Sorry, this entry is only available in
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.

На водных артериях суши и морях довольно часты аварии на­ливных судов, перевозящих нефть и нефтепродукты. При таких авариях нередко разливаются многие тысячи тонн нефтепродуктов, которыми загрязняются обширные водные пространства и берега. Случаются также аварии на нефтепромыслах и очистных сооруже­ниях, в результате которых значительное количество загрязняющих веществ сбрасывается в водоемы.

Особенно опасны аварии наливных судов, перевозящих техни­ческие масла. Присутствие в воде даже незначительного количе­ства этих веществ делает воду непригодной для употребления человеком и животными.

При подобных аварийных загрязнениях необходимо действовать незамедлительно, так как нефтепродукты растекаются по водной поверхности очень быстро. Использование самолетов в таких слу­чаях явится решающим условием успешной борьбы с загрязнением и может предотвратить опасность массового заражения населения и животных. Если авария произошла в удаленных от побережья районах морей и озер, применение авиации позволяет сократить время обследования аварийного загрязнения в десятки раз по сравнению с использованием для этих же целей судов.

Благодаря большим скоростям и радиусам действия современ­ных самолетов, они могут эффективно использоваться не только для обнаружения и обследования районов аварийных загрязнений вод, но и для активной борьбы с ними.

 

§ 1. Обследование аварийных разливов нефтепродуктов

При получении сообщения о месте и времени аварии наливного судна необходимо незамедлительно вылететь к месту аварии и про­извести авиасъемку района загрязнения с целью определения гра­ниц распространения и скорости перемещения образовавшегося пятна загрязнения. Для установления пути перемещения пятна и изменений его площади авиасъемки через определенные про­межутки времени необходимо повторять.

Особое внимание должно уделяться определению скорости и направлению перемещения (дрейфа) пятна нефтепродуктов. При штилях нефтяные пятна дрейфуют под действием течений. Поэтому перед вылетом необходимо тщательно изучить направление и ско­рость поверхностных течений в районе аварии и рассчитать воз­можное распространение пятна под влиянием течений за время, прошедшее с момента аварии.

С появлением ветра пятно начинает испытывать также ветровой дрейф, причем в морях, озерах и водохранилищах ветровая состав­ляющая обычно быстро приобретает доминирующее влияние в сум­марном дрейфе пятна. Учитывая это, перед вылетом необходимо тщательно проанализировать условия погоды за период, прошедший с момента аварии, с целью определения возможного переме­щения пятна под влиянием ветра. Учет этих факторов может суще­ственно облегчить поиск пятна.

Следует также ознакомиться с краткосрочным прогнозом по­годы и прогнозом на естественный синоптический период, по кото­рым можно ориентировочно предсказать перемещение пятна в дальнейшем.

Перед вылетом необходимо составить расписание радиопередач результатов авианаблюдений с борта самолета заинтересованным организациям.

В полет целесообразно взять фотоаппарат и пленку для фото­графирования образовавшегося пятна нефтепродуктов.

При подлете к месту аварии курс самолета прокладывается с таким расчетом, чтобы пересечь пятно по его большой оси. На морях, озерах и больших водохранилищах этот курс будет совпадать с направлением ветра, поскольку пятно вытягивается в основном по его направлению. Бортнаблюдатель при полете на этом курсе определяет с помощью секундомера время, затраченное самолетом на прохождение пятна. По замеренному времени и пу­тевой скорости самолета рассчитывается протяженность большой оси пятна. При полете на этом галсе определяются также видимые участки границы пятна и его интенсивность.

Если пятно имеет большую ширину, выходящую за пределы видимости, район пятна необходимо затем покрыть сеткой парал­лельных галсов, удаленных на одинаковое расстояние друг от друга, равное примерно двойной дальности видимости поверхности воды. Пересекающие пятно галсы располагаются нормально к на­правлению ветра. На каждом галсе определяются размеры сечения пятна (с помощью засечек по секундомеру и путевой скорости самолета) и наносятся на карту видимые участки границы его рас­пространения. При обнаружении в пятне зон с различной интен­сивностью загрязнения эти зоны следует оконтурить и определить интенсивность нефтяной пленки в каждой из них.

На небольших реках границы пятна определяются с помощью береговых ориентиров, и выполнение дополнительных (попереч­ных) галсов обычно не требуется.

 

§ 2. Повторные авиасъемки и расчет скорости перемещения пятен загрязнений в нерусловых бассейнах

Для установления скорости растекания пятна нефтепродуктов и его перемещения под влиянием ветра и течения, авиасъемки пятна необходимо периодически повторять. В прибрежных районах морей, озер и водохранилищ в ветреную погоду повторную съемку следует начинать спустя 2—3 часа, а в открытых районах — спустя 4—6 часов после окончания первой съемки.

Для повышения точности картирования пятна загрязнений в открытых районах морей и больших озер весьма полезно исполь­зовать при определении местоположения самолета радиометрические средства (см. раздел II, гл. VII). Это существенно повысит точность последующих расчетов скорости перемещения пятна.

По мере растекания пятна нефтепродуктов и в результате из­менений ветра и поверхностных течений скорость перемещения пятна будет изменяться ото дня ко дню. Поэтому авиасъемки пятна загрязнений необходимо повторять и в последующие дни до тех пор, пока интенсивность аварийного пятна не уравняется с общим фоном загрязненности данного водного района. На морях, озерах и водохранилищах порядок и состав авианаблюдений при повтор­ных авиасъемках должны быть такими же, как и в первый день съемки.

Данные о скорости растекания пятна нефтепродуктов в началь­ный период его формирования можно получить (если известно время аварии) уже по материалам первой авиасъемки. Для этого наибольшую длину пятна, замеренную при авиасъемке, следует разделить на время, прошедшее с момента аварии. Направление главной оси пятна, снятое с карты авиасъемки, будет соответство­вать основному направлению растекания и перемещения пятна.

Скорость поперечного растекания пятна по аналогии можно получить, если разделить наибольшую ширину пятна на время, прошедшее с момента аварии.

Когда будут получены материалы повторной авиасъемки, для установления пути перемещения пятна необходимо нанести на кальку местоположение и контуры пятна, полученные при первой и повторной авиасъемках. При этом нанесении кальку следует предварительно совместить с картой таким образом, чтобы направ­ление истинного меридиана и точка, в которой произошла авария судна, совпали (рис. 27).

Изменение размеров и формы пятна нефтепродуктов и его перемещение за период между авиасъемками

Изменение размеров и формы пятна нефтепродуктов и его перемещение за период между авиасъемками

Скорость растекания пятна по направлению его главной оси (которая обычно совпадает с генеральным направлением ветра) определяется по соотношению:

F_006

где: wг — скорость растекания пятна по главной оси, м/с; а1, а2— наибольшая длина (протяженность) пятна соответственно в момент первой и повторной авиасъемок, м; t2t1—время между авиа­съемками в секундах.

Скорость растекания пятна в поперечном сечении wn можно рас­считать по формуле

F_007

где b1 и b2 — наибольшая ширина пятна соответственно в момент первой и повторной авиасъемок.

Сняв с кальки перемещение центра пятна, нетрудно рассчитать примерную скорость его перемещения за период между авиасъем­ками

F_008

где vц — скорость перемещения центра пятна, м/с; d1 — перемеще­ние центра пятна за период между первой и второй авиасъем­ками, м.

Направление перемещения центра пятна за время между съем­ками снимается с кальки с помощью транспортира.

Генеральное перемещение пятна за период, прошедший с мо­мента аварии также снимается с кальки. Оно соответствует рас­стоянию (D1) между местом аварии и положением центра пятна в момент повторной авиасъемки.

По аналогии можно рассчитать и скорость перемещения фрон­тальной зоны пятна (т. е. его подветренной границы)

F_009

где wф — скорость перемещения подветренной границы пятна, м/с; l1 — перемещение подветренной границы пятна за период между первой и второй авиасъемками, снятое с кальки.

Направление дрейфа подветренной границы пятна относительно истинного меридиана снимается непосредственно с кальки (линия d1d2 на рис. 27).

Рассчитав скорости перемещения пятна аварийного загрязне­ния, целесообразно определить приближенные значения коэффи­циента ветрового дрейфа пятна, т. е. отношение скорости переме­щения пятна к скорости ветра. Для этого из полученной выше фак­тической скорости перемещения пятна следует предварительно исключить путем геометрического вычитания скорость постоянного и приливо-отливного поверхностного течений и получить скорость дрейфа пятна под действием ветра и созданного им ветрового те­чения. Получив этот коэффициент, нетрудно предвычислить воз­можное перемещение пятна под действием ветра

F_010

где sн — путь перемещения пятна (его подветренной границы) под действием ветра; k — ветровой коэффициент дрейфа пятна нефте­продуктов; t — промежуток времени, на который производится расчет; vв — скорость ветра в районе дрейфа пятна.

Коэффициент ветрового дрейфа пятен нефтепродуктов изменя­ется примерно в пределах от 0,021 до 0,053 в зависимости от ин­тенсивности пленок нефтепродуктов.

Аналогично рассчитывается перемещение пятна под действием постоянного и приливо-отливного поверхностного течений

F_011

где vт— средняя скорость поверхностного течения в м/с на участке перемещения пятна.

Сложив величины sн и sт геометрически, нетрудно предвычислить возможное перемещение пятна нефтепродуктов на некоторый период.

В открытых районах морей и крупных озер, где нет постоянно действующих метеорологических станций, скорость ветра в районе перемещения пятна может быть определена по ближайшей берего­вой метеостанции, наблюдения на которой достаточно репрезента­тивны (по крайней мере, для данного направления ветра) для района дрейфа пятна. Тогда в указанный выше расчет можно ввести соответствующую скорость ветра на выбранной метеостан­ции, учтя при этом коэффициент усиления ветра над водной по­верхностью

F_012

где sв — путь перемещения пятна под действием ветра; k — ветро­вой коэффициент дрейфа пятна нефтепродуктов; п — коэффициент усиления ветра над водной поверхностью относительно береговой станции; vв — скорость ветра, наблюденная на береговой станции, м/с; t — промежуток времени, на который производится расчет, в секундах.

Величина коэффициента усиления ветра над водной поверх­ностью изменяется у нагорного побережья в пределах обычно 1,2— 2,6 в зависимости от удаленности района от берега. Уточнить зна­чение этого коэффициента можно путем сравнения материалов наблюдений, проведенных на береговой метеостанции, с данными синхронных судовых наблюдений над ветром, выполненных при различных ветровых ситуациях.

Размеры и продолжительность сохранения пятен аварийных разливов нефтепродуктов, а также скорость их перемещения, зави­сят от мощности, режима и продолжительности сброса загрязнений, их вида и физических характеристик (в первую очередь от испа­ряемости и растворимости в воде, степени текучести и коэффициен­тов трения с водной поверхностью и воздухом), скорости ветра и течений, температуры воды и воздуха и других факторов. По этой причине скорости перемещения пятен могут колебаться в значительном диапазоне. Именно поэтому при каждом случае аварий­ного разлива нефтепродуктов необходимо проводить весь указан­ный выше комплекс полевых работ и расчетов.

 

§ 3. Авиасъемки аварийных загрязнений и расчет скорости их перемещения на реках и каналах

Берега вносят большое своеобразие в распространение аварий­ных загрязнений в русловых потоках. На малых реках при мощном сбросе нефтепродуктов они обычно быстро распространяются по всей ширине русла и перемещаются в основном со скоростью по­верхностного течения. Ветер в данном случае не имеет того решающего значения в распространении пятна загрязнений, как в открытых районах морей, крупных озерах и водохрани­лищах.

При первом же сообщении об ава­рии наливного судна или береговых емкостей, где хранятся нефтепро­дукты, необходимо срочно произвести авиасъемку района загрязнения. В про­цессе ее определяются границы пятна (с помощью ориентиров на местно­сти) и его интенсивность (рис. 28). Если последняя изменяется по длине русла, на рабочую карту наносятся границы зон с различной интенсивно­стью загрязнений.

Перемещение пятна аварийного загрязнения в русле реки

Перемещение пятна аварийного загрязнения в русле реки

По материалам первой авиасъемки рассчитывается скорость перемеще­ния пятна по течению реки

F_013

где v — скорость перемещения фрон­тальной границы пятна, м/с; S1 — дли­на пути по оси русла от источника сброса загрязнений до фронтальной границы пятна; t0—момент начала аварийного сброса загрязнений; t1 — время засечки поло­жения нижней границы распространения пятна при авиасъемке.

Чтобы проследить скорость перемещения и разлива пятна, сле­дует выполнить повторную авиасъемку. При скорости течения реки порядка 0,5 м/с повторную съемку целесообразно провести спустя 3—4 ч после первой съемки. По материалам ее уточняется скорость перемещения нижней границы пятна, причем в расчет по выше­приведенной формуле вводится величина, равная пути перемеще­ния нижней границы пятна за период между съемками (рис. 28).

Скорость продвижения пятна вниз по реке можно рассчитать и по известной скорости течения, учитывая при этом возможные изменения ее на различных участках русла. Для проверки этих расчетов целесообразно выставить контрольные посты, которые фиксировали бы (и сообщали в центр) фактическое время прохож­дения пятна в том или ином участке русла реки.

Если такие контрольные посты организовать по каким-либо причинам невозможно, авиасъемки загрязненного участка реки сле­дует повторять ежедневно до тех пор, пока интенсивность аварий­ного пятна нефтепродуктов не выравняется с общим фоном загряз­нения соответствующего участка реки.

Все результаты наблюдений и расчетов незамедлительно пере­даются заинтересованным организациям и учреждениям, ведущим активную борьбу с последствиями аварии. Такие материалы по­могут этим организациям разработать наиболее эффективные средства борьбы с данным загрязнением.

Последующие авиасъемки позволят контролировать эффектив­ность применения этих средств.