УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ И ПОДПОВЕРХНОСТНЫХ ТЕЧЕНИЙ В ПРИБРЕЖНЫХ АКВАТОРИЯХ

Полезная модель относится к гидрометрии и марикультуре и может быть использована для природоресурсных исследований, а точнее для измерения скорости течений в прибрежных зонах, а также в местах размещения марихозяйств.
Исследование течений является одной из главнейших задач современной океанографии. Знание течений важно для всех отраслей практической деятельности, связанных с морем. Одним из прикладных значений исследования течений является выбор благоприятной акватории для размещения марихозяйств. Основное влияние течения оказывают на распределение корма моллюсков, перенос и оседание личинок, снабжение обитателей фермы кислородом (Марикультура, 2007). Перенос половых продуктов и личинок моллюсков, размножающихся в естественной среде, осуществляется также с помощью течений. От интенсивности циркуляции воды зависит насыщение воды кислородом и вынос за пределы фермы продуктов жизнедеятельности организмов. Чем выше скорость течения, тем более быстро протекает процесс наращивания биомассы моллюсков на ферме. В тоже время слишком высокие скорости течения на ферме могут привести к трудностям технического характера, таким как затруднение или даже невозможность работ по обслуживанию фермы (Холодов и др., 2017).
Известен классический способ изучения течений поплавковым методом (Рук-во, 2016), основанный на определении скорости и направления течений по перемещению предметов вместе с потоком. Для измерения характеристик течений используются разного рода поплавки, которые могут перемещаться как на поверхности потока, так и на нужной глубине. Большинство разработанных современных методов основываются на классическом способе измерения течений, с применением современных технологий: GPS - ГМСС, (Мотыжев, 2016). Высокая автономность оборудования является как преимуществом этих методов, так и их недостатком. Существенным недостатком способа и системы для его реализации является высокая стоимость оборудования. На линейных масштабах изучения течений до километра использование такого оборудования не эффективно, так как необходим личный и постоянный контроль за дрифтерами.
2
2
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является поплавок-крестовина (Попов, 2017). В центре крестообразного демпфера устанавливается веха с поплавком. Демпфер с грузом крепится к вехе с поплавком. Высота вехи составляла 1 м, площадь демпфера - 0,25 м. Поплавок уравновешивают грузом на демпфере так, чтобы на поверхности оставалась только веха с площадью поперечного сечения 0,01 м. Отношение площадей надводной части к подводной составляло 1:25. При таком соотношении надводной и подводной части вехи ветровой дрейф составляет около 5% скорости трассера. К недостаткам крестообразного демпфера следует отнести то, что он не соответствует требованиям компактного хранения, необременительности при постановке, извлечении из воды и подъеме на борт маломерного плавсредства. Кроме того, соотношение надводной и подводной частей демпфера, составляющее 1:25, не соответствует международным стандартам (Сильвестрова и др., 2016).
Задачей полезной модели Устройство для изучения поверхностных и подповерхностных течений в прибрежных акваториях является усовершенствование конструкции для повышения эффективности исследования течений.
Техническим результатом от использования полезной модели является повышение удобства в работе и снижение экономических затрат, т.к., на борт маломерного плавсредства одновременно можно поместить большее количество устройств по сравнению с известным устройством. Кроме того, в заявляемом устройстве соотношение надводной и подводной части дрифтера составило 1:50.
Заявленный технический результат достигается тем, что в Устройстве для изучения поверхностных и подповерхностных течений в прибрежных акваториях, состоящем из надводной части, включая веху, поплавок, и подводной части, включая демпфер и груз, демпфер выполняют пластинчатым, соблюдая соотношение площадей надводной и подводной частей 1:50.
2
Новым в полезной модели является то, что крестообразный демпфер был изменен на пластинчатый, его площадь увеличена до 0,5 м, а соотношение площади сечения надводной части к подводной составило 1:50.
Полезная модель поясняется иллюстрациями, где на Фиг. 1 показано устройство для изучения поверхностных течений; Фиг. 2 - устройство для изучения подповерхностных течений в прибрежных акваториях.
Устройство для изучения поверхностных и подповерхностных течений в прибрежных акваториях (Фиг. 1) состоит из вехи с указательным флажком 1, поплавка 2, демпфера пластинчатого 3, груза 4. Для исследования подповерхностных течений конструкция дополнительно имеет линь 5 (Фиг. 2) длиной до 10 м для соединения надводной и подводной частей. Веха 1 и поплавок 2 составляют надводную часть устройства; демпфер пластинчатый 3 и груз 4 относятся к подводной части устройства. Демпфер пластинчатый 3 выполняют в виде квадратной пластины из пластика или фанеры с длиной стороны 0.7 м, установленной между поплавком 2 и грузом 4.
Предложенная конструкция работает следующим образом. Груз 4 подбирается, чтобы над водой выступала только веха с флажком 1. При воздействии потока на пластинчатый демпфер 3 возникает пара сил, воздействующие на демпфер относительно центра масс вехи. За счет разности площадей демпфера 3, к которым приложена сила давления потока, его разворачивает до тех пор, пока воздействие двух сил не
уравновесится. Уравновешивание сил происходит, когда демпфер разворачивается перпендикулярно потоку и затем продолжает дрейфовать со скоростью близкой к скорости потока.
Предложенная конструкция позволяет упростить используемую ранее конструкцию с крестообразным демпфером и снизить объем вех. Это дает возможность разместить, большее количество вех на ограниченном пространстве маломерного судна.
Литературные источники, принятые во внимание:
1. Марикулътура мидий на Черном море I Под ред. В.Н. Иванова. Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика», 2007. 314 с.
2. Холодов В.И., Пиркова А.В., Ладыгина Л.В. Выращивание мидий и устриц в Черном море. Практическое руководство. Воронеж: ООО «Издат_Принт», 2017. 508 с.
3. Руководство по гидрологическим работам в океанах и морях. Москва: Гидрометеоиздат, 2016. 537 с.
4. Мотыжев С.В. Создание дрифтерной технологии для контроля океана и атмосферы // Морской гидрофизический журнал. 2016, №6. С. 74-88.
5. Попов М.А., Ерохин А.В. Течения в районе устрично-мидийной фермы как фактор оптимального функционирования марихозяйства (Черное море, Севастополь) Морской биологический журнал. 2017. Т. 2, №4. С. 58-66.
6. Силъвестрова К.П., Мысленков С.А., Зацепин А.Г., Краюшкин Е.В., Баранов В.И., Самсонов Т.Е., Куклев С.Б. Возможности использования GPS-дрифтеров для исследования течений на шельфе Черного моря // Океанология. 2016, том 56, №1. С. 159-166.