Приложение 3. Характеристики средств измерения и оборудования для проведения мониторинга

Приложение 3

ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ И ОБОРУДОВАНИЯ

ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ МОНИТОРИНГА

Для организации мониторинга в районе размещения и на площадке ОИАЭ требуется комплекс автоматических измерительных приборов и систем, которые позволяют осуществлять непрерывные наблюдения за параметрами пограничного слоя атмосферы. Система мониторинга должна осуществлять в реальном времени сбор, обработку аэрометеорологической информации и подготовку исходных данных, а также накапливать аэрометеорологическую информацию.

Автоматический измерительный комплекс (АИК) состоит из метеорологического комплекса, осуществляющего метеорологические измерения в приземном слое атмосферы, и доплеровского содара, предназначенного для измерений выше приземного слоя атмосферы. Комплекс позволяет выполнять мониторинг в полном объеме в пограничном слое атмосферы в диапазоне высот от 20 до 1000 м.

АИК позволяет проводить длительные непрерывные измерения при любой погоде (за исключением ливней, снегопадов и штормового ветра), обладает хорошей пространственной и временной разрешающей способностью и, главное, возможностью определения статистических характеристик турбулентности.

В состав системы входят:

измерительный комплекс (ИК) - метеорологические датчики и аэрологические средства измерения, позволяющие выполнить мониторинг по параметрам в соответствии с п. 4 РБ;

блок согласования и преобразования сигналов (БСПС);

вычислительный комплекс - персональный компьютер с необходимым набором внешних устройств.

Метеорологический комплекс включает, как минимум, метеорологические датчики скорости и направления ветра, температуры и влажности воздуха и осадков. Датчики располагаются на различных уровнях над поверхностью земли с помощью специальных мачт и рей. Для этой цели используются ажурные мачты телескопического типа высотой от 10 до 30 м и/или мачты других конструкций высотой до 100 м. Здесь же на метеорологической площадке при комплексных наблюдениях устанавливается и необходимая часть оборудования для проведения аэрологических исследований.

На метеорологической мачте на 1 - 3 уровнях монтируются датчики скорости и направления ветра, на уровне 2 м крепятся датчики температуры, относительной влажности воздуха, атмосферного давления, солнечного и ультрафиолетового излучения и устанавливается сборник осадков. Далее каждый датчик кабелем соединяется с блоком индикации метеопараметров.

Метеорологическая мачта размещается на открытом участке местности и на достаточном расстоянии от каких-либо препятствий для того, чтобы минимизировать их влияние на значения измеряемых параметров.

Сигналы датчиков по кабельным линиям передаются в БСПС, а затем в вычислительный комплекс. Поскольку выходные сигналы метеорологических датчиков не унифицированы, для преобразования их в форму, удобную для согласования с персональным компьютером, служит БСПС. Точность измерений метеорологических параметров соответствует, в основном, требованиям, предъявляемым МАГАТЭ к метеорологическим контрольно-измерительным системам (таблица 1).

Таблица 1

ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Точность измерений перечисленных выше метеорологических параметров включает в себя прецезионность системы и допуски на погрешности, связанные с передачей по кабельным линиям, формированием сигнала, записью, влиянием солнечной радиации и изменением температуры окружающей среды.

Центральным устройством системы мониторинга является персональный компьютер, обеспечивающий сбор, проверку (контроль), накопление, обработку аэрометеорологических данных. Конфигурация персонального компьютера зависит от набора выполняемых функций.

Метеорологические средства измерения и системы периодически обслуживаются и поверяются.

Данные о ветре и температуре воздуха усредняются за период, по крайней мере, в 10 - 15 минут, не реже чем один раз в час, количество осадков - ежечасное.

Средние значения параметров ветра и турбулентных характеристик выше приземного слоя атмосферы (в слое перемешивания) измеряются доплеровским содаром в диапазоне высот от 20 м до 1000 м с разрешением по высоте до 10 м. Высота слоя перемешивания определяется содаром ежечасно.

С помощью системного программного обеспечения аэрологических средств измерения для всех вертикальных слоев можно получить следующие данные:

- профиль температуры воздуха;

- компоненты ветра (u, v, w);

- горизонтальная скорость ветра и направление;

- стандартное отклонение всех компонент скорости ветра;

- устойчивость атмосферы по классификации Паскуилла-Гиффорда.

При аварийной ситуации система мониторинга должна определять (обновлять) исходные данные для моделей дисперсии радионуклидов в атмосфере каждые 10 - 15 минут.

Сроки начала выполнения программы мониторинга определяются наличием и готовностью к работе системы мониторинга и обученного персонала соответствующей квалификации.

Над неоднородной подстилающей поверхностью данные аэрометеорологических измерений в одном пункте, как известно, неправомерно распространять на весь контролируемый район. В связи с этим систему мониторинга необходимо будет в будущем по мере накопления данных и знаний о нижнем слое атмосферы на площадке ОИАЭ дополнять, т.е. создавать сеть.

Дополнительно к основному пункту необходимо устанавливать в характерных местах района ОИАЭ, определенных на основе анализа накопленных данных мониторинга и модельных исследований, несколько наземных автоматических метеорологических станций, которые синхронно с основным пунктом измеряют градиенты температуры и влажности воздуха в нижнем 2-метровом слое, скорость и направление ветра на уровне 10 м и передают в реальном времени данные на основной пункт.

Вид интерфейса, размещение БЦ, контроллеров, центрального компьютера, вид связи (прямой и коммутируемый каналы, GSM, радио или спутниковый модемы), энергообеспечение (стандартная сеть, локальные и резервные источники питания, солнечные батареи, ВЭУ, аккумуляторы и др.) зависят от конкретного места установки ИК.