Судовые природоохранные комплексы

2.1. Краткий обзор судовых средств – носителей природоохранных комплексов.

К настоящему времени ЗАО НПО «Гранит-НЭМП» ЗАО «АПМП» введены в эксплуатацию более 10-ти судовых комплексов, которые работают в различных регионах России, как на специализированных судах, так и на переоборудованных судах различных проектов.

Суда серии «Экопатруль» проектов 16220, 16220Н, 16220НМ представляют новый тип специализированных судов. Это природоохранные суда классов *О-ПРА и *О 2,0А Российского Речного Регистра. Головное судно этой серии, патрульный катер «Экопатруль-1» проекта 16220 – первое в мире специализированное природоохранное судно, построено и введено в эксплуатацию в 1995 году. Судно было оснащено комплексом оперативного экологического контроля водной среды 1-го поколения «Акватория», в полной мере отвечало требованиям начала 90-х годов и отмечено премией Правительства Российской Федерации в области науки и техники 1995 года. Срок службы судна составляет 20 лет, что значительно превышает срок службы измерительной аппаратуры до ее морального устаревания. В этой связи при проектировании судна и комплекса оперативного экологического контроля в документацию изначально была заложена возможность совершенствования комплекса в целом и его отдельных составных частей (модульный принцип исполнения) и замены морально устаревших частей комплекса на судне без проведения его ремонта. Проведенная в 1995-96 гг. опытная эксплуатация судна, кроме решения конкретных задач по оперативному экологическому контролю водных объектов Северо-Западного региона, позволила определить направления развития и совершенствования приборов и устройств 1-го поколения, входящих в состав комплекса экологического контроля, установленного на ПК «Экопатруль-1». Эти направления, с учетом возросших требований к допускаемым уровням загрязнения окружающей среды и введения новых актов природоохранительного законодательства, касаются, в частности, снижения нижних пределов измерения концентрации загрязняющих веществ, расширения диапазонов измерения и перечня контролируемых показателей. С учетом развития элементной базы, появление новых производственных и информационных технологий, эти направления были успешно реализованы в аппаратуре второго поколения. После разработки и серийного освоения качественно новых средств измерения второго поколения в 1998 году комплекс «Акватория» на ПК «Экопатруль-1» без остановки работ судна по прямому назначению, был модернизирован, оснащен этими средствами и продолжает нести природоохранную службу в акваториях Невской водной системы (Ладожское озеро – р. Нева – Финский залив) [16,14].

Модификации этого судна (проекты 16220Н и 16220НМ) спроектированы, построены и оснащены средствами измерения второго поколения с учетом особенностей районов их эксплуатации (р. Волга и Северный Каспий, Московский регион) и перечня задач, решаемых территориальными органами Министерства природных ресурсов России в конкретных регионах.

Суда серии «Экопатруль» представляют собой скоростные (проекты 16220 и 16220Н) мелкосидящие двухвинтовые однопалубные катамараны с носовым разгружающим крылом и амортизированной надстройкой, кормовым расположением машинного отделения, и рулевой рубкой в носовой части судна.

Основные характеристики специализированных природоохранных судов экологического контроля проектов 16220, 16220Н, 16220НМ, природоохранного судна морского класса проекта 23107Э1 а такжe

основные аппаратные средства и устройства судовых природоохранных комплексов, установленных на этих судах, приведены ниже:

Таблица 1

Характеристика	Проект судна
	16220Н	16220НМ	23107Э1
Класс судна	* О-ПРА	* О-ПРА	* О 2,0 А	КМ*2АЗ СС
Водоизмещение, т	57,87 (с запасами на 8ч.)	61,89 (с запасами на 8ч.)	61,89 ( с запасами на 8ч.)	134,5 (с полными запасами)
Скорость максимальная, узлы			10,18, 13.5 (кратковременно)
Дальность плавания	600 км при V=40км/ч	ок. 900 км при V=40км/ч	800 км при V=18 км/ч	1000 миль при V=21уз. (1800 км при V=38 км/ч)
Осадка, м	0,86	0,9	0,8	1,94
Мощность главной энергетической установки, кВт	2*810 (номинал)	2*810 (номинал)	2*190 (номинал)	2*990 (номинал)
Длина габаритная, м	30,2	30,2	29,9	32,5
Ширина габаритная, м	6,55	6,73	6,74	8,7
Высота борта, м	2,01			3,3
Запас топлива, т	4,1		4,1	11,2
Район плавания	Реки, озера, прибрежная морская зона до 10 миль	Реки, озера, прибрежная морская зона до 10 миль	Реки, озера	Морские районы с удалением от места убежища 100 миль (в закрытых морях), 50 миль (в открытых морях); устья рек, крупные озера
Комплекс оперативного экологического контроля	«Акватория» (модернизация 1998 г.)	«Акватория-502»	«Акватория-2М»	«Акватория-2С»
Буксируемое устройство (БУ) с измерителями гидрофизических показателей и СНП	Электрическая лебедка с горизонтальной осью барабана и БЛ с углубителем, СНП и 7-ю одиночными измерителями (буксировка с кормы)	Электрическая лебедка с вертикальной осью барабана и БЛ с углубителем, СНП и одним совмещенным измерителем удельной радиоактивности (буксировка с кормы)	Отсутствует	Совмещенная 2-х барабанная электрическая лебедка для буксировки линии и углубителя в модели судна при движении и обеспечения работы устройства придонного водозабора (УПВ) на стоянках, СНП 1 совмещенный измеритель (6 показателей) и измеритель удельной радиоактивности
Устройство придонного водозабора (ЦПВ) с СНП	Электрическая лебедка с горизонт. осью барабана	Электрическая лебедка с вертик. осью барабана	Ручная лебедка с верт. осью барабана	Совмещенная 2-х барабанная лебедка для БУ и УВП
Носовое погружное устройство с измерителями гидрофизикохимических показателей и СНП	7 одиночных измерителей, расположенных на погружном устройстве между лодок	1 совмещенный измеритель (6 показат.), 1 измеритель удельной радиоактивности, расположенные на погружном устройстве между лодок	1 совмещенный измеритель (6 показат.), 1 измеритель удельной радиоактивности, расположенные на погружном устройстве между лодок	1 совмещенный измеритель (6 показат.), 1 измеритель удельной радиоактивности, расположенные на погружном устройстве (правая лодка)
Комплекс непрерывного гидрохимического анализа	4 прибора ПЭГА (до модернизации) и 1 прибор ММЭГ и 2 прибора ПЭГА (после модернизации) для анализа вод из СНП буксируемого устройства и носового погружного устройства.	4 прибора ПЭГА, 1 прибор ММЭГ для анализа вод из СНП буксируемого устройства и носового погружного устройства	2 прибора ММЭГ для анализа поверхностных природных вод из СНП носового погружного устройства; 1 прибор ММЭГ для анализа сточных вод	3 прибора ММЭГ для анализа вод из СНП буксируемого устройства и носового погружного устройства
Аппаратура контроля радиационной обстановки	Установлена	Установлена	Установлена	Установлена
Аппаратура ультрозвукового зондирования толщи воды	1 одночастотная антенна	1 одночастотная антенна	1 двухчастотная антенна	2 одночастотные антенны на разные частоты
Аппаратура дистанционного лоцирования водной поверхности	Установлена	Установлена	Установлена	Установлена
Телеуправляемый подводный аппарат	Установлен	Установлен	Установлен	Установлен
Дистанционно-пилотируемый самолет	Установлен	Установлен	Отсутствует	Установлен
ЦВС	Иерархическая структура	Иерархическая структура	Локальная вычислительная сеть	Локальная вычислительная сеть
ГИС эколога	Установлена	Установлена	Установлена	Установлена

Комплексы оперативного экологического контроля на всех перечисленных судах снабжены устройствами для отбора проб донных отложений. Предусмотрены рабочие места для установки, в случае необходимости, стандартных аналитических приборов для анализа отобранных проб воды и донных отложений, требующего предварительной пробоподготовки. На всех судах установлено оборудование, обеспечивающее проведение химических анализов (дистиллятор, электронные весы, вытяжной шкаф, сушильный шкаф, холодильник и т.д.).Экипажам созданы комфортные условия для работы и отдыха.

Для Вооруженных Сил РФ разработан судовой комплекс экологического контроля «Гвоздь-К», созданный на базе катера РК-1927 проекта 1415Г, оснащенного базовыми аппаратными средствами, аналогичными средствам комплексов типа «Акватория».

Комплекс «Гвоздь-К» используется Экологической службой Ленинградской Военно-морской базы для оперативного контроля акваторий Балтийского моря и Ладожского озера в районах дислокации объектов ВС РФ.

Разработана проектная документация для переоборудования и оснащения природоохранным комплексом типа «Гвоздь-К» катеров радиационной и химической разведки пр. 1388, имеющихся в составе всех флотов Российской Федерации. Одновременно за указанными катерами в полном объеме сохраняется функция решения задач по их первоначальному назначению[15].

В различных регионах России эксплуатируются суда, переоборудованные и оснащенные комплексами типа «Акватория». Модульный принцип построения природоохранных комплексов типа «Акватория» и отработанный на практике базовый ряд аппаратных средств позволяет решать задачи оперативного экологического контроля водных объектов с использованием практически любых судовых и корабельных носителей, имеющихся в распоряжении территориальных комитетов Министерства природных ресурсов, Роскомгидромета, природоохранных служб Минобороны или других ведомств, после соответствующего переоборудования.

Переоборудование, как правило, не требует перепланировки помещений судна и заключается в установке аппаратуры экологического контроля и необходимого для эксплуатации природоохранных комплексов палубного оборудования – носового погружного устройства, буксируемого устройства, различных спуско-подъемных механизмов, агрегатов питания 220В, 50Гц в случае отсутствия соответствующей сети переменного тока на судне.

К настоящему времени накоплен большой опыт переоборудования, оснащения и последующей эксплуатации целого ряда судов различных проектов от малого катера водоизмещением около 10 тонн (проект 371 «Глория», Санкт-Петербург, 1993г.) до речного теплохода водоизмещением около 150 тонн (проект 935 «Госводнадзор-1», Волгоград, 1997г.). Кроме этих судов переоборудованы и оснащены природоохранными комплексами в различной комплектации суда проекта 376Р («Ярославец», Санкт-Петербург, 1990 г.; «Фламинго», Казань, 1994 г.; «Персей», Иркутск, 2000г.), пректа 3710 «Лоцманский бот» («Альбатрос», Калининград, 1992 г.), проекта 1459 «Лоцманский катер» («Сатурн», Магадан, 1994г.; «Госводнадзор», Махачкала, 1999 г.), проекта 1439 («Байкал-2», Санкт-Петербург, 1995г.).

Разработана и выпущена проектная документация на переоборудование и установку природоохранного комплекса на катерах проекта КС-102 «Костромич» (водоизмещением около 14 т), проекта 81570 (водоизмещением около 30 т), проекта 780 (водоизмещением около 100 т).

Наряду со специализированными природоохранными судами все переоборудованные суда используются в качестве инспекторских судов территориальными контролирующими органами и обеспечивают оперативными данными центры сбора и обработки экологической информации.

2.2. Типовой состав судового природоохранного комплекса на примере головного морского судна экологического контроля проекта 23107Э1 «Россия».

Последней разработкой является головное морское природоохранное судно «Россия» проекта 23107Э и комплекс «Акватория-2С». Судно представляет собой двухвинтовой катамаран. В качестве материала корпуса и надстройки использован алюминиево-магниевый сплав. Судно спроектировано в соответствии с правилами обеспечения безопасности судов с динамическими принципами поддержания Российского Морского Регистра Судоходства. Опытная эксплуатация проводилась в акваториях восточной части Финского залива.

Технические характеристики судна «Россия»:

- скорость полного хода, без постановки забортной аппаратуры на воду - 25,6 узл.;

- скорость полного хода, с буксировкой забортных устройств-12 узл..

• диаметр циркуляции на полном ходу, при отклонении пера руля;

• на 35^о - 133 м;

• на 15^о - 222 м;

• время полного круга циркуляции при перекладке руля:

• на 35^о - 67 с;

• на 15^о - 85 с;

• путь с момента отдачи команды «СТОП» на переднем ходу до полной остановки:

• на полном ходу - 2,29 каб (424м);

• на среднем ходу - 1,87 каб (346м);

• на малом ходу - 1,48 каб (274м);

• время реверса с полного вперед до полного назад - 50 сек;

• мощность эксплуатационная главной силовой установки:

при частоте вращения 1550 об/с - 2х990 кВт;

при частоте вращения 1600 об/с - 2х1100 кВт.

Испытания с буксировкой забортных устройств комплекса «Акватория-2С» проводились на скорости до 12 узлов с курсовыми углами относительно волнения 0^о (навстречу направлению волны), 30^о, 60^о, 90^о (лагом к волне), 120^о, 150^о и 190^о (попутное волнение).

По результатам испытаний т/х «Россия» допущен к эксплуатации для судов с классом КМ 2 А3СС. Судно также удовлетворяет требованиям IMO для быстроходных судов DE 37/25. В 1994 г. на международной выставке в Брюсселе «Эврика-94» судовой природоохранный комплекс удостоен серебряной медали, а на Европейском конкурсе имени Генри Форда в области защиты окружающей среды 1995-1996 гг. получил приз за 2-3 место. Группа разработчиков природоохранного комплекса была удостоена премии Правительства РФ 1995 г..

Мореходные качества допускают возможность эксплуатации судна при высоте волны 3%-ной обеспеченности:

• при использовании по прямому назначению - 1,25м;

• при движении без ограничений по режиму работы главных двигателей и курсов движения судна относительно фронта волны - 2 м.

Оснащение судна современным радио и навигационным оборудованием, средствами автоматического управления позволяет реализовать безвахтенное обслуживание судовых механизмов и облегчить работу судоводителя.

Использование спутниковой навигационной системы позволяет с большой точностью (до 15 м) выходить в заданную точку. Судно обслуживается вахтой из двух человек. Автономность судна 5 суток. Судно может эксплуатироваться в период раннего ледостава (шуга, лед толщиной 2-3 см).

Оснащение судна аппаратурой радиосвязи в составе УКВ радиостанции «FM-8500» - 2 комплекта (морской диапазон), УКВ радиостанции «Гранит-24» - 2 комплекта (речной диапазон), ПВ/КВ радиостанции «FS-1562» - 1 комплект с ПВ/КВ телексом, спутниковой системой связи ИНМАРСАТ-С, переносными радиостанциями речного и морского диапазонов позволяет иметь мобильную связь с пунктами управления и базирования и обеспечивает оперативное использование информации, полученной в результате проведения работ.

Расход топлива судна на скорости 12,7 узлов при работе двух машин составляет 220 кг/ч. Однако опытная эксплуатация показала, что работа в режиме патрулирования может быть обеспечена при работе на одной машине. Судно при этом устойчиво на курсе и хорошо управляется. Расход топлива при работе на одной машине 110 кг/ч. Расход топлива на скорости 21,2 узла - 452 кг/ч, на скорости 25 узлов - 500 кг/ч.

Основными средствами измерения в составе СПК «Акватория-2С», обеспечивающими оперативное измерение практически в реальном масштабе времени как в режиме движения судна, так и на стоянках, основных показателей качества воды являются:

- набор заглубляемых преобразователей гидрохимикофизических параметров водной среды, объединенных в автоматическую измерительную систему, эксплуатирующуюся в широком диапазоне скоростей и глубин;

- набор проточно-инжекционных анализаторов с различными типами детекторов, конструктивно объединенных в стойки (модули электрогидравлические), на которые с выбранных глубин непрерывно подаются пробы воды с помощью системы непрерывного пробоотбора для непрерывного измерения содержания растворенных форм загрязняющих веществ;

- дистанционные средства обнаружения и измерения толщины нефти и нефтепродуктов на поверхности воды;

- средства контроля радиационной обстановки в водной среде (измерение уровня удельной радиоактивности) и приводном слое атмосферы (измерение мощности экспозиционной дозы g-излучения).

На борту судна осуществляется анализ непрерывно подаваемых проб морской воды и пресной воды по следующим показателям:

Таблица 2.

№	Показатель состава	Диапазон измерений, мг/дм3
	Фосфат-ион	0,05-1,0
	Фторид-ион	0,04-1
	Хлорид-ион	3-30000
	Нитрит-ион	0,02-0,5
	Нитрат-ион	0,2-5
	Ионы меди	0,001-1
	Ионы марганца	0,001-0,5
	Железо	0,05-1
	Растворенные нефтепродукты	0,04-20
	АПАВ	0,4-4,0
	Аммоний-ион	0,05-0,8

Осуществляется контроль удельной радиоактивности воды и донного грунта в соответствии с табл.:

Таблица 3.

Контроль	Диапазон энергий, кэВ	Минимальная активность, Бк/кг	Энергетическое разрешение ,%
По гамма-изл.	200-2800	3 (по Cs-137)	7-9 ( по Cs-137)
По бета-изл.	200-3000	0,5 (по Sr-90)	20 ( по Sr-90)

Средства измерения СПК «Акватория» внесены в Государственный реестр средств измерения,

Непрерывно контролируется удельная радиоактивность по гамма-излучению в диапазоне 3,7…3,7*10ˆ4 Бк/кг (в эквив. Cs –137) [16].