У середині вересня 2023 року Державна установа «Науковий гідрофізичний центр Національної академії наук України» (далі – Гідрофізичний центр) організувала та провела науково-дослідну експедицію «Дніпро-2023» в акваторії затоки Північний ківш річки Дніпро (в адміністративній межі м. Києва).
Метою експедиції було планове гідрофізичне дослідження річкового середовища з одночасним тестуванням і використанням обладнання суднового науково-технічного комплексу науково-дослідного судна (НДС) «Анатолій Гончар» НАН України.
Гідрофізичні дослідження виконано у рамках реалізації технічного завдання науково-дослідної роботи «Розробка нових методів дослідження особливостей процесу поширення, випромінювання і прийому акустичних хвиль у водному середовищі шельфової зони північно-західної частини Чорного моря та басейнів річок Дніпро і Дунай», відповідальним виконавцем якої є Гідрофізичний центр.
Науковим керівником експедиції став директор Гідрофізичного центру член-кореспондент НАН України Олександр Щипцов, а начальником експедиції – заступник директора з наукової роботи Гідрофізичного центру кандидат геологічних наук Сергій Федосеєнков.
До групи гідрофізичних досліджень увійшли: керівник групи кандидат фізико-математичних наук Олексій Шундель, наукові співробітники групи доктор географічних наук Антон Гордєєв і кандидат юридичних наук Олександр Щипцов, фахівець з технічного забезпечення функціонування суднового палубного спуско-підйомного обладнання та електропостачання Юрій Птиця.
Групу обробки та зберігання первинних гідрофізичних параметрів (даних) берегового приймального центру БОД представляли: керівник групи кандидат економічних наук Ірина Шевченко, науковий співробітник групи кандидат біологічних наук Олександр Гончаров (за згодою).
Експедицію було реалізовано завдяки злагодженій роботі членів екіпажу НДС «Анатолій Гончар» НАН України: капітану Василю Кривороту, механіку Михайлу Дементьєву, мотористу Олександру Ященку, матросу С. Бибченку.
У процесі підготовки до проведення комплексних річкових експедиційних досліджень «Дніпро-2023» вчені Гідрофізичного центру та екіпаж НДС «Анатолій Гончар» НАН України:
- заздалегідь випробували в тестовому режимі у разі можливих екстремальних умов чи обставин функціонування суднового науково-технічного комплексу з відповідним обладнанням НДС «Анатолій Гончар» НАН України, який включає 4 спеціалізовані лабораторії: лабораторію гідрофізичних досліджень; лабораторію технічних засобів вивчення водного середовища; лабораторію розподіленого банку океанографічних даних; лабораторію комплексних досліджень водного середовища;
- актуалізували та істотно вдосконалили методологію й організацію проведення спеціалізованих експедицій Гідрофізичного центру та виконання гідрофізичних річкових (морських) досліджень, а також технологію використання НДС «Анатолій Гончар» НАН України, наукового обладнання та технічних засобів дослідження річкового (морського) середовища;
- провели повну інвентаризацію дослідницької інфраструктури Гідрофізичного центру, на основі чого підготовили уточнений перелік потреб у додатковому науковому обладнанні та технічних засобах для забезпечення виконання завдань запланованої НДР, зокрема під час екстремальних умов чи обставин.
Було також уточнено перелік висококваліфікованих фахівців і вчених науково-технічної групи, що входять до складу комплексного постійно діючого експедиційного загону Гідрофізичного центру, які забезпечили виконання гідрофізичних (гідроакустичних) і річкових геологічних досліджень експедиції «Дніпро-2023».
Склад науково-технічного комплексу експедиції «Дніпро-2023»:
1. Судновий комплекс засобів збору та оброблення гідрофізичних параметрів морського (річкового) середовища НДС «Анатолій Гончар» НАН України, який включає:
- модуль технічних засобів вимірювання гідроакустичних параметрів річкового середовища (ехолот-картплотер Lowrance HDS 12 Carbon Structurescan 3D, багатопроменевий ехолот OCULUS M750d Multibeam Sonar, ехолот ЕМ-100, гідролокатор бокового огляду ГБО-100М, переносний пристрій для проведення забортних робіт);
- модуль технічних засобів вимірювання гідрофізичних параметрів річкового середовища (багатопараметричний CTD-зонд EXO2 з набором датчиків: тиску (D), електропровідності (C), температури (T), водневого показника (pH), окислювально-відновлювального потенціалу (ORP), каламутності (Tu), розчиненого кисню (DO));
- технічні засоби вимірювання неакустичних параметрів річкового середовища (підводний дрон CHASING M2 PRO, дночерпак Петерсона для відбору проб донних відкладень з комплектуючими елементами);
- автоматизоване робоче місце зі спеціалізованим програмним забезпеченням;
- судновий сервер розподіленого Банку океанографічних даних НАН України (далі – БОД) для обробки та зберігання первинних гідрофізичних параметрів (даних).
2. Береговий приймальний центр Банку океанографічних даних НАН України, який включає спеціалізовані електронні модулі:
- внесення і зберігання гідрофізичної інформації;
- збору і структуризації інформації;
- відображення інформації користувачу;
- прогнозування океанографічних параметрів.
Під час виконання комплексних річкових експедиційних досліджень у акваторії затоки Північний ківш р. Дніпра учасники експедиції:
- зібрали гідрофізичні дані про стан водного середовища: тиск (D), електропровідність (C), температуру (T), кислотність води (pH), окислювально-відновлювальний потенціал (ORP), каламутність (Tu), розчинений кисень (DO) і гідроакустичні дані, виконали їх первинну спеціалізовану обробку та узагальнення, здійснили статистичний опис гідроакустичних та неакустичних параметрів натурних спостережень та забезпечили їх подальшу інтеграцію до берегового приймального центру БОД;
- провели спеціалізовану гідроакустичну зйомку акваторій з метою виявлення на дні та у водній товщі об’єктів природного і штучного походження, в тому числі підводних і донних потенційно небезпечних об’єктів, визначили та зафіксували їхні географічні координати та детально описали параметри;
- отримали 3D-моделі рельєфу дна з побудовою тривимірних схем інтенсивності відбитого сигналу;
- взяли контрольні проби верхньої частини донних відкладень;
- виконали візуальне дообстеження річкового дна за допомогою підводного дрона;
- здійснили експлуатаційну перевірку розроблених алгоритмів і методів, програмно-технологічних засобів збору, аналізу, зберігання, передачі гідрофізичних даних.
У судновому розподіленому гідрологічному фрагменті (судновому банку даних) централізованого БОД акумульовано результати всіх вимірювань, які отримано під час експедиції «Дніпро-2023». Судновий банк даних є узагальненим протоколом проведених досліджень і експериментів на НДС, в якому зведені воєдино отримані первинні дані від усіх вимірювальних приладів, дані експедиційних візуальних спостережень і висновків.
Після завершення експедиції «Дніпро-2023» результати досліджень зберігаються безпосередньо на судновому комп’ютері, до якого підключена локальна комп’ютерна (обчислювальна) мережа, для уможливлення аналітичного порівняння даних підводної і придонної обстановки при потребі повторного обстеження акваторій.
Додатково дані переадресовано на береговий сервер для дублювання їх завантаження в централізований БОД і подальшої камеральної обробки та проведення необхідних лабораторних аналізів в стаціонарних умовах.
Наразі завершується обробка отриманих даних науково-дослідної річкової експедиції «Дніпро-2023» для подальшого їх аналізу та теоретичних узагальнень.
Фрагменти перебігу експедиційних науково-дослідних робіт на НДС «Анатолій Гончар» НАН України показано на світлинах:
 Екіпаж НДС «Анатолій Гончар» НАН України перевіряє готовність палубного спуско-підйомного обладнання для забезпечення науково-дослідних робіт експедиції «Дніпро-2023».
Зліва направо: Василь Криворот, Олександр Яценко, Анатолій Оверчук, Михайло Дементьєв
|
 Кандидат фізико-математичних наук Олексій Шундель готує багатопараметричний CTD-зонд EXO2 з набором датчиків до зйомки гідрофізичних параметрів річкового середовища з використанням переносного пристрою для проведення забортних робіт |
 Кандидат фізико-математичних наук Олексій Шундель під час процесу передачі отриманої CTD-зондом інформації до автоматизованого робочого місця суднового науково-технічного комплексу зі спеціалізованим програмним забезпеченням KorEXO |
 Члени експедиції під час роботи з носовою спуско-підйомною стрілою НДС «Анатолій Гончар». Зліва направо: Василь Криворот, кандидат геологічних наук Сергій Федосеєнков, Юрій Птиця, кандидат юридичних наук Олександр Щипцов |
 Кандидат геологічних наук Сергій Федосеєнков встановлює стійку антени гідролокатора бокового огляду ГБО-100М з правого борту НДС «Анатолій Гончар» НАН України |
 Доктор географічних наук Антон Гордєєв, Василь Криворот, Юрій Птиця, кандидат геологічних наук Сергій Федосеєнков встановлюють з правого борту НДС «Анатолій Гончар» НАН України забортні технічні засоби дослідження річкового середовища |
 Під час монтажу комплектуючих елементів підводного дрона CHASING M2 PRO. Зліва направо: доктор географічних наук Антон Гордєєв, кандидат геологічних наук Сергій Федосеєнков, Юрій Птиця |
 Кандидат геологічних наук Сергій Федосеєнков готує підводний дрон CHASING M2 PRO до спуску у водне середовище |
 Оперативне керування рухом підводного дрона CHASING M2 PRO. Зліва направо: Василь Криворот, кандидат геологічних наук Сергій Федосеєнков, кандидат фізико-математичних наук Олексій Шундель |
 Проведення забортних робіт на НДС «Анатолій Гончар» НАН України. Зліва направо: Володимир Грищенко, кандидат геологічних наук Сергій Федосеєнков, член-кореспондент НАН України Олександр Щипцов, Василь Криворот, Юрій Птиця |
 Кандидат геологічних наук Сергій Федосеєнков оглядає донні відкладення, які піднято на палубу НДС «Анатолій Гончар» НАН України за допомогою дночерпака Петерсона |
 Доктор географічних наук Антон Гордєєв під час перевірки інтеграції отриманих даних від суднового сервера розподіленого БОД до берегового приймального центру Банку океанографічних даних НАН України |
 Команда суднового експедиційного загону ДУ «Гідрофізичний центр НАН України» на палубі НДС «Анатолій Гончар» після успішного завершення науково-дослідної експедиції «Дніпро-2023».
Зліва направо: член групи гідрофізичних досліджень Юрій Птиця, капітан НДС «Анатолій Гончар» Василь Криворот, керівник групи гідрофізичних досліджень кандидат фізико-математичних наук Олексій Шундель, начальник експедиції кандидат геологічних наук Сергій Федосеєнков, член групи гідрофізичних досліджень В’ячеслав Маханьков, науковий співробітник групи гідрофізичних досліджень доктор географічних наук Антон Гордєєв, член групи гідрофізичних досліджень кандидат юридичних наук Олександр Щипцов |
За інформацією Державної установи «Науковий гідрофізичний центр
Національної академії наук України»