Помощь студентам в учебе
Моделирование и теплотехнический расчёт грунтов оснований газопровода Новопортовского нефтегазоконденсатного месторождения Ямала
|
Реферат 9
Определения, обозначения, сокращения 10
Содержание 11
1 Введение 15
2 Природные условия исследуемой территории 17
2.1 Географическое и административное положение объекта
исследований 17
2.2 Климат 19
2.3 Рельеф 24
2.4 Растительный покров и фауна 26
2.5 Почвенный покров 29
2.6 Гидрологические условия 30
2.6.1 Прибрежные воды 31
2.6.2 Реки 32
2.6.3 Озера и болота 34
2.7 Геологические условия 38
2.8 Гидрогеологические условия 40
3 Методика применения данных дистанционного зондирования ...42
3.1 Основы дистанционного зондирования Земли 42
3.2 Виды излучения и его взаимодействие с поверхностью Земли45
3.3 Описание и характеристики программы Landsat 8 53
3.4 Предварительная обработка данных полевых измерений 58
3.5 Перевод координат 59
3.6 Выбор метеостанций, определение границ территории для снимков 59
3.7 Обработка снимков в ArcGIS 62
3.8 Выбор температурных массивов 68
3.9 Обработка значений температур 69
3.10 Моделирование и теплотехнический расчёт 72
3.11 Выводы по основному разделу 78
4 Социальная ответственность 80
4.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения
безопасности 81
4.1.1 Правовые нормы трудового законодательства 81
4.1.1.1 Режим рабочего времени 81
4.1.1.2 Защита персональных данных работника 81
4.1.1.3 Оплата и нормирование труда 81
4.1.2 Эргономические требования к правильному расположению и
компоновке рабочей зоны 81
4.1.2.1 Общие положения 82
4.1.2.2 Требования к размещению средств отображения информации 84
4.2 Производственная безопасность 84
4.2.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые могут
возникнуть при выполнении исследования 84
4.2.2 Отклонение показателей микроклимата 85
4.2.2.1 Оптимальные условия микроклимата 86
4.2.2.2 Допустимые условия микроклимата 86
4.2.3 Отсутствие или недостаток естественного света 87
4.2.4 Физические перегрузки организма, работающего 90
4.2.5 Нервно-психические перегрузки: 91
4.3 Экологическая безопасность 92
4.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 93
4.4.1 Анализ возможных ЧС, которые могут возникнуть на
рабочем месте при проведении исследований 93
4.4.2 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и
разработка порядка действия в случае возникновения ЧС 94
4.5 Выводы по разделу «Социальная ответственность» 95
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 96
5.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности
проведения исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 97
5.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 97
5.1.2 Анализ конкурентных технических решений 98
5.1.3 SWOT-анализ 99
5.2 Планирование научно-исследовательских работ 104
5.2.1 Структура работ в рамках научного исследования 104
5.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ и разработка
графика проведения 105
5.3 Бюджет научно-технического исследования 108
5.3.1 Расчет материальных затрат научно-технического исследования 108
5.3.2 Расчет амортизации специального оборудования 109
5.3.3 Основная заработная плата исполнителей темы 110
5.3.4 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления)112
5.3.5 Накладные расходы 113
5.3.6 Бюджет НИР 113
5.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 114
5.5 Выводы по разделу «Финансовый менеджмент,
ресурсоэффективность и ресурсосбережение» 117
6 Заключение 118
7 Список публикаций автора 119
8 Список используемых источников 120
Приложение А (справочное) Application of remote sensing data for calculating surface temperature 122
3 Application of remote sensing data for calculating surface temperature123
3.1 Basics of remote sensing 123
3.2 Types of radiation and its interaction with the Earth surface 125
3.3 Preliminary processing of field measurement data 129
3.4 Translation of coordinates 129
3.5 Selection of weather stations, determination of the boundaries of the
territory for images 130
3.6 Image processing in ArcGIS 130
3.7 Selection of temperature arrays 132
3.8 Processing of temperature values 133
Определения, обозначения, сокращения 10
Содержание 11
1 Введение 15
2 Природные условия исследуемой территории 17
2.1 Географическое и административное положение объекта
исследований 17
2.2 Климат 19
2.3 Рельеф 24
2.4 Растительный покров и фауна 26
2.5 Почвенный покров 29
2.6 Гидрологические условия 30
2.6.1 Прибрежные воды 31
2.6.2 Реки 32
2.6.3 Озера и болота 34
2.7 Геологические условия 38
2.8 Гидрогеологические условия 40
3 Методика применения данных дистанционного зондирования ...42
3.1 Основы дистанционного зондирования Земли 42
3.2 Виды излучения и его взаимодействие с поверхностью Земли45
3.3 Описание и характеристики программы Landsat 8 53
3.4 Предварительная обработка данных полевых измерений 58
3.5 Перевод координат 59
3.6 Выбор метеостанций, определение границ территории для снимков 59
3.7 Обработка снимков в ArcGIS 62
3.8 Выбор температурных массивов 68
3.9 Обработка значений температур 69
3.10 Моделирование и теплотехнический расчёт 72
3.11 Выводы по основному разделу 78
4 Социальная ответственность 80
4.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения
безопасности 81
4.1.1 Правовые нормы трудового законодательства 81
4.1.1.1 Режим рабочего времени 81
4.1.1.2 Защита персональных данных работника 81
4.1.1.3 Оплата и нормирование труда 81
4.1.2 Эргономические требования к правильному расположению и
компоновке рабочей зоны 81
4.1.2.1 Общие положения 82
4.1.2.2 Требования к размещению средств отображения информации 84
4.2 Производственная безопасность 84
4.2.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые могут
возникнуть при выполнении исследования 84
4.2.2 Отклонение показателей микроклимата 85
4.2.2.1 Оптимальные условия микроклимата 86
4.2.2.2 Допустимые условия микроклимата 86
4.2.3 Отсутствие или недостаток естественного света 87
4.2.4 Физические перегрузки организма, работающего 90
4.2.5 Нервно-психические перегрузки: 91
4.3 Экологическая безопасность 92
4.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 93
4.4.1 Анализ возможных ЧС, которые могут возникнуть на
рабочем месте при проведении исследований 93
4.4.2 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и
разработка порядка действия в случае возникновения ЧС 94
4.5 Выводы по разделу «Социальная ответственность» 95
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 96
5.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности
проведения исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 97
5.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 97
5.1.2 Анализ конкурентных технических решений 98
5.1.3 SWOT-анализ 99
5.2 Планирование научно-исследовательских работ 104
5.2.1 Структура работ в рамках научного исследования 104
5.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ и разработка
графика проведения 105
5.3 Бюджет научно-технического исследования 108
5.3.1 Расчет материальных затрат научно-технического исследования 108
5.3.2 Расчет амортизации специального оборудования 109
5.3.3 Основная заработная плата исполнителей темы 110
5.3.4 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления)112
5.3.5 Накладные расходы 113
5.3.6 Бюджет НИР 113
5.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 114
5.5 Выводы по разделу «Финансовый менеджмент,
ресурсоэффективность и ресурсосбережение» 117
6 Заключение 118
7 Список публикаций автора 119
8 Список используемых источников 120
Приложение А (справочное) Application of remote sensing data for calculating surface temperature 122
3 Application of remote sensing data for calculating surface temperature123
3.1 Basics of remote sensing 123
3.2 Types of radiation and its interaction with the Earth surface 125
3.3 Preliminary processing of field measurement data 129
3.4 Translation of coordinates 129
3.5 Selection of weather stations, determination of the boundaries of the
territory for images 130
3.6 Image processing in ArcGIS 130
3.7 Selection of temperature arrays 132
3.8 Processing of temperature values 133
Многолетняя мерзлота - часть криолитозоны, характеризующаяся отсутствием периодического протаивания, грунт, находящийся в мерзлом состоянии постоянно в течение трех и более лет - занимает в России от 60 до 65% территории по площади. Наиболее широко она распространена в Восточной Сибири и Забайкалье, меньше в северной части Западной Сибири.
Данные регионы богаты ресурсами и ведётся их активное освоение, в связи с чем требуются качественные данные по грунтам при проектировании и последующей эксплуатации объектов.
Традиционно при этому требуются инженерные изыскания, которые требуют обустройства термометрических скважин, расположенных с определённым шагом. Их обустройство связано со значительными трудовыми и финансовыми затратами.
Так же, для определения температуры грунтов, возможны расчёты согласно СП 25.13330.2020 [4], в которых температуры земной поверхности берутся по ближайшей метеостанции. В связи с малонаселённостью северных регионов эти станции могут находиться достаточно далеко от площадок строительства и эксплуатации сооружений.
Таким образом, целью работы является - оценка использования данных дистанционного зондирования Земли для оценки температуры грунтов с возможностью минимизации затрат на инженерные изыскания с достаточной степенью достоверности получаемых данных, что является очень актуальным вопросом.
Для выполнения поставленной цели были решены следующие задачи:
1 выполнено определение температуры земной поверхности по данным космоснимков;
2 получены расчетные значения температуры грунтов и выполнено сравнение полученных данных с реальными замерами температур воздуха и грунтов, для выявления связи между этими данными;
3 рассчитана экономическая составляющая получения данных традиционным способом, выполняя полноценные изыскания, и используя данные космоснимков, сведя инженерные изыскания к необходимому минимуму.
Собственно исходными данными будут являться: спутниковые снимки, данные с метеостанции и данные реальных замеров температур.
Данные регионы богаты ресурсами и ведётся их активное освоение, в связи с чем требуются качественные данные по грунтам при проектировании и последующей эксплуатации объектов.
Традиционно при этому требуются инженерные изыскания, которые требуют обустройства термометрических скважин, расположенных с определённым шагом. Их обустройство связано со значительными трудовыми и финансовыми затратами.
Так же, для определения температуры грунтов, возможны расчёты согласно СП 25.13330.2020 [4], в которых температуры земной поверхности берутся по ближайшей метеостанции. В связи с малонаселённостью северных регионов эти станции могут находиться достаточно далеко от площадок строительства и эксплуатации сооружений.
Таким образом, целью работы является - оценка использования данных дистанционного зондирования Земли для оценки температуры грунтов с возможностью минимизации затрат на инженерные изыскания с достаточной степенью достоверности получаемых данных, что является очень актуальным вопросом.
Для выполнения поставленной цели были решены следующие задачи:
1 выполнено определение температуры земной поверхности по данным космоснимков;
2 получены расчетные значения температуры грунтов и выполнено сравнение полученных данных с реальными замерами температур воздуха и грунтов, для выявления связи между этими данными;
3 рассчитана экономическая составляющая получения данных традиционным способом, выполняя полноценные изыскания, и используя данные космоснимков, сведя инженерные изыскания к необходимому минимуму.
Собственно исходными данными будут являться: спутниковые снимки, данные с метеостанции и данные реальных замеров температур.
В работе была исследована возможность получения необходимых данных по температуре многолетнемёрзлых грунтов в суровых климатических условиях территории Крайнего Севера. Были изучены принципы и основы дистанционного зондирования Земли, методика получения различной информации с помощью спутниковых снимков, разработан алгоритм расчёта температуры поверхности и в конечном итоге расчёт температуры грунтов на различных глубинах.
Таким образом в работе были получены результаты, которые могут:
- значительно сократить сроки и стоимость дорогостоящих инженерных изысканий на этапе проектирования;
- обеспечить информацией мониторинговые организации при ведении наблюдений в труднодоступных местах.
Вполне возможно, что для разных регионов, будут разные формулы зависимости. Но выработанный алгоритм, после его подтверждения эмпирическим путём можно будет брать за основу.
Для использования данного метода необходимо в требуемом регионе оборудовать несколько термометрических скважин. Затем снять по ним показания посредством термометрической косы на различных глубинах. Загрузить спутниковые снимки за требуемые даты. Вычислить зависимость в регионе расчётной и измеренной температур. По получившейся зависимости можно вычислить температуру грунта на глубине и применять в необходимых случаях.
Таким образом, получив уже такие зависимости, можно сделать выводы о том, что для оценки температуры грунтов вполне можно использовать данные дистанционного зондирования Земли.
Таким образом в работе были получены результаты, которые могут:
- значительно сократить сроки и стоимость дорогостоящих инженерных изысканий на этапе проектирования;
- обеспечить информацией мониторинговые организации при ведении наблюдений в труднодоступных местах.
Вполне возможно, что для разных регионов, будут разные формулы зависимости. Но выработанный алгоритм, после его подтверждения эмпирическим путём можно будет брать за основу.
Для использования данного метода необходимо в требуемом регионе оборудовать несколько термометрических скважин. Затем снять по ним показания посредством термометрической косы на различных глубинах. Загрузить спутниковые снимки за требуемые даты. Вычислить зависимость в регионе расчётной и измеренной температур. По получившейся зависимости можно вычислить температуру грунта на глубине и применять в необходимых случаях.
Таким образом, получив уже такие зависимости, можно сделать выводы о том, что для оценки температуры грунтов вполне можно использовать данные дистанционного зондирования Земли.