Разработка методов и программных средств акустического зондирования водной толщи и дна океана в зонах разгрузки метана

• Автор: Черных, Денис Вячеславович
• Шифр специальности: 25.00.28
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 167 с. : ил.

Содержание

1. Введение _

Глава 1. Методы акустического зондирования водной толщи и дна океана в зонах пузырьковой разгрузки метана
1.1. Обзор современных методов оценки потока метана, переносимого всплывающими пузырьками
1.2. Метод количественной акустической экспресс оценки пузырькового потока метана в условиях мелководного шельфа
1.3. Метод количественной акустической оценки профиля концентрации растворенного в водной толще метана
1.4. Метод увеличения точности позиционирования источников газовых пузырьков на морском дне

Глава 2. Аппаратура и разработанные программные средства

2.1. Аппаратура для исследования областей пузырьковой разгрузки

2.1.1. Модернизированные многочастотные эхолоты

2.1.2. Научный эхолот 51тгас1 ЕК
2.1.3. Многолучевой эхолот Гт^епех БеИа-Т
2.1.4. Подводный телеуправляемый осмотровый комплекс «ГНОМ»
2.2. Разработанные программные средства
2.2.1. Определение суммарной ширины диаграммы направленности эхолотов и гидролокаторов

2.2.2. Программа фильтрации акустических помех от работы стороннего гидроакустического оборудования
2.2.3. Дополнительные программные средства акустического зондирования водной толщи и дна океана
Глава 3. Результаты натурных исследований
3.1. Верификация метода акустической оценки концентрации метана в водной толще в областях его пузырьковой разгрузки
3.2. База данных «Газовые факелы Охотского моря»
3.3. Г азовые факелы в арктике
3.4. Количественная акустическая оценка потоков метана, выполненная с припайного льда на мелководном восточно-сибирском шельфе
3.5. Оценка потока метана по данным многолучевого эхолота 1ша§епех БеЙа-Т
3.6. Оценка потока метана из областей его пузырьковой разгрузки с помощью научного эхолота Бштгас! ЕК
3.7. Сравнение акустических оценок потока метана, полученных с помощью научного эхолота Бппгас! ЕК15 и многолучевого эхолота Бпарепех БеЙа-Т
4. Заключение
5. Список публикаций по теме диссертации
6. Список используемой литературы
7. Приложения
Приложение 1. Листинги программ

Программа определения точного местоположения излучателей акустического комплекса
Листинг программы Ехоу1еуег
Приложение 2. Наполнение базы данных «газовые факелы охотского моря»

центре диаграммы направленности эхолота на глубине 40 м. Использовался научный эхолот с рабочей частотой 200 кГц. Диаметр выходящих из сопла пузырьков, определялся по данным прямых оптических наблюдений с помощью и лежал в диапазоне 3-12 мм, что соответствует характерным размерам естественных газовых пузырьков в зонах пузырьковой разгрузки. При таких размерах пузырьков рабочая частота эхолота оказывалась много выше их резонансной частоты, что удовлетворяет условию, необходимому для проведения калибровки по методу, изложенному в работе [96]. На рисунке 5 представлены эхограммы, полученные при различных потоках вытекающего из сопла газа: 1,6 л/мин (рис. 5а) и 76,2 л/мин (рис. 56). Видно, что при увеличении потока газа уровень обратного рассеяния значительно возрастает. На рисунке 5а на глубинах < 12-15 м сигнал от всплывающих пузырьков отсутствует, что связано с тем, что из-за сильного приповерхностного течения всплывающие пузырьки на этих глубинах выносились из диаграммы направленности акустического преобразователя и поэтому не регистрировались.
--------7 мин ► <-------7 мин ---------►
Рис. 5. Эхограммы с заданными потоками: а - 1,6 л/мин, б - 76,2 л/мин, полученные во время калибровки научного эхолота
Во время калибровки по искусственным потокам для каждой заданной величины потока определялась сила объемного обратного рассеяния: