Способ измерения и долгосрочного прогноза деформаций речных русел при отсутствии русловых съемок



Способ измерения и долгосрочного прогноза деформаций речных русел при отсутствии русловых съемок
Способ измерения и долгосрочного прогноза деформаций речных русел при отсутствии русловых съемок
Способ измерения и долгосрочного прогноза деформаций речных русел при отсутствии русловых съемок
Способ измерения и долгосрочного прогноза деформаций речных русел при отсутствии русловых съемок

Владельцы патента RU 2468337:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к гидрологии рек и гидротехнике. Техническим результатом является разработка способа измерения и прогноза вертикальных и плановых (горизонтальных) деформаций речных русел при отсутствии разновременных русловых съемок на основе материалов режимных гидрологических наблюдений за расходами и уровнями воды. Указанный технический результат достигается тем, что способ измерения и долгосрочного прогноза деформаций речных русел при отсутствии русловых съемок, включающий выбор реки-аналога, на которой проводят режимные гидрологические наблюдения произвольно назначают перечень уровней воды в диапазоне от минимального наблюдаемого или расчетного до соответствующего максимального через фиксированный шаг расчета, чтобы было не меньше 5-6 значений, для каждого уровня воды составляют выборку из измеренных или полученных интерполяцией значений максимальной глубины и ширины реки, далее для каждого уровня воды вычисляют амплитуды изменений соответствующего параметра, максимальные значения амплитуды принимают в качестве характеристик вертикальных и горизонтальных русловых деформаций соответственно, далее оценку вертикального размыва русла и прогноз русловых деформаций на реке-аналоге проводят по соответствующим формулам. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к гидрологии рек и гидротехнике и может быть использовано при измерении и долгосрочном прогнозе вертикальных и плановых деформаций русел для определения параметров водохозяйственных сооружений, проектирования переходов дорог, высоковольтных линий и трубопроводов через реки при отсутствии русловых съемок, выполненных за разные годы.

Известна методика оценки вертикальных и плановых (горизонтальных) русловых деформаций при наличии данных наблюдений на основе сравнения карт или схем речного русла, составленных в разные годы, но с интервалом не менее 5 лет [ВСН 163-83. Ведомственные строительные нормы. Учет деформаций речных русел и берегов водоемов в зоне переходов магистральных трубопроводов (нефтегазопроводов). - М.: Госкомгидромет, 1985. - 142 с.; Учет руслового процесса на участках подводных переходов трубопроводов через реки. Стандарт организации. СТО ГУ ГГИ 08.29-2009. - СПб.: Нестор-История, 2009. - 184 с.].

Сущность метода - сравнение поперечных профилей, полученных в результате русловых съемок за разные годы (с интервалом не менее 5 лет).

Недостатки: высокая трудоемкость инженерно-гидрометеорологических изысканий и сложность или невозможность получения расчетных параметров в сжатые сроки, определяемые для изысканий и проектирования заказчиком; методики неприменимы при отсутствии надежных русловых съемок, выполненных в разные годы с интервалом не менее 5 лет; кроме того, даже при наличии разновременных русловых съемок процесс сравнения нескольких планов или схем сопряжен с дополнительными погрешностями и недостаточно четко формализован (нет регламентированной процедуры сравнения графических материалов).

Известна методика построения линии возможною вертикального размыва речного русла при отсутствии данных наблюдений при условии деформаций за счет переформирования русловых микроформ (гряд) [ВСН 163-83. Ведомственные строительные нормы. Учет деформаций речных русел и берегов водоемов в зоне переходов магистральных трубопроводов (нефтегазопроводов). - М.: Госкомгидромет, 1985. - 142 с.; Учет руслового процесса на участках подводных переходов трубопроводов через реки. Стандарт организации. СТО ГУ ГГИ 08.29-2009. - СПб.: Нестор-История. 2009. - 184 с.].

Сущность метода - оценка вертикальных деформаций но зависимостям между размерами русловых микроформ и глубиной потока.

Недостатки: пригодна при наличии грядового движения наносов и не позволяет получить достоверный прогноз вертикальных деформаций торфяного русла или русла с незначительным перемещением наносов в виде гряд.

Известна методика прогнозирования плановых (горизонтальных) деформаций речных русел при отсутствии данных наблюдений на основе данных о деформациях русла реки-аналога [ВСН 163-83. Ведомственные строительные нормы. Учет деформаций речных русел и берегов водоемов в зоне переходов магистральных трубопроводов (нефгегазопроводов). - М.: Госкомгидромет, 1985, 142 с.; Учет руслового процесса на участках подводных переходов трубопроводов через реки. Стандарт организации. СТО ГУ ГГИ 08.29-2009. - СПб.: Нестор-История, 2009. - 184 с.].

Сущность метода - перенос данных, полученных по методу №1 для реки-аналога на исследуемую реку, с учетом погрешностей прогноза.

Недостатки: мало пригоден для использования на гидрологически плохо изученных территориях Сибири, где изученные реки-аналоги очень малочисленны и в основном представлены большими реками с площадью водосбора более 50000 км2; с учетом этого подобрать аналог для неизученной малой реки с площадью водосбора менее 2000 км2 чрезвычайно трудно или невозможно; классификация рек согласно [ГОСТ 17.1.1.02-77. Охрана природы. Гидросфера. Классификация водных объектов. Дата введения 01.07.78 г. Переиздание, июнь 1992 г. - М.: Госстандарт России, 1992. - 20 с.].

Общие недостатки существующих методов, имеющие отношение к решаемой технической задаче следующие:

1) у большинства существующих способов необходима разновременная русловая съемка с интервалом не менее 5 лет на исследуемой реке или на реке-аналоге;

2) при проектировании объектов строительства на труднодоступных территориях таежной, лесотундровой и тундровой зон Сибири данные русловых съемок в разные годы (особенно с интервалом не менее 5 лет) обычно отсутствуют или не удовлетворяют требованиям по точности, установленным в [ВСН 163-83. Ведомственные строительные нормы. Учет деформаций речных русел и берегов водоемов в зоне переходов магистральных трубопроводов (нефтегазопроводов). М.: Госкомгидромет, 1985. - 142 с.];

3) трудоемкость инженерно-гидрометеорологических изысканий и сложность или невозможность получения расчетных параметров в сжатые сроки, определяемые для изысканий и проектирования заказчиком;

4) высокая степень неопределенности при измерении или расчете параметров. используемых в косвенных способах оценки и прогноза плановых (горизонтальных) деформаций речных русел;

5) существенные отклонения расчетных значений русловых деформаций от измеренных значений, если способ применяется в другом районе, при условиях, отличающихся от тех, которые учитывались при разработке того или иного способа (например, при наличии торфяных берегов).

Задачей изобретения является: разработка способа измерения и прогноза вертикальных и плановых (горизонтальных) деформаций речных русел при отсутствии разновременных русловых съемок на основе материалов режимных гидрологических наблюдений за расходами и уровнями воды.

Описание сущности изобретения сводится к следующему:

Способ измерения плановых и вертикальных русловых деформаций основан на определении параметров потока - ширины русла и максимальной глубины, при которых наблюдаются наибольшие деформации русла. Изменение речного русла рассматривается как стохастический процесс, а сама оценка русловых деформаций является статистической оценкой.

Для измерения и долгосрочного прогноза деформаций речных русел используются данные стандартных гидрометрических измерений. Гидрометрический створ обычно устанавливается на наименее деформируемом и наиболее прямолинейном участке реки. С учетом этого результирующие значения русловой деформации могут рассматриваться как максимальные для наиболее устойчивых участков, что вполне соответствует задачам проектирования, ориентированным на поиск предельных значений гидрологических характеристик и строительство водохозяйственных сооружений, проектирования переходов дорог, высоковольтных линий и трубопроводов через реки именно в наименее деформируемых участках.

Сущность изобретения заключается в определении изменений гидравлических параметров реки при руслоформирующем расходе воды по алгоритму:

1) определяют, есть ли на исследуемой реке режимные гидрологические наблюдения, включающие измерение уровней воды, глубины, ширины потока;

2) при наличии данных об уровнях воды, глубине, ширине потока произвольно назначают перечень уровней воды (в балтийской системе высот) в диапазоне от минимального наблюдаемого (или расчетного) до соответствующего максимального через фиксированный шаг из расчета, чтобы было не меньше 5-6 значений.

В том случае, когда в данных отсутствует необходимое значение уровня воды, оно находится интерполяцией между ближайшими датами;

3) для каждого уровня воды составляется выборка из измеренных или полученных интерполяцией значений максимальной глубины hmax (при оценке вертикальных деформаций) и ширины реки В (при оценке плановых или горизонтальных деформаций). В результирующей выборке должно быть четное количество значений, соответствующих как подъему, так и спаду воды в реке; далее для каждого уровня воды вычисляются амплитуды изменений соответствующего параметра D(hmax) и D(B);

4) максимальные значения амплитуды Dmax(hmax) и Dmax(B) принимаются в качестве характеристик вертикальных и плановых (горизонтальных) русловых деформаций соответственно;

5) оценка предельно возможного вертикального размыва русла Zlim, м, и прогноз максимально возможных плановых русловых деформаций ΔB(T), м/период, проводится по формулам:

Zlim=Zmin-Dmax(hmax)-δh,

ΔВ(T)=T·(Dmах(B)+δB),

где Zmin - минимальная отметка речного дна в расчетном створе, м; T - расчетный период в годах; δB и δh - погрешности измерения ширины и глубины потока, м;

6) при отсутствии данных гидрологических наблюдений, в случае гидрологически неизученных рек, для исследуемой реки выбирают реку-аналог, на которой проводятся режимные гидрологические наблюдения, включающие измерение уровней воды, глубины, ширины потока и скорости течения.

Подбор реки-аналога производится при условии аналогичного гидрологического района (по классификации П.С.Кузина), аналогичного типа руслового процесса, в целом условия подбора реки-аналога должны соответствовать [СП 33-101-2003. Свод правил по проектированию и строительству. Определение основных расчетных гидрологических характеристик. - М.: Госстрой России, 2004. - 72 с.].

Оценка предельно возможного вертикального размыва русла Zlim, м, и прогноз максимально возможных плановых русловых деформаций ΔB(T), м/период, проводится по приведенным в пункте 5 формулам, но в качестве максимальных значений амплитуд Dmax(hmax) и Dmax(B) принимаются значения, вычисленные для реки-аналога;

7) при отсутствии данных гидрологических наблюдений, в случае невозможности подобрать реку-аналог расчет Dmax(hmax) и Dmax(B) проводят по региональным эмпирическим зависимостям от разницы максимальной и средней глубин потока.

Пример осуществления изобретения

Определить наличие материалов режимных гидрологических наблюдений за расходами и уровнями воды для исследуемой реки.

I. При наличии материалов режимных гидрологических наблюдений за расходами и уровнями воды для исследуемой реки:

1) составить выборку из многолетних данных Российской гидрометеослужбы (Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды) об измеренных уровнях воды, ширине русла, максимальной глубине потока; минимальный размер выборки должен включать две одноименные фазы водного режима (половодье), достоверность прогноза возрастает при увеличении выборки до 5 лет. Пример исходных данных о ширине реки и уровнях воды приведен в табл.1;

2) составить список значений уровней воды Z1, Z2, … Zn с заданным фиксированным шагом, для которых будут определяться значения ширины русла и максимальной глубины потока; рекомендуется не меньше 5-6 значений в диапазоне от минимального уровня воды обеспеченностью 95% (вероятностью превышения) до максимального уровня воды обеспеченностью 5%. Пример расчета фиксированных уровней воды приведен в табл.1, исходные данные и расчетные уровни воды изображены на фиг.1;

3) для каждого фиксированного уровня Z1, Z2, … Zn непосредственно по данным наблюдений или интерполяцией между ближайшими наблюдениями определяются значения ширины русла и максимальной глубины. Пример расчета для получения оценки плановых (горизонтальных) русловых деформаций приведен в табл.2, пояснение к интерполяции данных - на фиг.2;

4) для каждого фиксированного уровня Z1, Z2, … Zn составляется выборка из значений, характерных или наблюдаемых в период открытого русла (при отсутствии ледяного покрова);

5) для каждого фиксированного уровня Z1, Z2, … Zn по полученной выборке рассчитываются минимальное (min) и максимальное (max) значения и амплитуда D=max-min (табл.2);

6) из полученных значений D1, D2, … Dn выбирается максимальное значение Dmax, соответствующее руслоформирующему расходу воды; таким образом, максимальное значение амплитуды для всего изученного диапазона изменений уровня воды и является характеристикой вертикальной Dmax(hmax) (в случае максимальной глубины потока hmax) или плановой Dmax(B) (для ширины водотока В) деформации русла; в примере, приведенном в табл.2 Dmax(В)=16 м;

7) оценка предельно возможного вертикального размыва русла Zlim и прогноз максимально возможных плановых русловых деформаций ΔB(T) выполняются по формулам:

Zlim=Zmin-Dmax(hmax)-δh,

ΔB(T)=T·(Dmax(B)+δB),

где Т - расчетный период в годах; δB и δh - погрешности измерения ширины и глубины потока, м.

II. При отсутствии материалов режимных гидрологических наблюдений за расходами и уровнями воды, в случае гидрологически неизученных рек, для исследуемой реки определить возможность выбора реки-аналога.

II.1. При наличии реки-аналога выполнить следующие действия:

8) для реки-аналога выполнить пункты 1-6;

9) оценка предельно возможного вертикального размыва русла Zlim и прогноз максимально возможных плановых русловых деформаций ΔB(T) гидрологически неизученных рек выполняются по формулам пункта 7, причем минимальная отметка речного дна в расчетном створе (Zmin) принимается для исследуемой реки, а в качестве максимальных значений амплитуд Dmax(hmax) и Dmax(B) принимаются значения, вычисленные для реки-аналога.

II.2. В случае отсутствия реки-аналога значения Dmax(hmax) и Dmax(B) рассчитываются по эмпирическим региональным зависимостям вида:

,

,

где hmax(Qmax,5%) и - максимальная и средняя глубины, соответствующие расходу воды обеспеченностью 5%; и - средние глубины, соответствующие расходу воды обеспеченностью 5% и норме стока; k1, k2, k3, k4 - эмпирические региональные коэффициенты.

Далее расчет ведется по формулам пункта 7, причем минимальная отметка речного дна в расчетном створе (Zmin) принимается для исследуемой реки, а в качестве максимальных значений амплитуд Dmax(hmax) и Dmax(B) принимаются значения, вычисленные по эмпирическим региональным зависимостям.

Технический результат: измерение и прогноз вертикальных и плановых (горизонтальных) деформаций речных русел равнинных рек в таежной, лесотундровой и тундровой зоне Сибири при отсутствии русловых съемок, выполненных в разные годы; полученные значения используются для обоснования параметров водохозяйственных сооружений (берегоукрепительных сооружений), переходов через водотоки авто- и железных дорог, линий электропередач, трубопроводов. Запатентованные формулы:

Zlim=Zmin-Dmax(hmax)-δh,

ΔB(T)=T·(Dmax(B)+δB),

где Zlim - уровень предельно возможного вертикального размыва русла, м; Zmin - минимальная отметка речного дна в расчетном створе, м; ΔВ(Т) - прогноз плановой деформации русла в расчетном створе на период Т, м/период; Т - расчетный период в годах; δB и δh - погрешности измерения ширины и глубины потока, м. Значения Dmax(hmax) и Dmax(B) либо принимаются по данным анализа данных об измеренных расходах воды реки-аналога после предварительного обоснования ее выбора, либо рассчитываются по эмпирическим зависимостям с учетом данных о максимальных и средних глубинах.

Новизна технического решения заключается в том, что впервые для определения русловых деформаций используются только данные стандартных гидрометрических измерений - определение параметров потока - ширины русла (при оценке плановых (горизонтальных) деформаций) и максимальной глубины (при оценке вертикальных деформаций), при которых наблюдаются наибольшие деформации русла.

Таблица 1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ И ДОЛГОСРОЧНОГО ПРОГНОЗА ДЕФОРМАЦИИ РЕЧНЫХ РУСЕЛ ПРИ ОТСУТСТВИИ РУСЛОВЫХ СЪЕМОК
Дата Ширина русла, м Уровень воды, м Ледостав
20.02.75 50 59 да
23.03.75 49 58.8 да
05.05.75 80 66 нет
08.07.75 60 63.1 нет
15.10,75 61 59 нет
03.02.76 49 58.9 да
05.04.76 48.5 58.9 да
25.04,76 50 63 нет
20.05.76 79 66 нет
06.07.76 71 64 нет
15.08.76 63 62 нет
10.10.76 52 59 нет
15.01.77 48 58.8 да
07.03.77 47 58.6 да
16.05.77 71.5 64.2 нет
23.06.77 62 62.1 нет
17.08.77 61 62.3 нет
21.09.77 51 69.5 нет
Уровень мин. - 58.6 -
Уровень макс. - 66 -
Принятый мин. уровень (с округлением) - 59 -
Принятый макс. уровень (с округлением) - 66 -
Кол-во уровней - 6 -
Шаг - 1.4 -
Примечание. Расчетные фиксированные уровни воды - 59,0 м; 60,4 м; 61,8 м; 63,2 м; 64,6 м; 66 м.

1. Способ измерения и долгосрочного прогноза деформаций речных русел при отсутствии русловых съемок, включающий выбор реки-аналога, на которой проводят режимные гидрологические наблюдения, произвольно назначают перечень уровней воды в диапазоне от минимального наблюдаемого или расчетного до соответствующего максимального через фиксированный шаг расчета, чтобы было не меньше 5-6 значений, для каждого уровня воды составляют выборку из измеренных или полученных интерполяцией значений максимальной глубины и ширины реки, далее для каждого уровня воды вычисляют амплитуды изменений соответствующего параметра, максимальные значения амплитуды принимают в качестве характеристик вертикальных и горизонтальных русловых деформаций соответственно, оценку предельно возможного вертикального размыва русла Zlim, м, и прогноз максимально возможных плановых русловых деформаций ΔВ(Т), м/период, на гидрологически неизученных реках проводят по формулам:
Zlim=Zmin-Dmax(hmax)-δh,
ΔB(T)=T·(Dmax(B)+δB),
где Zmin - минимальная отметка речного дна в расчетном створе, м;
Dmax(hmax) - максимальное значение амплитуды изменения максимальной глубины потока;
Dmax(B) - максимальное значение амплитуды изменения ширины потока;
Т - расчетный период в годах;
δB и δh - погрешности измерения ширины и глубины потока, м.

2. Способ измерения и долгосрочности прогноза деформаций речных русел при отсутствии русловых съемок в случае отсутствия реки-аналога, включающий расчет максимального значения амплитуды вертикальных и горизонтальных русловых деформаций по региональным эмпирическим зависимостям от разницы максимальной и средней глубины потока.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области океанографических измерений, в частности к способам измерения высоты волнения и угла наклона водной поверхности, и может быть использовано в океанологии для изучения волновых процессов на поверхности океана.

Изобретение относится к неконтактным океанографическим измерениям и может быть использовано для определения статистических характеристик морского волнения с борта движущегося судна.

Изобретение относится к определению параметров ледяного покрова посредством устройства для измерении толщины льдин, установленного на носителе, и может быть использовано как в исследовательских целях, так и при мониторинге ледового покрова в регионах залегания и добычи месторождений газа и нефти на шельфе арктических морей.

Изобретение относится к области картографии, а более конкретно к составлению ледовых карт, полученных путем съемки ледовых образований, посредством технических средств, установленных на летательных аппаратах.

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение для обнаружения с авиасредств экологически опасных нефтяных загрязнений в море в сложных метеорологических условиях, в частности при низкой облачности, при тумане и в условиях полярной ночи.

Изобретение относится к инженерной экологии и может быть использовано при исследованиях рек и их притоков. .

Изобретение относится к области океанографических измерений, в частности к способам измерения углов наклона и высоты волнения водной поверхности, и может быть использовано в океанологии для изучения волновых процессов на поверхности океана и в метеорологии для повышения точности долгосрочных прогнозов погоды.

Изобретение относится к геодезической сети, опорным геодезическим пунктам, взаимное положение и высота которых определены в принятой системе координат. .

Изобретение относится к гидрографическому, сейсмографическому оборудованию, которое устанавливают на дно океанов, морей, озер, водохранилищ. .

Изобретение относится к области экологии, может быть использовано для прогноза распределения возможных техногенных загрязнителей и выбора участков строительства водозаборов водоснабжения в руслах крупных рек

Изобретение относится к области океанографических измерений и позволяет синхронно измерять высоту h и углы наклона х и у волнения водной поверхности в одной точке

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения и регистрации морского волнения методом импульсной эхолокации узконаправленным лучом в направлении от дна к поверхности воды

Изобретение относится к области сельского и лесного хозяйств, а также к экологическому мониторингу. Способ включает выделение участка пойменного луга с испытуемым травяным покровом. Затем на этом участке по течению малой реки или ее притока размечают не менее трех створов измерений в поперечном направлении. Вдоль каждого створа размечают не менее трех пробных площадок с каждой стороны малой реки или ее притока. После разметки измеряют расстояния от принятого начала координат на одной стороне малой реки или ее притока до центров пробных площадок. Кроме этого, измеряют высоту расположения центра каждой пробной площадки от поверхности малой реки или ее притока. После срезки пробы травы подвергают испытаниям и по результатам испытаний выявляют закономерности влияния расстояния вдоль каждого створа, высоты расположения пробных площадок над урезом воды на биофизические и биохимические показатели проб травы. После испытания проб срезанной травы пойменного луга на биофизические показатели по массе и времени высыхания в зависимости от параметров рельефа в створах измерений часть высушенной пробы отбирается для озоления и последующего биохимического анализа, по меньшей мере, по трем биохимическим веществам: азоту, фосфору и калию. Способ позволяет повысить возможность сравнения проб травы на различных учетных площадках по содержанию питательных биохимических веществ в виде азота, фосфора и калия. 5 з.п. ф-лы, 7 ил., 16 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области ландшафтоведения и лесоводства. Способ включает в пределах водоохранной зоны визуально по карте или натурно выделение участка луга с испытуемым травяным покровом, затем на этом участке по течению водотока разметку группы пробных площадок, учет расстояния между центрами пробных площадок вдоль и поперек реки, а после срезки испытания проб травы. Участок луга с испытуемым травяным покровом выделяют на незатопляемой территории с прибрежной грунтовой дорогой параллельно берегу. Причем с другой стороны луга расположена стена леса. Затем на выбранной части луга выделяют мозаичные части по шкале качества травяного покрова. Причем на каждой мозаичной части намечают по меньшей мере одну пробную площадку размерами 2,00×2,00 м. После этого намечают створы наблюдений по пробным площадкам перпендикулярно грунтовой дороге. До испытаний сразу же после срезки пробу взвешивают на переносных весах около пробной площадки. После срезки намечают центр пробной площадки, затем измеряют расстояния между центрами пробных площадок со срезанной травой. Также измеряют расстояния от края грунтовой дороги, расположенного в сторону леса, до центров пробных площадок со срезанной травой по створам измерений. После этого вычисляют расстояния от стены леса до центров этих же пробных площадок. Все измеренные данные заносят в журнал, которые совместно с вычисленными данными применяют для оценки урожайности луговой травы по сырой массе в зависимости от влияния расстояний от края дороги и от стены леса до центров пробных площадок со срезанной травой. Способ позволяет повысить точность измерений свойств травы прибрежного луга, находящегося между прибрежной грунтовой дорогой и стеной леса, и повысить функциональные возможности при выявлении закономерностей влияния стены леса и прибрежной грунтовой дороги на урожайность луговой травы. 4 з.п. ф-лы, 10 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области гидрографии и может быть использовано для гидрографической оценки речной сети. Сущность: определяют количество притоков реки. Уточняют длину каждого притока по результатам полевых или иных измерений. Строят гидрографические схемы речной сети. Распределяют значения длин притоков по группам. Выделяют антропогенно измененные части речной сети. Выделяют по всей речной сети и на ее частях фрактальные группы по примыканию притоков. Присваивают фрактальным группам ранги. Составляют таблицы рангов фрактальных групп и длин притоков. Определяют по табличным данным, применяя экспоненциальный закон, среднестатистическое изменение длины притоков в зависимости от ранга фрактальных групп. Технический результат: повышение точности оценки. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области океанографических измерений и преимущественно может быть использовано для контроля загрязнения поверхности открытых водоемов при проведении экологических и природоохранных мероприятий. Технический результат изобретения - повышение вероятности обнаружения загрязнения и снижение вероятности ложных тревог за счет разделения на радиолокационных изображениях участков, созданных поверхностным загрязнением, и участков, созданных вариациями поверхностного течения. Сущность: контролируемую область поверхности облучают под азимутальным углом α1, регистрируют рассеянный назад сигнал и по изменению уровня сигнала выявляют аномальный участок поверхности, от которого рассеянный назад сигнал имеет более низкий уровень по сравнению с фоновым значением сигнала. Затем контролируемую область облучают под азимутальным углом α2 при том же угле падения радиоволн и регистрируют рассеянный назад сигнал от аномального и фонового участков. Определяют отношение сигналов от аномального участка, полученных при облучении под азимутальными углами α1 и α2, и отношение сигналов от фонового участка, полученных при облучении под азимутальными углами α1 и α2. Путем сравнения полученных отношений сигналов определяют наличие загрязнения исследуемой поверхности.

Изобретение относится к области океанографических измерений и преимущественно может быть использовано для контроля загрязнения поверхности открытых водоемов при проведении экологических и природоохранных мероприятий. Технический результат - обеспечение возможности учитывать влияние длинных, по сравнению с брегговскими компонентами, поверхностных волн на характеристики рассеяния радиоволн, по которым оценивают изменения в пространстве спектра поверхностных волн, что повышает достоверность определения загрязнения акватории. Сущность: контролируемую область морской поверхности облучают одновременно радиоволнами разной длины с помощью скаттерометра и альтиметра, которые размещены на двух летательных аппаратах. Скаттерометр облучает контролируемую поверхность под углом, при котором регистрируемый сигнал определяет брегтовский механизм рассеяния. Он излучает по всем каналам сигнал одной и той же поляризации и регистрирует сигнал той же поляризации. Альтиметр облучает контролируемую поверхность в надир, и по его данным определяют дисперсию уклонов морской поверхности, создаваемых волнами разных масштабов. По зарегистрированным скаттерометром сигналам и с учетом полученной дисперсии уклонов морской поверхности вычисляют значения спектра поверхностных волн на длине резонансной волны. Анализируют изменения в пространстве спектра поверхностных волн и по характеру этих изменений судят о загрязнении.

Изобретение относится к области океанографических измерений и преимущественно может быть использовано для контроля изменения состояния поверхности открытых водоемов, вызванного их загрязнением поверхностно-активными веществами, при проведении экологических и природоохранных мероприятий. Техническим результатом изобретения является возможность при осуществлении анализа характеристик бликов зеркального отражения учитывать фактор влияния, ветра, что обеспечивает повышение точности определения наличия загрязнения, а также степени его интенсивности. Согласно изобретению поверхность облучают лазером, регистрируют блики зеркального отражения и определяют их характеристики. При этом одновременно с регистрацией бликов измеряют скорость ветра, а уровень загрязнения определяют путем сравнения полученных характеристик с образцовыми значениями для измеренной скорости ветра. 3 ил.

Изобретение относится к области океанографических измерений и предназначено преимущественно для определения характеристик коротких морских ветровых волн. Технический результат изобретения - повышение точности измерений за счет устранения фактора воздействия водного потока на струнные волнографические датчики, что обеспечивает их неподвижность даже в условиях штормового моря, а также за счет уменьшения длины погруженной в воду части штанги, несущей волнографические датчики, и одновременно с этим - обеспечения требуемого заглубления датчиков. Сущность: устройство содержит установленный над водной поверхностью выстрел с вертикальной штангой, пересекающей границу раздела воздух-вода. На штанге закреплены горизонтальные, по крайней мере три, кронштейны. Верхний кронштейн закреплен вверху штанги, нижний - внизу, на уровне максимальной впадины исследуемых волн. Кронштейны служат для постановки струнных волно-графических датчиков, которые верхними концами жестко закреплены на верхнем кронштейне и пропущены через отверстия, выполненные в остальных кронштейнах. Нижние концы датчиков снабжены грузами для необходимого натяжения датчиков. Отверстия кронштейнов обеспечивают вертикальное положение датчиков на заданном расстоянии друг от друга. 1 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2012-11-27 2013-03-19T08:22:10
Наверх