Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Методическое пособие 742

.pdf
Скачиваний:
18
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
6.9 Mб
Скачать

 

 

 

Окончание табл.

Типы

Подтипы ЛТС

Типовая схема инженерной защиты (ТСИЗ)

 

ЛТС

Индекс

Общее описание

 

 

 

 

I.R2.г-З

ТСИЗ(I.R2.З)-1

Подпорные стены на буронабивных сваях, а также усиле-

 

 

ТСИЗ(I.R2.З)-2

ние основания сооружений габионными конструкциями

 

 

 

 

 

I.R2.с-З

ТСИЗ(I.R2.З)-3

либо анкерными системами.

 

 

ТСИЗ(I.R2.З)-4

 

 

I-З

 

 

 

I.R2.я-З

ТСИЗ(I.R2.З)-5

 

 

 

 

 

 

ТСИЗ(I.R2.З)-6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I.R4-З

ТСИЗ(I.R4.З)-1

Поверхностный водоотвод и противоэрозионные меро-

 

 

приятия

 

 

 

 

 

Дополнительно в качестве геологической подсистемы были рассмотрены склоны вне оползней, при подрезке которых возникает необходимость возведения удерживающих сооружений.

Таким образом, были выделены следующие типы ЛТС: «I-A» - ЛТС автомобильной дороги с зоной влияния, распространяющейся на блоковый оползень сдвига; «II-A» - ЛТС автомобильной дороги с зоной влияния, распространяющейся на вязкопластический оползень; «III-A» - ЛТС автомобильной дороги с зоной влияния, распространяющейся на склон вне оползня; «I-Ж» - ЛТС железной дороги с зоной влияния, распространяющейся на блоковый оползень сдвига; «I-Э» - ЛТС опоры эстакады с зоной влияния, распространяющейся на блоковый оползень сдвига; «II-Э» - ЛТС опоры эстакады с зоной влияния, распространяющейся на вязкопластический оползень; «I-К» - ЛТС опор канатных дорог с зоной влияния, распространяющейся на блоковый оползень сдвига; «I-З» - ЛТС отдельно стоящей постройки с зоной влияния, распространяющейся на блоковый оползень сдвига. Кроме того, были выделены подтипы ЛТС, в зависимости от: а) категории оползневого риска (оползневое событие может привести к значительному ущербу для объекта инфраструктуры (R2); оползневое событие может повлечь за собой серьезный ущерб для объекта инфраструктуры (R3); оползневое событие с низкой вероятностью может привести к снижению эффективности функционирования объекта инфраструктуры (R4)); б) расположения инженерного сооружения относительно оползневого склона или склона вне оползней (для головной (г), средней (с) или языковой (я) части оползня, а также верхней (в), средней (с) или нижней (н) части склона вне оползня); в) способа возведения инженерного сооружения (в выемке (в), на насыпи (н), либо без рельефопреобразующих работ) [1].

В таблице указаны типы локальных ЛТС в виде комбинаций двойных индексов (римская цифра и прописная буква). Подтипы ЛТС приведены с учетом вышеуказанных параметров. Затем на базе выделенных типов и подтипов ЛТС далее были обоснованы типовые схемы противооползневой инженерной защиты (таблица).

Для обоснования ТСИЗ применительно к определенным ЛТС были проанализированы: нормативная и научная литература; опыт проектирования, строительства и эксплуатации противооползневой инженерной защиты в долине р. Мзымта, полученный большим количеством производственных организаций; материалы маршрутного обследования состояния противооползневой инженерной защиты авторов. Для каждой ТСИЗ, указанной в таблице, предложена рациональная схема организации противооползневой защиты, которая может применяться в аналогичных инженерно-геологических условиях.

Таким образом, был реализован подход обоснования типовых схем инженерной защиты на базе выделенных типовых литотехнических системах.

Литература

1.Королев В.А., Минина М.В. Типизация литотехнических систем для обоснования схем противооползневой инженерной защиты / В.А. Королев, М.В. Минина // Инженерная геология. - М.: Изд-во « Геомаркетинг», 2017. - №2. - С. 38-51.

2.Минина М.В., Королев В.А. Типизация оползней долины реки Мзымта с целью обоснования инженерной защиты / М.В. Минина, В.А. Королев // Инженерная геология. - М.:

131

Изд-во « Геомаркетинг», 2015. - №2. - С. 28-40.

3. ОДМ 218.2.033-2013 Методические рекомендации по выполнению инженерногеологических изысканий на оползнеопасных склонах и откосах автомобильных дорог. - М.:

ООО «НТЦ ГеоПроект», 2013. -105 с.

1ФГБУ «Гидроспецгеология» 2ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова»

M.V. Minina1, V.A. Korolev2

TYPICAL SCHEMES OF LANDSLIDE ENGINEERING PROTECTION

To ensure the safety of the territories, a methodology has been developed to justify typical schemes of landslide engineering protection based on analysis of various lithotechnical systems. The introduction of such typical schemes of engineering landslide protection into practice will significantly reduce the time and material costs for their creation

Key words: landslide danger, typification of landslides, typification of lithotechnical systems, typical schemes of landslide engineering protection

1 Federal state budgetary institution "Gidrospetsgeologiya"

2Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Moscow State University name M.V. Lomonosova»

УДК 577.34

Е.Г. Зайцев, Т.А. Сухоруков

АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ МОНИТОРИНГА РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ЗЕМЛИ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ ЯДЕРНОГО ОРУЖИЯ

Проанализированы современные угрозы применения ядерного оружия и основные проблемы мониторинга радиоактивного загрязнения Земли при применении ядерного оружия

Ключевые слова: угроза радиоактивного загрязнения, применение ядерного оружия, мониторинг радиоактивного загрязнения

Всовременном мире угроза масштабного радиоактивного загрязнения Земли увеличивается с каждым годом. В первую очередь, причиной возможного радиоактивного загрязнения может стать применение ядерного оружия в ходе военных конфликтов. История уже знает факт чудовищного применения ядерного оружия 6 и 9 августа 1945 года - это бомбардировка ВВС США японских городов Хиросима и Нагасаки, которые были стерты с лица Земли. Далее Соединѐнные Штаты Америки на протяжении многих десятилетий продолжали угрожать различным странам применением ядерного оружия [1]. Это привело к тому, что количество стран, владеющих военными ядерными технологиями, стало расти, несмотря на существование Договора о нераспространении ядерного оружия [2].

Количество ядерных зарядов в мире в течение «холодной войны» стремительно росло. Примерный пик количества ядерных зарядов в мире пришелся, наконец, 1980-х годов. Тогда общее количество ядерных зарядов в мире превысило 60 000 единиц. После заключения серии двухсторонних договоров о сокращении ядерного оружия между США и СССР (Россией) количество ядерных зарядов стало стремительно уменьшаться. В таблице приведено примерное количество ядерных боеголовок по данным «Бюллетеня ядерных испытаний» ООН [3]. Однако даже с учетом существенного сокращения ядерного оружия, в настоящее время страны-обладатели ядерного оружия имеют огромное количество ядерных боезарядов, которые складируются в специальных комплексах и потенциально могут быть применены в случае полномасштабной, либо ограниченной ядерной войны.

Внастоящее время особую остроту приобрел «Северокорейский ядерный кризис», в

132

котором угрозы применения ядерного оружия звучат уже с двух сторон, так как Северная Корея с 2006 года примкнула к странам - обладателям ядерного оружия и его доставки при помощи ракетно-космических технологий. В условиях грядущего мирового кризиса природных запасов, в последние десятилетия серьезное беспокойство вызывают и некоторые официальные заявления НАТО, в которых энергетическую безопасность ЕС предлагается поддерживать при помощи силы. Так, в принятой Декларации на Лиссабонском саммите НАТО,

воктябре 2010 г. в п. 42 записано: «Основные экологические и ресурсные ограничения, включая риски для здоровья, изменение климата, нехватку водных ресурсов и растущие потребности в энергии, еще больше сформируют будущую обстановку в области безопасности

вобластях, представляющих интерес для НАТО, и будут иметь потенциал для существенного влияния на планирование и операции НАТО» [4].

Количество ядерных боеголовок, ед

Страна

 

1947 г.

1952 г.

1957 г.

1967 г.

1987 г.

1992 г.

2002 г.

2009 г.

США

 

32

1005

6444

>31255

≈23500

≈12000

≈10600

5113

СССР/

 

0

50

660

8339

≈38000

≈25000

≈8600

≈2800

Россия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Велико-

 

 

 

20

270

 

 

512

160

британия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Франция

 

 

 

36

 

 

384

384

Китай

 

 

 

 

25

 

 

400

 

Индия

+

 

 

 

 

 

 

<100

 

Пакистан

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Израиль

 

 

 

 

 

 

 

≈200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Итого

 

32

1055

7124

39563

63484

<40000

<20450

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

За семь десятилетий атомной эры на Земле помимо военного применения ядерного оружия в Хиросиме и Нагасаки, было проведено более 2000 ядерных испытательных взрывов. От них пострадали природа районов Центральной Азии, Северной Африки, Северной Америки и южной части Тихого океана. Многие районы до сих пор так и не оправились от экологического ущерба.

В настоящее время существует глобальная международная система мониторинга ядерных взрывов, которая была создана для контроля над соблюдением Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний (ДВЗЯИ) 1996 года. Эта международная система мониторинга состоит из 337 объектов, расположенных во всем мире и отправляющих данные в Международный центр в штаб-квартире ДВЗЯИ в Вене. Существующая система предназначена, в основном, для регистрации и подтверждения самого факта испытательного ядерного взрыва, поэтому в круг ее задач не входит экологический мониторинг последствий ядерного взрыва, таких, как масштабные радиоактивные загрязнения.

Характерной особенностью радиоактивного загрязнения Земли при ядерных взрывах, особенно при наземных взрывах, является образование больших полей с высокой активностью ионизирующих излучений впервые дни, которые вызывают в атмосфере множество различных радионуклидных возмущений. Эту особенность можно использовать при мониторинге радиационных последствий ядерного взрыва, учитывая оптимальным образом множество радиационных эффектов в атмосфере.

Суть основной проблемы мониторинга радиоактивного загрязнения Земли при применения ядерного оружия заключается в сложившемся противоречии между высокими требованиями к задачам радиационного мониторинга и низкими техническими возможностями существующих систем. По существу, из всего диапазона известных физических каналов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), в задачах радиационного ДЗЗ используются только

133

пассивные каналы детектирования гамма- и нейтронного излучений с очень низкими характеристиками по дальности (высоте) ведения мониторинга и по ширине полосы обзора. Возможности таких существующих и разрабатываемых систем, к сожалению, не удовлетворяют современным требованиям ведения мониторинга в реальном масштабе времени, поэтому поиск решения этой проблемы заключается в использовании принципиально новых физических подходов. Почему для решения основной проблемы мониторинга радиоактивного загрязнения Земли предлагается многоканальное дистанционное зондирование? Во-первых, потому, что гамма-нейтронные каналы принципиально исчерпали свои возможности по увеличению дальности зондирования. Во-вторых, другие каналы на космических аппаратах и современных воздушных судах уже давно успешно используются в параллельных задачах дистанционного зондирования Земли, поэтому их комплексное использование лишь дело времени. И это касается в перспективе не только радиационного, но и остальных видов зондирования (химического, биологического).

В работе [5] на основе методологического подхода разработана классификация методов радиационного ДЗЗ, а также дан обзор внедрения новых, наиболее подходящих, методов по вторичным признакам, которые значительно расширяют возможности аэрокосмических систем радиационного мониторинга, начиная с момента обнаружения ядерного взрыва и заканчивая полным выпадением радиоактивных осадков. При этом учитываются возможности

вДЗЗ существующей и разрабатываемой аппаратуры общего многоканального аэрокосмического зондирования, выполняющей другие задачи (например, метеорологические задачи, задачи навигации).

Методы зондирования по вторичным признакам, основанные на регистрации радиационных эффектов, возникающих в окружающей среде под воздействием ионизирующего излучения из-за сложности их реализации до настоящего времени, рассматривались, в основном, как перспективные.

Под вторичными признаками понимают радиационные эффекты, возникающие в окружающей среде под воздействием ионизирующих излучений. К таким основным эффектам

вживой и неживой среде можно отнести следующие эффекты:

-выделение тепла;

-изменение электрических характеристик;

-образование треков;

-электромагнитные излучения в различных диапазонах, в том числе флюоресценция;

-изменение химического состава;

-повреждение структуры материи.

Методы радиационного ДЗЗ по первичным признакам могут быть только пассивными. Методы же по вторичным признакам могут быть, как пассивными, так и активными.

Пассивные методы используют прямое и рассеянное в воздухе гамма - нейтронное излучение от радиоактивных объектов, косвенное излучение в различных диапазонах электромагнитных и акустических длин волн от ионизированного радионуклидами атмосферного воздуха, естественное отраженное или вторичное излучение угнетенных радиацией биологических объектов на поверхности Земли, обусловленное солнечной активностью. Другие виды ионизирующих излучений, такие как альфа и бета частицы, рентгеновские лучи для ДЗЗ не пригодны в силу возможности распространения в Земной атмосфере только на очень короткие расстояния.

К пассивным методам можно отнести:

Во-первых - методы (по первичным признакам) дозиметрических и спектрометрических измерений первичного ионизирующего излучения (гамма - нейтронного) радионуклидов. Эти методы являются в настоящее время основными и получили наибольшее распространение, не смотря на существенную ограниченность по дальности (высоте до 500-1000 м).

Во-вторых - методы (по вторичным признакам) регистрации собственных электромагнитных излучений воздуха и биоты в различных диапазонах длин волн под действием

134

ионизирующих излучений.

В-третьих - методы (по вторичным признакам) визуализации естественных отраженных излучений от угнетенных биологических объектов (спектрозональные съемки реакции наземной биоты на ионизирующие излучения).

В-четвертых - методы (по вторичным признакам) регистрации изменений атмосферного электрического поля.

Активные методы (по вторичным признакам) используют вынужденное излучение объектов, инициированное искусственным источником направленного действия.

К активным методам можно отнести:

Во-первых - радиолокационное зондирование радиоактивных облаков и плазмоидов в атмосфере с воздушных судов и космических аппаратов.

Во-вторых - радиолокационное зондирование ионозондами космических аппаратов ионосферных неоднородностей, вызванных изменением атмосферного электрического поля (тропосфера-ионосфера) в результате радиоактивного загрязнения тропосферы и земной поверхности.

В-третьих - лидарное зондирование радиоактивных облаков и «радионуклидных смогов» над радиоактивным загрязнением местности с воздушных судов и космических аппаратов.

В-четвертых - акустическое зондирование радиоактивных облаков и «радионуклидных смогов» над радиоактивным загрязнением местности с воздушных судов. Под радионуклидными смогами понимают ион-молекулярные реакции атмосферы на ИИ, приводящие к изменениям концентраций основ малых газовых составляющих и изменяющие оптические и другие свойства атмосферы.

Аэрокосмический радиационный мониторинг Земли, собственно, как и радиационное дистанционное зондирование Земли представлен двумя составляющими - воздушной и космической, то целесообразно рассматривать те дистанционные физические взаимодействия, которые могут быть зарегистрированы на воздушных судах и космических аппаратах. И хотя, с точки зрения расширения возможностей, методы по вторичным признакам являются единственно возможными, однако на современном этапе развития не гарантируют 100 % идентификации радионуклидных загрязнений. Поэтому для достаточно точной идентификации радиационного загрязнения по вторичным признакам должна быть разработана база данных учета уникальных информативных признаков, присущих только радиоактивным загрязнениям земной поверхности. Для обоснования такой методики должен быть, проведен теоретический анализ аспектов переноса гамма - фотонов в атмосфере, экспериментально подтверждены пространственные характеристики возмущения атмосферы вокруг точечного, площадного и объемного источников ионизирующих излучений, и на основе этого предложить математическую модель признаков. Проблему повышения чувствительности предложенных физических методов можно попытаться решить при помощи методов обработки, таких как вейвлет-анализ и фрактальная фильтрация.

Решение основных проблем мониторинга радиоактивного загрязнения Земли позволит предложить научно-обоснованный облик перспективной многоцелевой системы аэрокосмического радиационного ДЗЗ воздушного и космического сегментов с учетом современных угроз применения ядерного оружия, а также с учетом достижений развития бортовой геофизической аппаратуры.

Литература

1.Штефан Е. США неоднократно рассматривали возможность ядерного удара по КНДР / Е.Штефан //Сеульский вестник: газета на рус. языке 12.10.2010. - Сеул: издатель Сон Бом Сик. - [Электронный ресурс]: Источник: US often weighed North Korea `nuke option. - Режим доступа: http://vestnik.kr/nk/3941.html

2.Договор о нераспространении ядерного оружия. Одобрен резолюцией 2373 (XXII)

135

Генеральной Ассамблеи от 12 июня 1968 года [Электронный ресурс]. - Режим доступа к ма-

териалам: http://www.un.org/ru/documents/decl_conv/ conventions/npt.shtml

3.Официальный сайт ООН [Электронный ресурс]. - Режим доступа к материалам: http://www.un.org/ru/.

4.NATO Web Site. Lisbon Summit Declaration, 20 nov. 2010 [Еlectronic resource]. Regime of access to material: http://www.nato.int/.

5.Сухоруков А.И., Хисматов И.Ф., Новиков И.Э. Основы теории аэрокосмического радиационного мониторинга Земли. Ч. 1. Физические основы радиационного дистанционного зондирования Земли / А.И. Сухоруков, И.Ф. Хисматов, И.Э. Новиков. - М.: Изд-во «ВУНЦ ВВС «ВВА имени проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина»», 2011. - 312 с.

ФГКВОУ ВПО «Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военновоздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж)

E.G. Zaytsev, T.A. Suhorukov

ACTUAL PROBLEMS OF MONITORING RADIOACTIVE CONTAMINATION

OF THE EARTH IN THE USE OF NUCLEAR WEAPONS

Modern threats of using nuclear weapons and the main problems of monitoring radioactive contamination of the Earth in the use of nuclear weapons are analyzed

Key words: threat of radioactive contamination, use of nuclear weapons, monitoring of radioactive contamination

Federal State Official Military Educational Institution of Higher Professional Education Military Educational Research Centre of Air Force «Air Force Academy named after professor

N.E. Zhukovsky and Yu.A. Gagarin» (Voronezh)

УДК 504.064.38

О.Н. Кузнецова, А.О. Мещалкин, Н.С. Побережнюк

МОНИТОРИНГ ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ОБЪЕКТОВ С ПОМОЩЬЮ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Статья посвящена вопросу применения беспилотных летательных аппаратов для экологического мониторинга химически опасных объектов. Для решения проблем предложено внедрение беспилотных летательных аппаратов. Раскрыты основные преимущества и характеристики различных видов БПЛА

Ключевые слова: БПЛА, беспилотный летательный аппарат, экологический мониторинг , химически опасный объект, аварии, химическая безопасность

Развитие промышленного производства заставляет современное общество сталкиваться с проблемой обеспечения безопасности и защиты окружающей среды от воздействия различных негативных факторов как природного так техногенного характера. Среди различных видов техногенных опасностей для людей и окружающей среды является химическая опасность. Различные токсичные химические вещества используются, производятся, транспортируются на множестве химически опасных объектах.

Химически опасным объектом является такой объект, при аварии на котором может произойти массовое отравление живых организмов окружающей природной среды химическими веществами в количествах, превышающих естественный уровень их содержания в среде [1].

В Российской Федерации в настоящее время функционируют свыше 2,5 тысячи химически опасных объектов, большинство которые расположены на территории крупных городов. Эти объекты представляют потенциальную опасность в плане возникновения чрезвы-

136

чайной ситуации. Последствия, которых могут оказать ущерб на социальную жизнь людей (гибель людей, потеря здоровья, ухудшение условий жизни), на качество окружающей среды, а также на экономическое развитие региона. Но, несмотря на меры, принимаемые в целях повышения безопасности эксплуатации химически опасных объектов, вероятность возникновения на них аварий существенно не уменьшилась, а в ряде случаев и возросла. Согласно статистическим данным причины аварий в большинстве случаев являются:

-нарушение установленных норм и правил при проектировании строительстве и реконструкции химически опасного объекта;

-нарушение технологии производства и правил эксплуатации оборудования машин и механизмов, аппаратов и реакторов низкой трудовой и технологической дисциплины производственного процесса;

-не своевременное проведение профилактических, планово-предупредительных и ремонтных работ;

-недостаточная профессиональная подготовка персонала, его недисциплинированность, что способствует нарушению требований химического процесса;

-технологическая отсталость производства, низкие темпы внедрения безопасных технологий;

-износ средств производства, достигающих предаварийного уровня;

-увеличение объемов транспортировки, хранения, использования аварийных химически опасных веществ;

-низкая ответственность должностных лиц, снижение уровня производственной и технологической дисциплины;

-недостаточный контроль над состоянием химически опасных объектов;

-ненадежность системы контроля за опасными и вредными факторами;

-снижение уровня техники безопасности на химическом производстве и транспортировке химических веществ [2].

Наличие такого количества факторов, от которых зависит безопасность функционирования химически опасного объекта, делает эту проблему крайне сложной.

Поэтому одной из важнейших задач любого химически объекта является минимизация социальных, экологических и экономических рисков, которые связаны с их эксплуатацией. Для того чтобы эти риски контролировать, нужно проводить непрерывный мониторинг, который должен обеспечить оперативное получение достоверной информации о состоянии природных сред в зонах влияния химически опасного объекта, расположенных в особых условиях, с целью оценки опасности его воздействия на человека и окружающую природную среду. Для мониторинга потенциально химически опасных территорий и зон промышленных химических объектов целесообразно использовать роботизированные системы, способные в реальном масштабе времени передавать соответствующим органам управления информацию об их состоянии для принятия оперативных и адекватных мер. Таким образом, применение беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для обеспечения экологической безопасности, является весьма актуальным.

Применение БПЛА для мониторинга химически опасного объекта способствует повышению экономической эффективности и снижению экологических рисков [3, 4]. Беспилотники оборудованы аппаратурой для ведения фото- и видеосъемки. БПЛА в режиме реального времени транслирует получаемые данные на пульт управления, а так же записывает их на карту памяти. Летательный аппарат способен самостоятельно лететь по заданному маршруту, однако оператор может в любой момент взять управление на себя.

Аппарат приспособлен для использования в различных регионах, в широком диапазоне температур и в таких сложных погодных условиях, как дождь и ограниченная видимость. Использование беспилотных летательных аппаратов позволяет повысить экономичность обследования по сравнению с традиционными способами и увеличить количество вылетов, одновременно повысив качество мониторинга состояния химически опасных объектов и на-

137

дежность их эксплуатации.

БПЛА позволяют решить целый ряд задач для мониторинга окружающей среды и обеспечения экологической безопасности химически опасных объектов:

-видеонаблюдение с целью охраны химического объекта;

-оценка технического состояния оборудования машин, механизмов, аппаратов и реакторов, выявление повреждений;

-регулярный контроль химического производства на каждом этапе рабочего процес-

са;

-регулярный контроль над концентрацией вредных вещества в воздухе над всей территорией химически опасных объектов и прилегающих к ним территорий;

-своевременное обнаружение утечки или разливов опасных химических веществ;

-оперативный контроль над несанкционированными действиями и пребыванием на охраняемых объектах посторонних лиц;

-контроль аварийных и нештатных ситуаций, координация действий в случае нештатных ситуаций;

-контроль над выполнением профилактических и ремонтных работ.

Для выполнения вышеуказанных задач беспилотные летательные аппараты оснащают аппаратурой для ведения фото- и видеосъемки. Видеосъемка производится с помощью видеокамеры, установленной на беспилотный аппарат. Она применяется для наиболее оперативного визуального обследования всей территории химически опасного объекта и прилегающей к ним территории. Фотосъемка имеет преимущество над обычной видеосъемкой ввиду более высоко разрешения. Посредством специальной спектрометрической обработки снимка можно обнаружить наличие коррозии или трещин на химическом оборудовании. Кроме съемки в видимом спектре используется инфракрасная съемка, начиная от ближней и заканчивая средней, дальней (тепловой) области инфракрасного спектра. Тепловизионная съемка используется при плохой видимости и в темное время суток. С помощью нее можно выявить утечку нефти и посторонних в охраняемой зоне. Нефтепродукты обладают повышенной излучательной способностью в инфракрасном диапазоне, связанно это с нагревом углеводородов под воздействием солнечной радиации. При наличии утечки вблизи рассматриваемого объекта перепад температур составляет от 2 до 2,5 К. Объекты, расположенные на глубине 1 м распознаются на снимках теплового диапазона от 10 до 12 мкм [3]. Определения наличия нефтепродуктов на верхнем слое почвы, обнаружение утечек масла или газа из трубопроводов можно обнаружить по разнице температур. ИК - изображения могут четко показать тепловые следы трубопроводов и участки с повышенной опасностью коррозии. Утечки отличаются от окружения тем, что имеют высокий контраст и теплее чем в среде нефтепровода. Изменение растительности и цвета воды рядом с нефтепроводом можно определить по разности инфракрасных изображений. Сочетая различные виды съемки можно наиболее полно оценить состояние наблюдаемого объекта [3]. В настоящее время в зависимости от принципа создания подъемной силы БПЛА подразделяются:

-на самолѐты по конструкции крыла: с жѐстким и мягким крылом;

-самолѐты вертикального взлѐта и посадки;

-вертолѐты;

-аэростатические управляемые аппараты-дирижабли: тепловые, газонаполненные;

-гибридные с использованием аэростатического принципа;

-ракеты [4, 5].

Выбор того или иного типа беспилотника зависит от характеристики объекта исследования, потребности в передаче данных в режиме реального времени и типа данных, определяемых поставленной задачей. В таблице приведены лѐтно-технические характеристики маломерных БПЛА, которые используются для задач экологического мониторинга окружающей среды и обеспечения экологической безопасности химически опасных объектов. Для решения задач экологического мониторинга на основе приведѐнной классификации

138

БПЛА вертолѐты могут показаться наиболее перспективными [3], однако конструктивная и технологическая сложность таких аппаратов, сложность бортовых и наземных систем управления при высокой сложности пилотирования предоопределяют использование более простых в реализации БПЛА типа самолѐта.

Основные характеристики беспилотных летательных аппаратов используемых для задач экологического мониторинга

 

 

БПЛА самолетного

БПЛА самолетного

БПЛА вертолетно-

Характеристики

 

типа большой даль-

типа средней даль-

го типа

малой

 

 

ности

ности

дальности

 

Взлетная масса

 

7-10,5 кг

2,5-6,5 кг

1,5-8

кг

Масса целевой

на-

1,5-2 кг

0,3-1 кг

0,3-2 кг

грузки, кг

 

 

 

 

 

Скорость

воз-

70-130

65-350

30-50

душная, км/ч

 

 

 

 

 

Потолок/рабочая вы-

до 7000/10-1500

7000/10-1500

7000/10-1500

сота, м

 

 

 

 

 

Радиус действия, км

50-70

15-25

2-5

 

Продолжительность

4-5 ч

1-2,5 ч

640-60 мин

полета с одной за-

 

 

 

 

правки

 

 

 

 

 

Размах крыльев, м

2-3

1-2

0,6-1,5

В настоящее время крупные предприятия химической промышленности в Российской Федерации уже применяет беспилотные летательные аппараты для проведения экологического мониторинга своих опасных объектов. Принимая во внимание специфику химического производства можно сделать заключение, что использование беспилотных летательных аппаратов дает возможность намного быстрее и непрерывно осуществлять мониторинг, а также обнаружить неполадки в работе промышленных объектов.

Таким образом, дальнейшее внедрение беспилотных летательных аппаратов будет, позволяет вести непрерывный мониторинг опасных химических объектов. Применение беспилотников может оказаться весьма эффективным для медленно развивающейся аварийной ситуации и ситуации в относительной близости от размещенных сил и средств по ее ликвидации. При этом в сочетании с данными, полученными от других технических средств, могут быть детально представлены реальная картина предстоящих событий, а также характер и темпы их развития. Техническое оснащение крупных химических объектов перспективными робототехническими комплексами является актуальной и крайне важной задачей. Разработка, производство и внедрение таких средств является достаточно сложным и капиталоемким процессом. Однако затраты на подобную технику будут перекрыты за счет экономического эффекта от предотвращения и ликвидации химических аварий с применением этой техники.

Литература

1.ГОСТ 22.0.05-97. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Техногенные чрезвычайные ситуации. Термины и определения. - М.: Изд-во стандартов, 2000. - 46 с.

2.Энциклопедия безопасности жизнедеятельности [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://bzhde.ru/chrezvychajnye-situacii-s-vybrosom-avarijnyx-ximicheski-opasnyx- veshhestv/ (дата обращения 05.10.2017).

3.Айроян А., Коркишко О.А., Сухарев Г.В. Мониторинг магистральных нефтепроводов с помощью беспилотных летательных аппаратов [Электронный ресурс]. / А. Айроян,

139

О.А. Коркишко, Г.В. Сухарев // Режим доступа: URL:http://www.ivdon.ru/uploads/article/pdf /IVD_164_Airoian_Korkishko_Sukharev.pdf_385e799999.pdf (дата обращения: 14.10.2017).

4.Погорелов В.А. Перспективы применения беспилотных летательных аппаратов в строительстве [Электронный ресурс]. / В.А. Погорелов // Инженерный вестник Дона. - Рос- тов-на-Дону: Изд-во «Северо-Кавказский научный центр высшей школы ФГАОУ ВО Южный федеральный университет», 2016. - №1. - Режим доступа: URL: ivdon.ru/ru/magazine /archive/n1y2016/3571 (дата обращения: 05.10.2017).

5.Коммерческие авиационные работы на беспилотных комплексах по всей России [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.aviarobots.ru/Aviation-Robots-2. pdf (дата обращения: 05.10.2017).

ФГКВОУ ВПО «Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военновоздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж)

O.N. Kuznetsova, A.O. Meshchalkin, N.S. Poberezhniuk

MONITORING CHEMICALLY HAZARDOUS OBJECTS USING DRONES

The article is devoted to the use of drones for environmental monitoring chemically hazardous objects. To solve the problems of the proposed introduction of drones. Describes the main advantages and characteristics of various types of drones

Key words: drone, environmental monitoring chemically hazardous object, accident, chemical safety

Federal State Official Military Educational Institution of Higher Professional Education Military Educational Research Centre of Air Force «Air Force Academy named after professor

N.E. Zhukovsky and Yu.A. Gagarin» (Voronezh)

УДК 504.054

В.А. Королѐв, А.К. Горняков

ОБ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ В ГОРОДАХ ПРОТИВОГОЛОЛЁДНЫХ РЕАГЕНТОВ

С целью независимого изучения влияния противогололѐдных реагентов на городские экосистемы было проведено исследование почв на семи площадках, прилегающих к крупнейшим автомагистралям Юго-Западного административного округа (ЮЗАО) г. Москвы. Полученные данные позволяют утверждать, что применение противогололѐдных реагентов является экологически не безопасным

Ключевые слова: загрязнение почв, антиобледенители, противогололѐдные реагенты, дорожные остатки ПГР, Москва, городские территории, экологическая безопасность, засоление почв, осолонцевание почв

Аккумуляция в поверхностном слое почв и иных грунтов солей вследствие применения в городах противогололѐдных реагентов (ПГР) является одним из основных источников негативных воздействий на экосистемы городов. Остатки ПГР в зимний период сметаются на обочины дорог и газоны. Имеется ряд данных о том, что дорожные остатки ПГР обладают агрессивными характеристиками, оказывающими негативное экологическое влияние на людей, животных, и окружающую среду [1-4]. В связи с этим, целью работы было дальнейшее изучение динамики содержания легкорастворимых солей в поверхностном слое почв прилегающих к автотрассам территорий, расположенных в ЮЗАО г. Москвы.

Проводилось опробование почв с обочин автодорог с глубины 100 мм дважды: непосредственно перед сезоном зимней уборки (ноябрь 2016 г.) и сразу после окончания сезона (март 2017 г.). Всего было опробовано 7 площадок на крупнейших автомагистралях ЮЗАО г. Москвы: А - перекресток пр. Ломоносовского и пр. Вернадского; Б - перекресток Ленинского и Ломоносовского пр.; В - Ленинский пр. (близ Ю. Ракады); Г - Севастопольский пр.; Д - Профсоюзная ул. (м. Коньково); Е - ул. Академика Бакулева; Ж - МКАД (Теплый Стан). На каждой из площадок опробование проводилось по профилю, перпендикулярно ориентиро-

140