Применение программного комплекса CARDINAL

Программный комплекс CARDINAL (Далее «ПК CARDINAL») использовался примерно в 50 организациях в России, а также в США, Великобритании, на Кипре, в Финляндии, Греции, Нидерландах, Турции, Туркменистане, Казахстане, для реализации около 280 проектов.

Одно из наиболее важных применений программы было осуществлено в российско-нидерландском проекте «Разработка системы автоматизированного прогноза наводнений в С.-Петербурге. В результате его выполнения с помощью ПК CARDINAL была разработана модель Балтийского моря.

Она работает в полностью автоматизированном режиме в Северо-Западном управлении Гидрометслужбы РФ с декабря 1999 г. для прогноза хода уровня в С.-Петербурге с заблаговременностью 72 часа. Метеорологические прогнозы поступают 4 раза в сутки из метеорологических моделей HIRLAM Шведского гидрометеорологического института (SMHI) и WRF. Основываясь на результатах прогнозов, Центральная методическая комиссия по гидрометеорологическим и гелиогеофизическим прогнозам Роскомгидромета рекомендовала использовать данную модель в оперативной практике.

Пример прогноза наводнения 2001 г. Эта модель Балтийского моря была выбрана для установки в центре управления Комплексом сооружений защиты С.-Петербурга от наводнений (КЗС). Это составная часть системы предупреждения угрозы наводнений. Как известно, С.-Петербург, расположенный в мелководной вершине Финского залива, страдал от наводнений, вызванных штормовыми нагонами около 300 лет.  28 ноября 2011 года закрытием всех сооружений КЗС в соответствии с прогнозом было впервые предотвращено наводнение в С.-Петербурге. Информацию о предотвращении наводнений можно увидеть на сайте Дирекции КЗС.

Следующий список примеров показывает широкий спектр возможностей использования ПК CARDINAL.

ОЗЕРА И ВОДОХРАНИЛИЩА

(контракты с институтами Атомэнергопроект, Энергоизыскания, ЗАО «Экологическое сопровождение проектов», ЗАО «Экотранс-Дорсервис» и др.).

  • Белоярское водохранилище: гидротермодинамические расчеты в связи со строительством энергоблока БН-800.
  • Озеро Имандра на Кольском полуострове и озеро Эворон в Хабаровском крае: расчеты распространения радионуклидов в случае аварии на АЭС и в случае разрушения дамбы, расчеты доли оборотной составляющей
  • Угличское водохранилище в Ярославской области: расчеты распространения взвешенных частиц при разработке песчаных карьеров.
  • Черемухинский залив Ладожского озера: моделирование течений для проектирования рыбной фермы.
  • Онежское озеро у о.Кижи: распространение взвешенных частиц при строительстве причала.
  • Озеро Донузлав в Крыму: распространение взвешенных частиц при дноуглублении и отвале грунта.
  • Цимлянское и Нарвское водохранилища: моделирование течений.
  • Каунасское водохранилище: расчеты трансформации волны прорыва.
  • Витязевский лиман: оценка переноса взвешенных веществ при строительстве автомобильной дороги в городе Анапа.

РЕКИ И ИХ УЧАСТКИ
(контракты с «Ленгипроречтранс», «Ленгидропроект», Институтом прикладной физики РАН, «Трансмост», Государственным гидрологическим институтом и др.)

  • Нева, Волга и Ока (в районе Нижнего Новгорода и Дзержинска): расчет распространения загрязняющих веществ при аварийных разливах.
  • Дунай: моделирование экстремальных термогидродинамических условий и распространения сточных вод в районе АЭС Пакш-2.
  • Вятка в районе г.Вятка: расчет посадки уровня при создании русловых карьеров.
  • Колыма: распространение сгонно-нагонных колебаний уровня в устьевой области реки при наличии Усть-Среднеканской гидроэлектростанции для оценки условий навигации.
  • Ингода, Великая: оценка влияния разработки русловых карьеров на режим течений и увеличение мутности.
  • Амур около Хабаровска: прогноз распределения расходов по рукавам реки при различных вариантах строительства дамб в протоках Пемзенская и Бешеная.
  • Надым, Ока, Обь, Лена, Вах, Кубань: моделирование гидравлических режимов реки при различных вариантах строительства мостовых переходов.
  • Иртыш: расчеты по выбору оптимальных параметров спрямляющего канала в районе Ханты-Мансийска.
  • Иткла, Вологодская область: моделирование аварийной ситуации при прорыве Глебовской плотины.
  • Кубань: валидация модели на основе расчета течений и уровня при паводке 1966 г. (Государственный гидрологический институт)
  • Пур и Таз: распространение дизельного топлива, распространение взвеси при дноуглублении.
  • Неман: обоснование водоотведения и оценка его воздействия на водозабор Балтийской АЭС, расчет волны прорыва Краснознаменского водохранилища.
  • Ангара: моделирование нижнего бьефа Усть-Илимской ГЭС.
  • Абакан: русловые процессы на участке мостового перехода при подъезде к г.Саяногорск.
  • Свирь: распространение взвешенных веществ при берегоукреплении в районе п.Вознесенье.
  • Зея и Амур, Уссури и Амур: гидравлика узлов слияния рек.
  • Кама: моделирование течений в районе проектируемой разработки месторождения ПГП «Архаровка».
  • Вуокса: распространение взвешенных веществ в устье реки при дноуглублении.
  • Дудергофка: расчет ветрового волнения в устье реки.
  • Тунгуска и Бурея: моделирование руслового потока и размывов на участке проектирования нитки ППМН.
  • Горский ручей, ст.Горская: разработка оптимального метода защиты устья ручья при наводнениях (Комитет по природопользованию и охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности С.-Петербурга).
  • Малая Сестра: гидродинамическая модель реки и прибрежной части Финского залива.

ЗАЛИВЫ

  • Невская губа:
    • Изучение влияния КЗС на экологическое состояние Невской губы при поступлении загрязняющих веществ с водовыпусков очистных сооружений и при аварийных разливах.
    • Моделирование распространения нагонной волны через отверстия в КЗС (контракты с фирмами Sir Alexander GIBB, Великобритания, WL | Delft Hydraulics, DHV Environment & Transportation, Нидерланды).
    • Выбор оптимального размещения водовыпусков очистных сооружений (контракты с ГУП «Водоканал С.-Петербурга» и аудиторской компанией «Конто»),
    • Моделирование течений и распространения примесей при нестационарных гидрометеорологических условиях.
    • Прогнозы изменений в режиме течений при различных вариантах строительства Морского пассажирского терминала на Васильевском острове и других гидротехнических сооружений на акватории Невской губы в рамках разработки Генерального плана строительства С.-Петербурга (контракты с «НИПИГрад», «Ленморниипроект»).
    • Оценка гидродинамических условий в Морском порту С.-Петербурга при прохождении паромом ‘Silja Opera’ Морского канала (контракт с фирмой VTT Manufactoring Technology, Finland).
    • Моделирование растекания нефти в акватории морского порта С.-Петербурга при аварии на терминале нефтепродуктов ООО «Кировский завод» (контракт с ООО «Экопроект») .
    • Оценка экологического воздействия при различных гидротехнических работах на акватории Невской губы (контракты с СПБ Университетом растительных полимеров, Аудиторской компанией «Конто» и др).
    • Обоснование минимально возможной (допустимой) площади зеркала воды Невской губы, обеспечивающей нормальное функционирование Комплекса сооружений защиты С.-Петербурга от наводнений для обеспечения нужд С.-Петербурга (Северо-Западное управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды)
  • Лахтинская гавань: расчет экстремальных уровней, волнения и деформаций дна.
  • Ботнический залив: Моделирование термогидродинамических процессов в районе проектирования АЭС Ханхикиви.
  • Копорская губа: Различные гидродинамические и гидроэкологические расчеты в связи со строительством нового блока Ленинградской атомной электростанции (контракты с ФГУП СПБ Атомэнергопроект).
  • Кургальский залив: Моделирование концентраций взвешенных веществ при сбросе пустой породы при добыче железо-марганцевых конкреций (контракт с фирмой «Экопроект»).
  • Лужская губа: Оценка изменений в режиме течений при строительстве порта в Усть-Луге (ООО «Экотранс-Дорсервис»).
  • Восточная часть Финского залива, Онежский залив Белого моря: Моделирование распространения нефтепродуктов (Атомэнергопроект, ООО «Экопроект»).
  • Выборгский залив: Расчеты размера зон воздействия при сбросе отмытого донного осадка при добыче железо-марганцевых конкреций на карьерах Северный-1 и Кургальский. Расчет максимального подъема воды с учетом волнения в районе проектирования подводного перехода.
  • Кольский залив: распространение взвешенных веществ при дноуглублении базы «Газфлота»
  • Губа Оленья Кольского залива: распространение мутности при реконструкции причала в пункте базирования (ООО «Стройпромбезопасность»)
  • Залив Находка: распространение взвеси при дноуглублении в пункте базирования (Мурманский морской биологический институт).
  • Залив Петра Великого, Амурский залив и залив Посьета: разработка гидродинамических моделей.
  • Бухта Золотой Рог: распространение взвешенных частиц грунта при очистительных работах (Дальневосточный федеральный университет).
  • Вислинский (Калининградский) залив: распространение мутности при дноуглублении акватории Светловской ТЭС
  • Обская губа: моделирование течений и волнения в районе строительства морского отгрузочного терминала Ямбургского НГКМ (ООО «Экоскай»). Моделирование оптимального положения водозаборного устройства относительно места выпуска тепловой воды системы контроля ледообразования терминала «Утренний» (ООО «Промпроект»)
  • Скагвэй, Джуно, Ситка и др: Расчеты загрязнения от сбросных вод в портах и фьордах юго-восточной Аляски с движущихся круизных судов (контракт с фирмой International Specialists in the Environment, США).
  • Пагаситикос и Амвракикос, Греция: Моделирование распространения загрязняющих веществ (Лаборатория океанографии университета Фессалии, Греция) .
  • Акротири, Кипр: Изучение экологических аспектов развития аквакультуры (Лаборатория океанографии Министерства сельского хозяйства, природных ресурсов и экологии республики Кипр).
  • Соук Тлета (Средиземноморское побережье Алжира): моделирование взмучивания донных осадков у водозабора станции десоленизации (ООО Diver-S).

МОРЯ

  • Баренцево море: Оценка экологического воздействия на водные биоресурсы моря при прокладке подводного трубопровода от Штокманского газоконденсатного месторождения к Кольскому полуострову (Мурманский морской биологический институт РАН).
  • Карское море: Перенос и осаждения взвешенных веществ при углублении Морского канала порта Сабетта (ООО «Экоскай»). Моделирование экстремальных течений и заносимости в акватории Морского канала порта Сабетта (ООО «Фертоинг»)
  • Чукотское море: Распространение дизельного топлива при аварийных разливах на лицензионных участках «Северо-Врангелевский-1», «Северо-Врангелевский-2» и «Южно-Чукотский» в Чукотском море (ООО «ГеоТочка»)
  • Море Лаптевых: Распространение дизельного топлива при аварийных разливах на, Усть-Ленском и Усть-Оленевском лицензионных участках (ООО «ГеоТочка»)
  • Восточно-Сибирское море: Распространение дизельного топлива при аварийных разливах на Анисинско-Новосибирском лицензионном участке (ООО «ГеоТочка»)
  • Белое море: Приливные течения и перенос личинок мидий.
  • Каспийское море: Моделирование течений, колебаний уровня и распространения нефтепродуктов при аварии на буровой платформе (Environmental Solutions International, LLC (ESI), Туркменистан). Создание математической модели Каспийского моря и локальных моделей на участке Казахстанского сектора моря для расчетов распространения нефтепродуктов (Атырауский институт нефти и газа, Казахстан)
  • Черное море: Расчет течений и распространения загрязняющих веществ в районе Трабзунда (Турция) (факультет морских наук Технического университета Черного моря, Трабзун). Распространение сбросных вод от водовыпуска в Кацивели (ООО «Плато Инжиниринг»). Распространение взвешенных частиц грунта при проведении гидротехнических работ в морском порту Геленжик (ООО «Экоскай»). Моделирование гидродинамических процессов на операционной акватории у причалов №6Б и №6В (Туапсе) и в границах подводной свалки грунта, моделирование гидрофизических процессов в районе бухт Карантинная — Песочная в связи с берегоукрепительными работами по сохранению территории музея заповедника «Херсонес Таврический» (ООО «Первая Геотехническая Компания»). Расчет ветрового волнения в Севастопольской бухте (ИП С. Ластина), в районе г.Ялта и в Малом Инкермане (ООО «Центр геоприборов и новых технологий»)
  • Азовское море: Распространение взвешенных частиц грунта при проведении гидротехнических работ в морском порту Темрюк (ООО «Экоскай»). Распространение шлейфов мутности при производстве строительных работ в Азово-Донском канале (ООО «Плато Инжиниринг»)
  • Японское море: Анализ штормового нагона на побережье Приморского края в августе — сентябре 2016 г., вызванного тайфуном Лайонрок, с использованием гидродинамического моделирования
  • Средиземное море: Моделирование экстремальных термогидродинамических условий в районе строительства АЭС Эль-Дабаа в Египте (АО «СПб НИИИ «Энергоизыскания»)