МАОУ «Гимназия имени Н. В. Пушкова»

Расследование загрязнения Ладожского озера проходящими судами с помощью данных космической съемки.

Автор:

Лисаченко Елизавета, ученица 8 «А» класса

Вишнякова Анастасия, ученица 8 «А» класса

Образовательная организация:

МАОУ «Гимназия имени Н.В. Пушкова»

Научные руководители:

Кучейко А.А , Митькиных Н.С , Бирюкова Т.Е.

1

Содержание

1. Введение 2. Технология детектирования пленочных загрязнений с помощью

радиолокационных систем3. Расследование случая загрязнения нефтепродуктами проходящих судов на

примере космоснимка Ладожского озера

3.1 Детальное изучение космического снимка Ладожского озера

3.2 Оценка размеров и времени загрязнения

3.3Идентификация возможных судов, причастных к загрязнению

4. Заключение5. Список литературы6. Приложения

2

1. ВведениеЗагрязнение вод исключительно экономической зоны, сбросами с судов является актуальной задаче в связи с увеличением интенсивности судоходства и рыбного промысла.К судовым сбросам относятся:1. Отходы образуемые промывкой танкеров2. Льяльные воды3. Технические отходы

Льяльные воды – это некоторое количество воды, которая скапливается в трюме корабля, за счет неплотностей в соединениях труб и арматуры, также из-за конденсации водных паров и небольшой водотечности корпуса.

Льяльные воды отнесены ко второму классу экологической опасности, на ряду с такими веществами как серная кислота, электролиты, цементная пыль и прочее, потому, что в них могут содержаться нефтепродукты, которые попадают в водоемы, вместе с техническими отходами.

Причиной загрязнения льяльных вод нефтепродуктами является протекание их через неплотные соединения топливных и масляных трубопроводов. Удалять такую воду за борт запрещается Санитарными правилами, соблюдение которых, обязательно для речных и озерных судов.

С помощью дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) был обнаружен выброс загрязненных вод в Ладожском озере , поэтому, было проведено расследование с помощью космонимков и других источников информации, чтобы определить вероятное судно нарушитель.

Цель:

Изучить возможность расследования случаев загрязнения нефтепродуктами проходящих судов на примере Ладожского озера с помощью данных космической съемки.

Задачи:

1)Распознавание сликов, относящихся к судовым загрязнениям

2)Оценка размеров и времени загрязнения

3)Идентификация возможных судов, причастных к загрязнению

2.Технология детектирования пленочных загрязнений с помощью радиолокационных систем

В настоящее время существует два основных способа дистанционного получения информации о поверхности Земли: оптические системы,

3

использующие солнечный свет и радарные системы с собственным источником излучения. Радиолокационная съёмка является одним из наиболее перспективных способов получения данных дистанционного зондирования. Это связано с такими ее особенностями, как удобное и быстрое получение данных с помощью спутников, а так же с помощью быстрой и качественной обработке данных.

Радиолокационная съемка - это выявление объектов, происходящее за счет облучения поверхности электромагнитными волнами и получения отраженных импульсов. На борту носителя - самолета или спутника устанавливается радиолокатор - активный микроволновый датчик, способный передавать и принимать поляризационные радиоволны в заданном диапазоне частот электромагнитного спектра. Это позволяет осуществлять съемку в независимости от погодных условий. Также существует выделение определенных поверхностей , разными оттенками черного. Темные цвета, это гладкие поверхности например различные пленки, или же слики, а более светлым цветом выделена шершавая поверхность – суша или вода

В работе был использован радиолокационных снимок, сделанный спутником Sentinel-1A, Европейского Космического Агентства (приложение 1).

Существует три вида сликов:

1) Биогенные – образованные в результате деятельности фито и зоопланктона (приложение 2).

2) Пленки антропогенного происхождения – образуются из-за выбросов с кораблей и предприятий, также из-за различный происшествий в результате которых загрязняется вода (приложение 3).

3) Естественное загрязнение моря нефтью – естественное просачивание нефти из недр земли (приложение 4).

4

3.Расследование случая загрязнения нефтепродуктами проходящих судов на примере космоснимка Ладожского озера

3.1 Детальное изучение космического снимка Ладожского озера

На радиолокационном снимке Ладожского озера, за 15.07.16, было замечено черное пятно – вероятно слик образованный судном, потому что он имеет вытянутую форму, маленькую ширину, и большую протяженность. Также возможно содержание нефтепродуктов (приложение 5).

3.2 Оценка размеров и времени загрязнения

В портале Geomixer были выяснены геометрические данные этой пленки, они таковы :

Длина – 18 км; ширина – 1 км; площадь – 13 кв.км

Чтобы выяснить вероятное судно нарушитель, необходимо знать оценочное время начала образования пятна (приложение 6). Необходимо найти скорость растекания нефтесодержащего пятна по поверхности, для этого нужно умножить скорость течения на скорость ветра до 10 м/с, но так как у озера практически отсутствует течение, то мы им пренебрегаем и берем величину равную самопроизвольному растеканию нефти по водной поверхности, и получаем такую формулу : |V|=0.035|W₁₀|, так как известно какую скорость имел ветер 15.07.16, 3,2 м/с, далее делим полученное число на длину пятна , и получаем время, которое показывает разницу между концом сброса, и момента съемки. Находим разницу между временем и получаем, что момент начала образования пятна примерно 5 часов утра по МСК. Затем с помощью данных системы АИС, то есть карты судоходства, было установлено, что пятно находится на судоходной трассе Волга - Ладога – Нева, сделать это возможно с помощью наложения векторного слоя на пятно, и наложению его на карту (приложение 7).

3.3 Идентификация возможных судов, причастных к загрязнению

Чтобы идентифицировать возможные суда, причастные к загрязнению, требуется знать данные о судах проходивших через место сброса. Определены судна , которые были замечены около пятна: BD5010, GENNADII ABRAMOV, OKSKIY-54, SALAVAT, LENIN (приложение 8. С помощью портала Geomixer, проверялось каждое судно по координатам и по времени, в результате мы обнаружили судно вероятно причастное к нарушению, это сухогруз OKSKIY-54, синим флажком отмечена координата судна (приложение 9) , (приложение 10).

4.Заключение

5

Результаты своих исследований, мы отправили в организации:

- АМП «Большой порт Санкт-Петербург»

- Росприроднадзор

Был получен ответ из АМП «Большой порт Санкт-Петербург», организация перенаправила нас в порт привязки судна «Вогла-Балт», там нам сообщили, что в настоящее время нельзя предъявлять обвинения в суде, по данным космической съемки. Поэтому на данное время наши исследования можно подвести к концу. Но мы предлагаем систематизировать данную технологию, для отслеживания нарушителей.

Выводы

• На снимках ДЗЗ мы распознали слик, оставленный судном

• Оценили размеры и время начала образования нефтесодержащего пятна

• Идентифицировали возможное судно, причастное к загрязнению Ладожского озера

6

5. Список литературы

1. www.bibliofond.ru2. www.bygeo.ru3. www.ngpedia.ru4. www.polarview.org5. В.И Кравцова «Космические снимки и экологические проблемы нашей

планеты»

7

6.Приложения

Приложение 1 (спутник Sentinel-1A, Европейского Космического Агентства)

Приложение 2 (биогенные пленки)

Приложение 3 (естественное загрязнение моря нефтью)

Приложение 4 (пленки антропогенного происхождения)8

Приложение 5 (радиолокационный снимок Ладожского озера, за 15.07.16)

Приложение 6 (выброс нефтесодержащих льяльных вод)9

Приложение 7 (карта судоходства, по данным АИС)

Приложение 8 (cведения о судах, проходивших по трассам в Ладожском озере)10

Приложение 9 (синим флажком отмечена координата судна)

Приложение 10 (вероятное судно нарушитель - сухогруз OKSKIY-54)11

12