4. Моделювання густини верхнього осадового шару морського дна за результатами гідроакустичних експериментів Постановка задачі

Отримані результати були апробовані для моделювання процесу зміни ціни на феромолібден на світовому ринкові на даних про закупівлі, що виконувались Комерційним управлінням ЗАТ „Новокраматорський машинобудівний завод”.

Швидкий розвиток морського нафтовидобування вимагає проведення великого обсягу робіт по вивченню морського дна. До таких робіт відносяться зйомки ділянок дна, виявлення споруд і комунікацій на цих ділянках, виявлення геологічних аномалій, визначення параметрів донних ґрунтів і т.д. Такі задачі можуть бути розв'язані з застосуванням гідроакустичного локатора - профілографа, принцип дії якого заснований на опроміненні ділянки дна ультразвуковим сигналом і прийомом відбитих ехосигналів.

Дно водоймищ, як правило, вкрите осадовими породами. Донні осади - це сукупність частинок мінерального, органічного або хімічного походження. Для практичного отримання орієнтовної інформації про структуру і склад осадового шару безпосередньо в ході проведення моніторингу можливо провести класифікацію осадів, розділивши їх на ряд груп за деяким характерним показником, а також отримати математичне рівняння залежності цього показника від величин параметрів водного середовища, осідаючих частинок і амплітуди ехосигналу. Тоді, вимірявши величини необхідних характеристик на попередній стадії (при підготовці до моніторингу), і величину ехосигналу в ході проведення моніторингу, можна буде віднести осади в точці зондування до певної групи. У нашому випадку метою класифікації є отримання експрес-інформації про структуру (глина, мул, пісок, тверді включення) і пористість осаду дна, оскільки саме ці показники здійснюють основний вплив на величину ехосигналу.

Класифікацію осадів доцільно проводити за величиною їх густини , яка пов'язана з іншими параметрами: в'язкістю, теплопровідністю тощо. Тому математичне рівняння, яке дозволило б визначити групу осадів, може бути синтезоване у вигляді залежності густини від зазначених параметрів.

Густина для класифікації обрана тому, що у величині цього параметра знаходять віддзеркалення не тільки склад осаду (мул, глина, пісок), але й їх кількісні співвідношення та пористість осаду. Так, наприклад, згідно з експериментальними даними, за пористості 90-95% густина осаду ледве перевищує величину 1000 кг/см³ (густина води), а при пористості 5-8% - перевищує величину 2000 кг/м³.

Бакинським філіалом ВШІ «ВОДГЕО» та Азербайджанським Національним Аерокосмічним Агентством попередньо була проведена робота з розділення всього спектру осадів на кілька груп залежно від величини густини осаду та надані початкові дані, подані в таблиці 1.

Для знаходження рівняння залежності густини було обрано такі вхідні змінні:

x₁ - температура середовища Т;

х₂ - динамічна в'язкість середовища ;

х₃ - коефіцієнт теплопровідності ;

х₄ - гідравлічна крупність часток осаду U;

х₅ - інтенсивність відбитого сигналу J_в.

Таблиця 1

Зведена таблиця даних для побудови моделі

№	x1 Температура середовища, Т, ºС	х2 В’язкість , мПа·с	х3 Коефіцієнт теплопровідності , 103 Вт/м·К	х4 Гідравлічна крупність часток, U, мм/с	х5 Інтенсивність ехосигналу, Jв, дб	у Густина , кг/м3
1	8	1,3686	4	1,96	13,46	1900
2	6	1,4753	3	0,06	19,12	1335
3	5	1,5162	5	6,38	7,85	2463
4	10	1,3074	3	1,54	10,90	2152
5	7	1,4288	5	0,05	20,46	1207
6	4	1,5679	6	1,51	17,06	1541
7	3	1,6195	7	6,87	6,82	2572
8	9	1,3468	3	6,22	8,33	2323
9	12	1,2359	2	0,07	15,72	1979
10	15	1,1400	2	0,07	17,84	1466
11	17	1,0823	1	1,65	12,73	1975
12	11	1,2716	3	1,52	14,32	1822
13	12	1,2368	2	78,7	6,13	2637
14	13	1,2023	2	6,43	9,87	2268
15	8	1,3681	4	0,06	16,38	1625
16	14	1,1704	2	0,05	21,27	1138
17	16	1,1117	1	1,72	11,75	2078
18	12	1,2365	2	0,06	19,67	1282
19	19	1,0294	1	1,59	15,16	1746
20	18	1,0553	1	6,07	8,79	2369