aariПроблемы Арктики и АнтарктикиArctic and Antarctic Research0555-26482618-6713Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт10.30758/0555-2648-2023-69-1-91-105aari-501Research ArticleЛЕДОТЕХНИКАICE TECHNOLOGYОсобенности выбора сценариев ледовых условий для модельных исследований в обеспечение промышленного освоения Обской губыThe choice of ice conditions for ice model tests to support the industrial development of the Оb’ ВayДобродеевА. А.DobrodeevA. A.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

СазоновК. Е.SazonovK. E.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

kirsaz@rambler.ruФГУП «Крыловский государственный научный центр»; ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный морской технический университет»РоссияKrylov State Research Centre; St. Petersburg State Marine Technical UniversityRussian Federation20230204202369191105Copyright © Добродеев А.А., Сазонов К.Е., 20232023Добродеев А.А., Сазонов К.Е.Dobrodeev A.A., Sazonov K.E.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.aaresearch.science/jour/article/view/501

Обская губа уже давно стала основным центром развития российской нефтяной промышленности в Арктическом регионе. Стремительный рост судоходства и активное создание портовой инфраструктуры в этой акватории являются неотъемлемой частью стратегии по развитию Российской Арктики. В статье описаны исследования, выполненные в ледовом бассейне Крыловского государственного научного центра в течение последних двадцати лет в обеспечение проектирования и эксплуатации различных технических объектов, предназначенных для промышленного освоения Обской губы. В выполненных работах можно выделить два основных направления исследований — это взаимодействие судов и инженерных сооружений с ледяными образованиями, характерными для Обской губы. В работе подчеркивается существенная зависимость возможности проведения в ледовом бассейне экспериментов и их адекватного анализа от качества исходных данных, в первую очередь по гидрологии и ледовым характеристикам внешней среды.

The Ob’ Bay has long been the main center for the development of the Russian oil industry in the Arctic region. The rapid growth of shipping and the active creation of port infrastructure in this area are an integral part of the strategy for the development of the Russian Arctic. The main feature of the hydrometeorological regime of the Ob’ Bay is the annual presence of ice for a long time. Determining the ice performance of icebreakers, tugboats and heavy-tonnage vessels designed for the region, as well as ice loads on marine platforms and hydraulic structures, is a most important task in the creation thereof.

The paper describes research carried out in the ice model tank of the Krylov State Research Centre over the past twenty years. The research supports the design and operation of new technical facilities intended for the industrial development of the Ob’ Bay. In the completed study, two main areas of research can be distinguished, namely the interaction of ships and engineering structures with ice formations in the Ob’ Bay. The paper emphasizes a significant dependence of the possibility of conducting ice tests and proper analysis of findings on the quality of the initial data, primarily hydrology and ice parameters.

The results of ice model tests analysis, especially the ice impact on offshore and hydraulic structures for the Ob’ Bay, show the need to change approaches to determining theoretical ice loads and, as a result, to expand ice model testing programs. The simulation of the worst-case scenario, when all ice parameters are determined for a given probability and are not consistent with each other, leads to a significant overestimation of ice loads and the physical modeling of unrealistic combinations of ice conditions.

Each ice impact scenario should contain the maximum value of only one main ice parameter corresponding to the probability. The main ice parameters include the thickness, the flexural strength or compression strength and the speed of ice drift. In this case, ice parameters should be selected in accordance with the chosen main one in the modeling scenario. It should not be the result of the same maximum value calculation for the given observation period as for the main ice parameter.

дрейфледовый бассейнледяной покровОбская губаторосфизическое моделированиеice model tankice movingice sheetphysical modellingridgethe Ob’ BayReferencesДенисов В.И., Сазонов К.Е., Тимофеев О.Я. Новые экспериментальные возможности Кры­ловского государственного научного центра по изучению ледовых воздействий на объекты морской техники // Арктика: экология и экономика. 2015. № 3 (19). С. 76–81.Denisov V.I., Sazonov K. Е., Timofeev O.Ya. New experimental possibilities of Krylov State research Centre in ice interaction with marine structures researching. Arktika: ekologia i ekonomika. Arctic: ecology and economics. 2015, 3 (19): 76–81. [In Russian].Сазонов К.Е. Тертый лед — рукотворная проблема морской ледотехники // Природа. 2022. № 3 (1279). С. 15–26.Sazonov K.E. Brash ice — a man-made problem of marine ice engineering. Priroda. Nature. 2022. 3 (1279): 15–26. doi:10.7868/S0032874X22030024. [In Russian].Сазонов К.Е. Движение судов в тертых льдах: результаты исследований // Проблемы Ар­ктики и Антарктики. 2021. Т. 67. № 4. С. 406–424. doi:10.30758/0555-2648-2021-67-4-406-424.Sazonov K.E. Ship operation in brash ice: results of investigations. Problemy Arktiki i Antarktiki. Arctic and Antarctic Research. 2021, 67 (4): 406–424. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2021-67-4-406-424. [In Russian].Сазонов К.Е. Модельный и натурный эксперимент в морской ледотехнике. СПб.: Крыловский государственный научный центр, 2021. 306 с.Sazonov K.E. Modelnii i naturnii eksperiment v morskoi ledotehnike. Model and full-scale experiment in marine ice engineering. St. Petersburg: Krylov State Research Centre, 2021: 306 p. [In Russian].Сазонов К.Е., Добродеев А.А. Ледовая ходкость крупнотоннажных судов. СПб.: Крыловский государственный научный центр, 2017. 122 с.Sazonov K.E., Dobrodeev A.A. Ledovaya hodkost krupnotonnajnih sudov. Ice performance of large-size vessels. St. Petersburg: Krylov State Research Centre: 2017: 122 p. [In Russian].Coche E., Kalinin A. Yamal LNG: Challenges of an LNG port in Arctic // Proceedings of the 22nd International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions. June 9–13, 2013. Espoo, Finland. 11 р. URL: https://www.poac.com/Papers/2013/pdf/POAC13_172.pdf (дата обращения: 15.03.2023).Coche E., Kalinin A. Yamal LNG: Challenges of an LNG port in Arctic. Proceedings of the 22nd International conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions. June 9–13, 2013. Espoo, Finland. 11 р. Available at: https://www.poac.com/Papers/2013/pdf/POAC13_172.pdf (accessed 15.03.2023).Riska K., Blouquin R., Coche E., Shumovskiy S., Boreysha D. Modeling brash ice growth in ports // 22nd IAHR International Symposium on Ice (Singapore, August 11 to 15, 2014). Singapore, 2014. С. 853–859.Riska K., Blouquin R., Coche E., Shumovskiy S., Boreysha D. Modeling brash ice growth in ports. 22nd IAHR International Symposium on Ice. Singapore, August 11–15, 2014. Singapore, 2014: 853–859.Андреев О.М., Гудошников Ю.П., Виноградов Р.А., Клячкин С.В. Ледовые каналы как ли­митирующий фактор при проектировании терминалов отгрузки углеводородов в прибрежной зоне арктических морей // Вести газовой науки. 2019. № 2 (39). С. 46–52.Andreev O.M., Gudoshnikov Yu.P., Vinogradov R.A., Klyachkin S.V. Ice channels as a limiting factor in the design of terminals for the shipment of hydrocarbons in the coastal zone of the Arctic seas. Vesti Gazovoy Nauki. News of gas science. 2019, 2 (39): 46–52. [In Russian].Виноградов Р.А., Андреев О.М., Драбенко Д.В., Скутин А.А. Инженерно-гидрометеорологи­ческие изыскания с учетом аккумуляции ледяной каши в арктических портах. Перспективы развития инженерных изысканий в строительстве в Российской Федерации // Материалы 16-ой общероссийской научно-практической конференции изыскательских организаций. М., 2021. С. 277–284.Vinogradov R.A., Andreev O.M., Drabenko D.V., Skutin A.A. Engineering and hydrometeorological surveys taking into account the accumulation of ice porridge in Arctic ports. Prospects for the development of engineering surveys in construction in the Russian Federation. Materials of the 16th all-Russian scientific-practical conference of survey organizations. Moscow, 2021: 277–284. [In Russian].ITTC — Recommended Procedures and Guidelines. Guidelines for Modelling of Complex Ice Environments. 7.5-02-04-03. 2021. 15 p. URL: https://www.ittc.info/media/9661/75-02-04-03.pdf (дата обращения: 15.03.2023).ITTC — Recommended Procedures and Guidelines. Guidelines for Modelling of Complex Ice Environments. 7.5-02-04-03. 2021. 15 p. Available at: https://www.ittc.info/media/9661/75-02-04-03.pdf (accessed 15.03.2023).Казаков А.Т. Безопасная дистанция и выбор оптимальной скорости при ледокольной про­водке: Автореф. дис. … канд. техн. наук. Л., 1986, 24 с.Kazakov A.T. Safe distance and the choice of the optimal speed for icebreaking assistance. Aut. diss. for the competition uch. step. cand. tech. sciences. Leningrad, 1986: 24 p. [In Russian].Сазонов К.Е. Теоретические основы плавания судов во льдах. СПб.: ЦНИИ им. академика А.Н. Крылова, 2010. 274 с.Sazonov K.E. Teoreticheskie osnovi plavaniya sudov vo ldah. Theoretical foundations of ship navigation in ice. St. Petersburg: Central Research Institute аcademician A.N. Krylova, 2010: 274 p. [In Russian].Добродеев А.А., Сазонов К.Е. Движение крупнотоннажных судов при дрейфе льда // Ар­ктика: экология и экономика. 2020. № 2 (38). С. 68–76. doi: 10.25283/2223-4594-2020-2-68-76.Dobrodeev A.A., Sazonov K.E. Motion of heavy-tonnage vessels in the ice drift conditions. Arktika: ekologiya i ekonomika. Arctic: ecology and economics. 2020, 2 (38): 68–76. doi: 10.25283/2223-4594-2020-2-68-76. [In Russian].Благовидова И.Л., Тертышникова А.С. Оценка глобальных ледовых нагрузок на ледостой­кую стационарную платформу на месторождении Каменномысское-море // Морской вестник. 2020. № 1 (14). С. 34–37.Blagovidova I.L., Tertyshnikova A.S. Assessment of global ice loads on an ice-resistant fixed platform at the Kamennomysskoye-Sea field. Morskoy Vestnik. Sea Herald. 2020, 1 (14): 34–37. [In Russian].Опасные ледовые явления для судоходства в Арктике / Под. ред. д-ра геогр. наук Е.У. Ми­ронова. СПб.: ААНИИ, 2010. 320 с.Opasnie ledovie yavleniya dlya sudohodstva v Arktike. Dangerous ice phenomena for shipping in the Arctic. St. Petersburg: AARI, 2010: 320 p. [In Russian].Добродеев А.А., Сазонов К.Е. Физическое моделирование ледовой нагрузки на протяженные гидротехнические сооружения. Сооружения с вертикальной стенкой // Арктика: экология и экономика. 2020. № 4 (40). С. 77–89. doi: 10.25283/2223-4594-2020-4-77-89.Dobrodeev A.A., Sazonov K.E. Physical modeling of ice load on extended hydraulic constructions. The vertical wall constructions. Arktika: ekologiya i ekonomika. Arctic: ecology and economics. 2020, 4 (40): 77–89. doi: 10.25283/2223-4594-2020-4-77-89. [In Russian].Добродеев А.А., Сазонов К.Е. Физическое моделирование ледовой нагрузки на протяженные гидротехнические сооружения. Откосные сооружения с наклонной гранью // Арктика: экология и экономика. 2021. Т. 11. № 1. С. 90–100. doi: 10.25283/2223-4594-2021-1-90-100.Dobrodeev A.A., Sazonov K.E. Physical modeling of ice load on extended hydraulic constructions. Sloping constructions with an inclined edge. Arktika: ekologiya i ekonomika. Arctic: ecology and economics. 2021, 11 (1): 90–100. doi: 10.25283/2223-4594-2021-1-90-100. [In Russian].СП 47.13330.2016. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения. URL: https://docs.cntd.ru/document/456045544 (дата обращения: 15.03.2023).SP 47.13330.2016. Injenernie iziskaniya dlya stroitelstva. Osnovnie polojeniya. Engineering surveys for construction. Basic provisions. Available at: https://docs.cntd.ru/document/456045544 (accessed 15.03.2023). [In Russian].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.