Технічна інформація

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 HIPS&SIPS, 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