря на 8–10 °С, яке трапилось 22–24 листопада. У подальшому ситуація змінилася і температура повітря над морською поверхнею на деякий час підвищилася. Можливо, це і є впливом різних підстильних поверхонь. Теплоємність води значно перевищує теплоємність землі. Вода довше зберігає температурні властивості більш теплого попереднього періоду і впливає на температуру повітря.

Вимірювання водних параметрів здійснювалося в різних місцях у районі вихідної частини Сухого лиману, тому короткочасні зміни характеру поперечного вітрового перенесення епізодично і по-різному впливали на водну поверхню і викликали явища прибережних апвелінгів або даунвелінгів і, відповідно, по-різному змінювали температурний стан прибережних вод. На рисунках 4 і 5 показано суміщені графіки температури у поверхневому шарі води у порівнянні з даними ГМБ і гідрологічного пункту «Поромна переправа» п. Іллічівськ. Лише у двох випадках (18–25 жовтня та кілька днів на межі листопада і грудня) спостерігалася деяка неузгодженість ходу температури, а її значення не перевищувало 1,0–1,5 °С. В інші періоди мала місце повна відповідність спостережень на різних спостережних пунктах температури води.

Ситуація з порівнянням солоності води у поверхневому шарі на різних пунктах спостережень неоднорідна. Було відмічено абсолютно неприпустиму розбіжність середніх рівнів солоності у 4 ‰ і повну відсутність будь-якої синхронізації змін при порівнянні даних гідрометеорологічного буя і ГМБ п. Іллічівськ. Під час поїздки співробітника океанографічного відділу до ГМБ з’ясувалося, що в останньому порушувалась методика визначення солоності солеміром ГМ-65. Саме тому дані ГМБ щодо солоності не можуть бути використані для порівняння з даними буя у період його роботи.

Для більш детальних порівняльних спостережень солоності води було взято матеріали іншого пункту ГМБ – Гідрологічного поста «Поромна переправа» (ПП), розташованого у цій же акваторії лиману (рисунок 2). Середній рівень солоності у жовтні і листопаді за даними буя і поста ПП приблизно однаковий (рисунок 6). Деякі дрібномасштабні коливання солоності за даними ПП можуть бути наслідком локальних знижень солоності поверхневого шару води внаслідок її епізодичного зливання з близько ошвартованих суден.

Значне зниження солоності вод відмічалося у другій половині жовтня і тільки за даними вимірювача буя. Це могло бути наслідком незначного потрапляння в лиман трансформованих річкових вод Дніпро-Бузького походження під впливом стійких вітрів північних румбів, що були характерні для цього періоду.

Важко пояснити природу зниження солоності за даними пункту ПП у грудні (рисунок 6). Суттєва різниця у термічному режимі різних місць вимірювання при цьому не спостерігалася (рисунок 5).

Рис. 3. Дані порівняльних спостережень за температурою повітря (буй Держгідрографії – ГМБ, п. Іллічівськ) Рис. 4. Дані порівняльних спостережень температури води (ДУ «Держгідрографія» і ГМБ п. Іллічівськ) Рис. 5. Дані порівняльних спостережень температури води (буй ДУ «Держгідрографія» гідрологічний пункт «Поромна переправа» п. Іллічівськ)
Рис. 3. Дані порівняльних спостережень за температурою повітря (буй Держгідрографії – ГМБ, п. Іллічівськ) Рис. 4. Дані порівняльних спостережень температури води (ДУ «Держгідрографія» і ГМБ п. Іллічівськ) Рис. 5. Дані порівняльних спостережень температури води (буй ДУ «Держгідрографія» гідрологічний пункт «Поромна переправа» п. Іллічівськ)
Рис. 6. Дані порівняльних спостережень солоності води (буй Держгідрографії і гідрологічний пункт «Поромна переправа» п. Іллічівськ) Рис. 7. Дані порівняльних спостережень напрямку вітру (буй Держгідрографії – ГМБ, м. Іллічівськ) Рис. 8. Дані порівняльних спостережень швидкості вітру (буй Держгідрографії – ГМБ, м. Іллічівськ)
Рис. 6. Дані порівняльних спостережень солоності води (буй Держгідрографії і гідрологічний пункт «Поромна переправа» п. Іллічівськ) Рис. 7. Дані порівняльних спостережень напрямку вітру (буй Держгідрографії – ГМБ, м. Іллічівськ) Рис. 8. Дані порівняльних спостережень швидкості вітру (буй Держгідрографії – ГМБ, м. Іллічівськ)

Дані порівнянь вітрових потоків свідчать про відповідність результатів вимірювань. Дуже добре узгоджується напрямок вітру (рисунок 7) і в цілому непогано – швидкість вітру (рисунок 8). Виміряні показники швидкості вітру за даними вимірювача буя в середньому на 1,5 м/с вищі, ніж на прибережній станції, проте екстремальні швидкості частіше перевищують дані метеорологічної станції.

Рис. 6. Дані порівняльних спостережень солоності води (буй Держгідрографії і гідрологічний пункт «Поромна переправа» п. Іллічівськ) Рис. 7. Дані порівняльних спостережень напрямку вітру (буй Держгідрографії – ГМБ, м. Іллічівськ)
Рис. 9. Рози вітрів за даними гідрометеорологічного буя ДУ «Держгідрографія» та ГМБ, м. Іллічівськ

Ще однією складовою порівняльного аналізу даних є повторюваність вітрів різної швидкості за різними напрямками. Виражена вона графічно у вигляді роз вітрів на рисунку 9. Більш часті за часом (у 6 разів) спостереження на буї дають і більше згладжену картину повторюваності вітру, що краще відповідає реальній картині змін вітрового режиму. Меншою є і повторюваність сильних вітрів, про яку ми вже згадували вище.

Усі розглянуті дані атмосферних і морських вимірювальних каналів гідрометеорологічного буя SWMidi-185 на сьогодні показують хорошу або дуже хорошу узгодженість з результатами вимірювань берегових станцій чи постів. Не розглядалися на цьому етапі якісні характеристики роботи каналів, дальності видимості, вологості, морського хвилювання та течій. Щодо двох перших, то ми не маємо берегових даних для порівняння, морське хвилювання там не спостерігається інструментально, а течії не спостерігаються взагалі.

Для повноцінної роботи океанографічного відділу, сформованого у ФДУ «Одеський район Держгідрографії» у 2016 році, та забезпечення належного рівня безпеки мореплавства вкрай необхідно придбати додаткове океанографічне обладнання, зокрема вертикальний термохалинний зонд, солемір з комплектом нормальної води та електронні термометри для порівняльних спостережень.

На сьогодні співробітники океанографічного відділу більш глибше вивчають організацію та методику вимірювань усіх прибережних морських станцій, дані яких можуть бути використані для підтвердження якості роботи вимірювальних каналів стаціонарного буя.

«ВІСНИК ДЕРЖГІДРОГРАФІЇ» № 1 (50) 2016
Юрій СМІРНОВ,
начальник гідрографічного відділу
ДУ «Держгідрографія»

Використати всі можливості для покращення гідрометеорологічного забезпечення мореплавства

Фото 1. Зовнішній вигляд спущеного на воду гідрометеорологічного буя компанії FUGRO OCEANOR
Фото 1. Зовнішній вигляд спущеного на воду
гідрометеорологічного буя компанії
FUGRO OCEANOR

Стратегія розвитку морських портів України передбачає максимальне підвищення їх конкурентоспроможності, що в умовах глобалізації можливе при вирішенні таких завдань як:

  • забезпечення належного рівня безпеки мореплавства на підходах до портів і на їх акваторіях та збереження людського життя;
  • забезпечення ефективного функціонування системи моніторингу надводної обстановки у територіальних водах України, основною метою якої є оптимізація регулювання руху суден та ефективний і своєчасний пошук і порятунок людей на морі;
  • розвиток берегових систем технічного та інформаційного забезпечення безпеки мореплавства та їх ефективне функціонування.

Всі ці завдання нерозривно пов’язані між собою. І одним із аспектів їх вирішення, відповідно до положень Транспортної стратегії України на період до 2020 р., є належне навігаційно-гідрографічне та гідрометеорологічне забезпечення мореплавства, що відповідає міжнародними вимогам.

Розвиток інфраструктури морських портів, їх реконструкція з метою збільшення прохідних глибин і, відповідно, можливості приймати судна більшої вантажопідйомності, підвищують вимоги до безпеки мореплавства, зокрема його гідрометеорологічного забезпечення. При цьому слід враховувати всі ризики, пов’язані з мореплавством, включаючи й ті, що виникають внаслідок дії гідрологічних та метеорологічних явищ. Ось чому вкрай важливим для мореплавства на підходах до великих морських портів є забезпечення цілодобового відстеження гідрологічних та метеорологічних умов, прогнозування їх мінливості.


Аналіз вирішення подібних завдань в інших країнах світу показав, що найбільш ефективним, точним і швидким способом отримання повного спектра даних є використання гідрометеорологічних буїв, призначених для збору гідрологічних та метеорологічних даних безпосередньо у морі.


У процесі вивчення цього питання було підготовлено технічні вимоги до гідрометеорологічного буя, адже це високотехнологічне обладнання постачається виключно під конкретного замовника і з урахуванням його вимог, необхідних вимірювальних параметрів та особливостей регіону використання.


Фото 2. Акумулятори та батареї, що забезпечують живлення буя
Фото 2. Акумулятори та батареї, що
забезпечують живлення буя

Спеціалісти установи, ознайомившись з принципами роботи гідрометеорологічних буїв різних виробників та можливостями обладнання, визначили найбільш оптимальну модель, яку і було придбано Держгідрографією. Вибір було зроблено на користь буя компанії FUGRO OCEANOR, який планується встановити у районі з глибинами до 20 м на відстані близько 2-х морських миль від берегової смуги.


Гідрометеорологічний буй цієї компанії здатен вимірювати найрізноманітніші параметри, як океанографічні (висота хвиль, період хвиль, напрямок руху хвиль, швидкість поверхневих течій, напрямок поверхневих течій, температура води, електропровідність води), так і метеорологічні (видимість, швидкість вітру, напрямок вітру, атмосферний тиск, температура повітря, вологість повітря).


Гідрометеорологічний буй має міцну конструкцію, виконану з матеріалу, що не піддається корозії, та відмінну стійкість до ударів. Нижня його частина, що перебуває у воді, сферичної форми. Це забезпечує йому оптимальну можливість для виконання вимірювань. При розробці враховано і фактори зменшення ризику вандалізму.


Матеріал корпусу виконує роль надійного ізолятора, захищає датчики від потрапляння води знизу, убезпечує від замерзання, навіть, якщо поверхня замерзає.


Живлення усіх систем буя забезпечують шість сонячних панелей морського класу, вмонтованих у корпус буя, та свинцево-кислотні акумуляторні батареї.


Фото 3. GENI – блок керування і збору даних гідрометеорологічного буя
Фото 3. GENI – блок керування і збору даних
гідрометеорологічного буя

Свинцево-кислотні акумулятори здатні підзаряджатися упродовж дня і розряджатися протягом ночі. Повністю укомплектованому бую вистачить лише чотири-п’ять годин сонячного світла на день, щоб покрити 24-годинну роботу за умови, що свинцево-кислотні батареї матимуть повний заряд більшу частину дня. У зимовий період та осінні похмурі дні використовуються резервні літієві батареї.


Споживання енергії та заряджання батарей контролюються модулем керування електроживленням, який автоматично перемикається між сонячними панелями, акумуляторами і літієвими батареями у заданому порядку. Така система живлення дозволяє гідрометеорологічному бую автономно функціонувати протягом тривалого часу.


За збір і передавання даних у режимі реального часу відповідає блок керування і збору даних. Він є надійним пристроєм, орієнтованим на роботу у віддалених місцях, живиться тільки від батарей і панелей сонячної енергії. Його особливості – це 32-бітний процесор високого класу та великий обсяг внутрішньої пам’яті. Операційна система реального часу (Linux 2.6) і програмне забезпечення 3++ забезпечують надійність роботи.


Надійність блока керування і збору даних є одним із пріоритетів виробника. Дані, зібрані всіма датчиками такого буя протягом доби, постійно передаються на берегову станцію, роль якої виконує звичайний комп’ютер з відповідним програмним забезпеченням.


Гідрологічний буй перед установленням на воді
Гідрологічний буй перед установленням на воді

Крім параметрів навколишнього середовища, буй зберігає й інші дані, такі як напруга батареї та її ємність, які передаються на приймальну станцію.


Увімкнутий приймач GPS визначає позицію з точністю до 2 м, що також допомагає у моніторингу і знижує ризик втрати обладнання.


А ще буй облаштовано проблисковим вогнем з дальністю видимості 3-4 милі, пасивним радіолокаційним відбивачем та захистом від ударів блискавки.


Отже, гідрометеорологічний буй – це складна потужна система не лише моніторингу океанографічних та метеорологічних даних, а й передавання їх на віддалену берегову станцію.


Одразу після постачання гідрометеобуя, його збору та налаштування при допомозі інженерів компанії виробника спеціалісти-гідрографи Держгідрографії почали практично знайомитися з принципами його роботи, щоб якнайефективніше використати можливості буя для забезпечення безпеки мореплавства.


Попереду багато роботи і планів, адже слід ті об’єми океанографічних та метеорологічних даних, що будуть надходити від гідрометеобуя, використати з максимальною користю. А для цього необхідно мати у штаті спеціалістів, щоб якісно і в повному обсязі обробляти зібрану інформацію. Та є впевненість, що ці та інші проблеми найближчим часом буде вирішено.

«ВІСНИК ДЕРЖГІДРОГРАФІЇ» № 2 (49) 2015
Руслан КРИВІЦЬКИЙ,
геофізик експедиційного відділу
ФДУ «Одеський район Держгідрографії»

Інноваційні тимчасові водомірні пости

Сьогодні у світі спостерігається значний стрибок у розвитку гідрографічного та геодезичного обладнання, а інноваційні технології, що закріпилися у цій галузі, з кожним днем удосконалюються, еволюціонують методи збору та обробки інформації, що виводить промірні роботи на якісно новий рівень. Однак на тлі цієї модернізації є обставина, яка може звести нанівець ваші зусилля щодо поліпшення якості гідрографічних досліджень – це необхідність постійного і реального спостереження за рівнями води.


Прибережні спостереження за змінами рівня моря здійснюються на спеціально обладнаних водомірних постах. За пристроєм вони бувають рейковими, пальовими, пальово-рейковими, а також з установкою різного типу самописців рівня моря, зокрема мареографів. Водомірний пост складається із пристрою для спостережень за рівнем моря та нівелірних реперів. Закладається, як правило, два нівелірних репера: основний і робочий. Основний репер призначений для закріплення на довготривалий термін результатів спостережень за рівнем моря та висотного положення нуля глибин, а робочий служить для періодичного контролю висотного положення рівнемірної рейки та нуля водомірного поста.


Сьогодні у світі спостерігається значний стрибок у розвитку гідрографічного та геодезичного обладнання, а інноваційні технології, що закріпилися у цій галузі, з кожним днем удосконалюються, еволюціонують методи збору та обробки інформації, що виводить промірні роботи на якісно новий рівень. Однак на тлі цієї модернізації є обставина, яка може звести нанівець ваші зусилля щодо поліпшення якості гідрографічних досліджень – це необхідність постійного і реального спостереження за рівнями води.


Прибережні спостереження за змінами рівня моря здійснюються на спеціально обладнаних водомірних постах. За пристроєм вони бувають рейковими, пальовими, пальово-рейковими, а також з установкою різного типу самописців рівня моря, зокрема мареографів. Водомірний пост складається із пристрою для спостережень за рівнем моря та нівелірних реперів. Закладається, як правило, два нівелірних репера: основний і робочий. Основний репер призначений для закріплення на довготривалий термін результатів спостережень за рівнем моря та висотного положення нуля глибин, а робочий служить для періодичного контролю висотного положення рівнемірної рейки та нуля водомірного поста.

Робочий репер закладається на всіх водомірних постах поблизу рівнемірної рейки з таким розрахунком, щоб нівелювання поста можна було виконувати із однієї установки нівеліра.


Найбільш простим приладом для вимірювання рівня моря є рівнемірні рейки, які бувають постійні (футшток) і переносні, що встановлюються тільки під час вимірювань на спеціально підготовлені палі. Але слід зазначити, що вимірювання за допомогою рівнемірних рейок не позбавлені випадкових і систематичних помилок, особливо при хвилюванні моря. На стаціонарних водомірних постах відліки за рівнемірною рейкою здійснюють два, три або чотири рази на добу. На графіку зміни рівня води упродовж доби наведено приклад відмінності кривих, побудованих за даними з різною періодичністю спостережень. На графіку також видно, що між даними, наданими гідрометеослужбою, можливі суттєві коливання рівня води, які відрізняються широким амплітудно-частотним спектром, а різні складові варіацій рівня, включаючи і міжрічну мінливість, обумовлені різними фізичними процесами. Тому вимірювання рівня моря у прибережній зоні і на відкритій акваторії вимагають спеціально організованих систематичних заходів. У зв’язку з цим з’являється необхідність створення тимчасових водомірних постів з використанням сучасних засобів збору та зберігання інформації на ввесь період гідрографічних робіт.

Розглянемо приклад створення власної мережі водомірних постів з метою підвищення інформування і забезпечення гідрографічних підрозділів даними про зміну рівнів води на ділянці досліджень. Водомірні пости 1, 2, 3 забезпечуються геодезичними реперами з відомою абсолютною висотою і прив’язуються по відношенню до цих реперів. У свою чергу здійснюється прив’язка реперів до державної геодезичної мережі. Вибір датчика для водомірного поста цілком залежить від місцевих умов, мети і завдань проведених спостережень.


Як реєстратор рівня води взято високоточний мареограф miniTIDE (вимірює рівень води шляхом реєстрації змін гідростатичного тиску, базується на використанні пружної деформації чутливого елемента під дією гідростатичного тиску). Прилад розрахований на розгортання у прибережних зонах, може встановлюватися як на морське дно (дно водойми), так і на «мертвий» якір. Тривалість роботи в автономному режимі, при 40-секундній вибірці кожні 10 хвилин, залежить від типу батареї: лужної – 30, літієвої – 80 діб. Таким чином, нами встановлено, що використання сучасних засобів при спостереженні за змінами рівнів води – це застосування мобільних пристроїв типу miniTIDE Valeport, впровадження яких у технологію вимірювань глибин фактично знімає проблему нестачі даних на досліджуваних ділянках промірних робіт.

«ВІСНИК ДЕРЖГІДРОГРАФІЇ» № 3 (47) 2014
Олег КАРБІВНИЧИЙ,
головний картограф
гідрографічного відділу ДУ «Держгідрографія»

Спеціалізоване програмне забезпечення для зйомок рельєфу дна і його значення для складання морських та річкових навігаційних карт

Вікно ПЗ під час виконання зйомки рельєфу дна
Вікно ПЗ під час виконання зйомки рельєфу дна

22–24 жовтня поточного року на базі Одеської національної морської академії проходив семінар з вивчення спеціалізованого програмного забезпечення для гідрографічних зйомок. У його роботі взяли участь представники відділів гідрографічних робіт усіх філій та центрального апарату Держгідрографії разом із заступником начальника ДУ «Держгідрографія» М. Голодовим.


Проведення такого семінару стало традиційним і завжди відбувається за підтримки керівництва ДУ «Держгідрографія», яке добре розуміє, наскільки це важливо для підвищення кваліфікації і поглиблення знань спеціалістів-гідрографів підрозділів установи.

Упродовж трьох днів учасники знайомилися з основними особливостями використання нових версій програмного забезпечення, функціональними особливостями виконання промірних робіт. На конкретних прикладах демонструвалися методи досліджень на різних етапах зйомки та обробки гідрографічних даних. Також на семінарі зі своїми лекціями виступив президент компанії HYPACK, Inc. Пат Сандерс, в яких неодноразово наголошувалося на тому, що на сучасному етапі виконання зйомок рельєфу дна та обробки матеріалів виконаних робіт неможливо обійтися без використання спеціалізованого програмного забезпечення, яке не лише задає структуру комунікації усіх приладів і комп’ютера, а й дозволяє автоматизувати більшість виконуваних процесів.

У світі є багато виробників спеціалізованого гідрографічного програмного забезпечення: HYDROpro, Qinsy, Caris HIPSSIPS, PDS 2000, HYPACK та ін. І в кожного з них є як свої переваги, так і недоліки, проте усі вони розраховані на підготовку та виконання зйомки сучасним обладнанням, зокрема однопроменевим ехолотом, локатором бічного огляду, багатопроменевим ехолотом, а також передбачають обробку та редагування отриманих даних і підготовку звітних матеріалів.


Можливості сучасного програмного забезпечення щодо створення 3D-зображень
Можливості сучасного програмного забезпечення щодо створення 3D-зображень

    Програмне забезпечення містить модулі, що забезпечують:
  • налаштування еліпсоїда, проекції й параметрів перетворення систем координат;
  • планування галсів;
  • конфігурацію устаткування;
  • збір гідрографічних даних;
  • обробку даних;
  • введення поправок за рівень та сумарної поправки ехолота;
  • 3D-візуалізацію;
  • збір і обробку даних гідролокатора бічного огляду та багато іншого.

Сучасне програмне забезпечення підтримує більшість поширених сьогодні картографічних форматів, а саме: S-57, ARCS, DGN, DXF, C-Map, SHP та ін.

При плануванні галсів під час зйомки в районі робіт за допомогою редактора для судноводія створюється сітка їх виконання. Програмне забезпечення дає змогу створювати як дво- так і тривимірні галси. Передбачено і можливість створення сітки й паралельних та радіальних галсів для пошуку навігаційних небезпек. Також у програмі закладено спеціальні шаблони для спрощення побудови сітки галсів, у т. ч. і всередині заданого району.

У ході семінарських занять було з’ясовано, приміром, що дуже важливою у програмному забезпеченні є наявність системи вікон, які дозволяють здійснювати всебічний контроль за процесом зйомки, дають гідрографу можливість стежити за районом зйомки, переглядати файли-підкладки (наявні карти на район робіт), визначати положення судна та його слід, забезпечують доступ до інформації про положення базової точки судна відносно активного галса в конкретний момент, встановлювати допустиме відхилення від галса тощо. Невід’ємною частиною програмного комплексу є модуль для збору, обробки та надання даних гідролокатора бічного огляду.


    Що стосується спеціалізованого гідрографічного забезпечення, то воно повинно забезпечувати можливість представляти кінцеві матеріали гідрографічних промірів  у різних формах:
  • виводити кінцевий проект на друк;
  • генерувати модель поверхні дна за матеріалами зйомки, що в подальшому дозволить підсумовувати об’єми, виводити їх на екран монітора та друкувати 3D-моделі заданих ділянок дна;
  • експортувати підготовлені проекти в інші програмні пакети.

За період використання спеціалізованого гідрографічного програмного забезпечення, а це понад одинадцять років, фахівці державної установи «Держгідрографія» виконали гідрографічну зйомку різних ділянок Чорного та Азовського морів, річок Дніпро, Дунай, Південний Буг, акваторій портів та підхідних каналів до них. За отриманими матеріалами створено морські та річкові навігаційні карти, і чимало з них перевидано за новими матеріалами.

Аналізуючи виступи учасників семінару, ми зайвий раз переконалися, що грамотне використання єдиного програмного забезпечення дозволяє забезпечувати картографічне виробництво кінцевими даними в єдиному форматі: і паперові планшети проміру, і їх електронні аналоги, і що електронний файл має відповідати певним форматам даних для безперешкодного їх введення в навігаційно-гідрографічну інформаційну систему.


«ВІСНИК ДЕРЖГІДРОГРАФІЇ» № 4 (44) 2013
Максим МАРИЧ,
спеціаліст відділу підготовки МНК та посібників
ФДУ «Укрморкартографія»

Кишеньковий лоцман

Сьогодні, крім основних вимог до якості та інформативності картографічних продуктів, ринок висуває і зовсім нові, поки що незвичні, а саме: портативність, комфорт і легкість у використанні, здешевлення, ергономічність і швидкий доступ до даних у будь-якій точці світу із використанням одного простого структурованого ресурсу. Деякі сучасні спеціалізовані навігаційні пристрої і системи вже відповідають багатьом із зазначених вимог, крім доступності, масовості, ергономічності. Саме брак масовості продукції породжує проблему її вартості і недоступності для некомерційних користувачів, що, відповідно, впливає і на безпеку судноплавства. Існує й проблема портативності спеціальних пристроїв. Їх неуніверсальність та обмежені можливості за спеціалізацією створюють некомфортні умови для користувача у повсякденному використанні.

Сьогодні найпоширенішими і швидко еволюціонуючими пристроями є високотехнологічні смартфони і планшетні ПК, які являють собою портативну версію усіх можливих технологічних пристроїв, що нас оточують. Їх можливості не поступаються можливостям стаціонарних систем, а портативність є великою перевагою при користуванні. Універсальність і постійне вдосконалення зробили ці пристрої наймасовішим технологічним продуктом, який диктує у загальному спектрі програмної продукції свої стандарти щодо функціональності й ергономічності.

Завдяки GPS приймачам та доступу до всесвітньої мережі ці пристрої стали портативними засобами навігації, ігнорування яких компаніями виробників навігаційних програм та спеціалізованого програмного забезпечення було б великою помилкою.

Значні кроки у портативній морській навігації зроблено флагманом у галузі надання послуг із забезпечення безпеки мореплавства, відомою ірландською компанією Транзас Марін (Transas Marine). Тут першими розробили та адаптували для потреб морської та річкової навігації спеціальне програмне забезпечення під такі портативні пристрої як Ipod, Ipad, Iphone. Впроваджений компанією програмний модуль “ISailor” надає можливість користувачу встановити на портативний пристрій професійні якісні навігаційні карти будь-якого регіону, виготовлені офіційними уповноваженими органами, відповідальними за цей регіон. До каталогу доступних карт внесено і карти, виготовлені ДУ „Держгідрографія” на Чорноморсько-Азовський регіон, річки Дунай та Дніпро, які постійно оновлюються та коригуються, забезпечуючи користувачів повною і актуальною інформацією про морські та внутрішні води України. Користувач додатку має можливість завантажити у тестовому режимі і частину Київського водосховища, що свідчить про високу якість нашої продукції і визнання її за еталон цифрової картографії. Щодо відображення навігаційної інформації наші карти відповідають усім сучасним стандартам, основними з яких є Inland ECDIS Standard, стандарт обміну гідрографічних даних Міжнародної гідрографічної організації S-57 та інші. Візуально інформація легко сприймається, інтерфейс є інтуїтивним і не потребує додаткової підготовки від користувача. Власнику портативного пристрою потрібен лише доступ до світової мережі і 10–15 хвилин для перетворення пристрою в додаткову, а за потреби й основну, інформаційно-навігаційну систему. Функціонал ISailor відповідає стандартизованим навігаційним системам, що використовуються в ECDIS, але більш практичний і візуально приємніший.

    А можливості у портативних пристроїв такі ж, як і в стаціонарних. Вони здатні відображати:
  • лінійну інформацію (ізобати, берегову лінію і т. ін.);
  • загальну інформацію про карту (призначення, хто виробник, номер та ін.);
  • інформацію, пов’язану з особливостями судноплавства конкретного регіону;
  • повну навігаційну інформацію.
    А також:
  • прокласти на карті особистий маршрут за допомогою інтерактивного інтерфейсу (причому усі необхідні дані і параметри для руху за заданим маршрутом визначаються автоматично);
  • реалізувати функцію автоматичної зміни масштабу залежно від потреб користувача;
  • реалізувати он-лайн функцію оновлення програмного продукту у будь-який час;
  • відобразити об’єкти інфраструктури;
  • нанести і скоригувати інформацію у будь-якій кількості, що не доступно паперовій карті;
  • спростити систему он-лайн розрахунку за користування цим продуктом, забезпечити швидкий і простий доступ користувача до ресурсу та інше.

Із перерахованого вище можна зробити висновок, що цей продукт може забезпечити користувача усією базовою інформацією у будь-який момент і у будь-якому місці.

    Та є й інші, але поки ще не реалізовані можливості. Це:
  • можливість оперативного внесення користувачами змін у навігаційній обстановці, що були виявлені на шляху плавання із додаванням текстової і візуальної інформації та доступ такої інформації до всесвітньої мережі для відображення об’єктивної і реальної ситуації;
  • взаємообмін користувачів портативних систем інформацією;
  • відображення дійсного стану та навантаження конкретної ділянки судноплавства;
  • зміна переліку інформації, що відображається;
  • додавання історико-культурної інформації (що є явною перевагою для річкових карт перед професійними системами) та можливість внесення або вилучення такої інформації;
  • внесення інформації про себе, державні і комерційні установи з метою забезпечення всебічного комфорту і підтримки судноплавства;
  • створення безпосередньо користувачами карт спеціального призначення (наприклад, спеціальних карт для рибалок або дайвінгу);
  • прокладення туристичних маршрутів для яхтсменів із віртуальним гідом;
  • нанесення користувачами небезпечних місць і об’єктів і їх он-лайн відображення для швидкого реагування та інше.

З огляду на наявний і ще не розкритий комерційний потенціал, чисельну армію користувачів смартфонів і планшетних ПК, сьогодні цей напрямок морської картографії та картографії внутрішніх водних шляхів є найперспективнішим і найприбутковішим. Це і має спонукати нас до розширення сфери послуг з інформаційного забезпечення, орієнтованого на такі пристрої і проекти.

Відображення фрагмента ЕМНК у програмі ISailor у пристрої Apple Iphone Оригінальний фрагмент ЕМНК
Відображення фрагмента ЕМНК у програмі
ISailor у пристрої Apple Iphone
Оригінальний фрагмент ЕМНК
Відображення розгорнутої інформації про об’єкт ЕМНК (світний знак причалу № 2 порту Євпаторія) у програмі ISailor у пристрої Apple Iphone
Відображення розгорнутої інформації про об’єкт ЕМНК (світний знак
причалу № 2 порту Євпаторія) у програмі ISailor у пристрої Apple Iphone
Фрагмент електронної навігаційної річкової карти р. Дніпро та відображення<br>довідкової інформації (висота перекиду повітряного кабелю ЛЕП) у програмі<br>ISailor у пристрої Apple Iphone Фрагмент електронної навігаційної річкової карти р. Дніпро та відображення<br>довідкової інформації (висота перекиду повітряного кабелю ЛЕП) у програмі<br>ISailor у пристрої Apple Iphone
Фрагмент електронної навігаційної річкової карти р. Дніпро та відображення
довідкової інформації (висота перекиду повітряного кабелю ЛЕП) у програмі
ISailor у пристрої Apple Iphone
Відображення фрагмента ЕМНК у програмі ISailor у пристрої Apple Iphone Оригінальний фрагмент ЕМНК
Фрагмент електронної навігаційної річкової
карти р. Дніпро з відображенням об’єктів
інфраструктури (яхт-клуби тарічкові заправні
станції) у програмі ISailor у пристрої Apple Iphone
Фрагмент оригіналу електронної навігаційної
річкової карти р. Дніпро з відображенням об’єктів
інфраструктури (яхт-клуби та річкові заправні станції)

«ВІСНИК ДЕРЖГІДРОГРАФІЇ» № 4 (40) 2012
Юрій СМІРНОВ,
начальник гідрографічного відділу
ДУ «Держгідрографія»

Картографічне забезпечення річкового судноплавства: нові напрями

Схема 1. Класифікація внутрішніх водних шляхів за допустимою осадкою
Схема 1. Класифікація внутрішніх водних
шляхів за допустимою осадкою

Проведені державною установою «Держгідрографія» наймасштабніші за роки незалежності України роботи з картографування внутрішніх водних шляхів, які полягали у комплексному гідрографічному дослідженні річки Дніпро від кордону України з Білоруссю до її гирла та створенні за його результатами річкових навігаційних карт, важко переоцінити. Востаннє роботи такого масштабу виконувалися ще за радянських часів і тягнулися десятками років. Держгідрографія такого роду завдання вирішила усього за 6 років (з 2006 по 2012 рік), хоч обсяги зйомок рельєфу дна були величезні (понад 25 тисяч лінійних кілометрів).

Головну увагу було зосереджено на методичному оновленні відповідних карт, оскільки характеристики річок постійно змінюються як за рахунок природних процесів, так і в результаті діяльності суспільства (будівництво гідротехнічних споруд і т. ін.). Це і зумовило нові вимоги до річкових навігаційних карт, удосконалення прийомів їх навігаційного використання, особливо за рахунок впровадження електронних навігаційних систем.

Загальна протяжність водних шляхів України становить 2714,5 км, з яких на р. Дніпро (з притоками Прип'ять та Десна) припадає 1571,5 км. Довжина придатних для судноплавства водних шляхів на р. Дунай – 171,9 км, р. Південний Буг – 35 км, р. Дністер – 39 км. Навігаційні глибини на р. Дніпро, відповідно до Європейської угоди про найважливіші внутрішні водні шляхи міжнародного значення є сприятливими для проходження великогабаритних суден (див. схему 1).

На сьогодні ВВШ не використовуються на повну силу, хоча й мають істотні резервні можливості. На жаль, ще не всі визнають, що річковий транспорт може бути альтернативою автомобільним і залізничним вантажоперевезенням, причому значно дешевшою і з більш широким розмаїттям доступних видів таких перевезень. Абсолютна швидкість при цьому, порівняно з надійністю, безпекою, схоронністю вантажів, стабільністю і низькими витратами, відіграє менш важливу роль.

Про вагомість переваг річкового транспорту свідчать такі факти:
– річкове судноплавство все більше набуває рис міжнародності, а це, у свою чергу, означає, що на нього поширюється дія відповідних міжнароднихстандартів, норм і правил;
– річковий транспорт є одним із найбезпечніших видів транспорту, особливо під час перевезення небезпечних вантажів (за європейською статистикою пошкодження таких вантажів через аварії річкового транспорту відбувається у 178 разів рідше, ніж через аварії важковантажних автотранспортних засобів і у 13 разів рідше, ніж через аварії на залізниці);
– чистий і енергозберігаючий вид транспорту з низьким рівнем забруднення (шум, забруднення атмосфери та води);
– у тих регіонах, де водні шляхи розвиваються продумано і планово, річковий транспорт є дуже надійним, адже немає перевантаженості водних шляхів, хоча деякі природні фактори (підвищення або зниження рівня води, можливе утворення льоду) певною мірою можуть впливати на таку надійність. Слід зазначити, що підняття Держгідрографією на новий якісний рівень річкової картографії створює сприятливі умови не лише для розвитку річкового транспорту, а й для інших галузей.

Істотному підвищенню ефективності перевезень і їх безпеці на внутрішніх водних шляхах сприяють і нові засоби зв'язку та геоінформаційні технології. Конвергенція телекомунікаційних та інформаційних послуг дозволяє розвивати мережу інфокомунікаційних послуг, які вже знайшли своє застосування на водних шляхах різних країн. Якість таких послуг визначається лібералізацією їх ринку і розвитком конкуренції на ньому. Завдяки цифровізації мереж і абонентських терміналів користувачів стало можливим передавання будь-якої інформації, перетвореної у цифрову форму. Саме це сприяло тому, що конкретні послуги перестали бути пов'язаними з якоюсь конкретною мережею зв'язку. За своєю природою інфокомунікаційні послуги на внутрішніх водних шляхах є досить консервативними, і користувачі швидко звикають до певних процедур використання таких послуг.

Для забезпечення уніфікації й можливості широкого користування відкритими інфокомунікаційними послугами в умовах міждержавного використання внутрішніх водних шляхів створено Річкові Інформаційні Служби (РІС). Це гармонізовані інфокомунікаційні служби, за допомогою яких координується перевезення вантажів та здійснюється регулювання руху суден на внутрішніх водних шляхах, включаючи, за наявності технічних можливостей, взаємозв'язок з іншими видами транспорту.

Функціонування РІС вимагає:
– доступу користувачів до електронних навігаційних карт, придатних для навігаційних цілей;
– надання судноводіям навігаційної інформації у вигляді стандартних, кодованих повідомлень, що завантажуються для найшвидшої коректури навігаційних карт;
– надання користувачам РІС усіх даних, важливих для планування рейсів на внутрішніх водних шляхах у доступному електронному форматі.

Отже, функціонування РІС неможливе без забезпечення їх системою електронних річкових навігаційних карт. Ще важливішим є підтримання електронних РНК на рівні сучасності, для чого необхідна відпрацьована система передавання навігаційної інформації від установи, відповідальної за навігаційне забезпечення на внутрішніх водних шляхах (ДП «Укрводшлях»), до установи, відповідальної за видання та підтримання на рівні сучасності електронних РНК (ДУ «Держгідрографія»). Повинні бути і чітко визначені терміни надання такої інформації, що необхідно для вчасного виконання робіт з коректури карт.

Наявність річкових навігаційних карт сприяє і розвиненню водного туризму, створює безпечні та прийнятні умови для навігації, задоволення потреб конкретних користувачів.

Забезпечення користувачів якісною картографічною продукцією, що відображає сучасну навігаційну обстановку, є головною умовою для розвитку судноплавства на р. Дніпро й, відповідно, розвитку водного туризму. Адже відкриття нових безпечних трас на внутрішніх водних шляхах дозволить урізноманітнити туристичні послуги, отримати додаткові надходження до державного бюджету.

Державна установа «Держгідрографія», крім власне річкових навігаційних карт, пропонує користувачам нові посібники для навігації, які доповнюють РНК і будуть корисними для судноводіїв маломірного флоту. Особливо це стосується яхтингу, адже на основі даних, розміщених на РНК, можливе видання окремих картографічних продуктів для яхтсменів. І цей напрямок має гарну перспективу, адже на сьогодні тільки на Дніпрі функціонує понад 20 яхтклубів, розташованих у таких містах як Київ, Українка, Переяслав-Хмельницький, Черкаси, Світловодськ, Кременчук, Дніпропетровськ, Дніпродзержинськ, Запоріжжя, Нікополь, Херсон, Нова Каховка та ін.

У цьому напрямку ДУ «Держгідрографія» вже зробила чимало, зокрема видала у 2012 році навігаційний посібник «Лоційний опис річки Дніпро» українською та англійською мовами, який є доповненням до річкових навігаційних карт і містить детальну навігаційно-гідрографічну інформацію про всю українську ділянку р. Дніпро.

У загальному огляді цього опису наведено відомості про р. Дніпро, включно з характеристиками водосховищ Дніпровського каскаду, рівневі режими усіх водосховищ, дані про габарити шляху, нормативні документи, якими слід керуватися при плаванні річкою Дніпро, а також наводяться контактні дані підприємств та організацій, відповідальних за безпеку судноплавства, і перелік баз-стоянок маломірного флоту з їх координатами.

Основна частина посібника складається із семи розділів, кожен з яких характеризує одне з водосховищ р. Дніпро. Окремо описано ділянку Нижнього Дніпра від гирла до Каховської ГЕС. Кожен з розділів містить навігаційно-гідрографічний нарис з гідрометеорологічними відомостями, інформацію про судноплавні шляхи, навігаційне обладнання, річкові порти, місця базування яхт-клубів, заправних станцій та інших об'єктів інфраструктури.

Держгідрографія вже має досвід видання туристичних альбомів на акваторію Чорного моря. Свого часу установою було видано альбоми карт на маршрути Одеса – протока Босфор та Одеса – Керченська протока. Дуже перспективним має бути і видання туристичного альбому на р. Дніпро, який стане надійним путівником для судноводіїв маломірного флоту і яхтсменів.

«ВІСНИК ДЕРЖГІДРОГРАФІЇ» № 3 (39) 2012