🔴 Строительство в условиях изменений климата в Арктике

🗣 На вопросы о своём исследовании нам ответил Тимофей Владимирович Долгушев, преподаватель кафедры металлических и деревянных конструкций НИУ МГСУ 👇

Почему вы выбрали эту тему в качестве объекта исследования?

Я учился в МГСУ на кафедре гидравлики и гидротехнического строительства. Шестилетний специалитет по направлению строительства гидротехнических сооружений дал хорошую базу для моего дальнейшего развития в данном направлении, поэтому, когда я решил поступать в аспирантуру, то выбрал свою выпускающую кафедру.

Выбор темы был достаточно сложным, однако, благодаря моему научному руководителю профессору Измаилу Григорьевичу Кантаржи, получилось найти тему, которая будет интересна мне и актуальна. Большие далеко идущие планы правительства РФ по развитию Арктического региона, а также множественные проявления изменений климата в данном регионе буквально подтолкнули к изучению вопроса, какое влияние окажут изменения климата на проектируемые портовые гидротехнические сооружения на трассе Северного морского пути от Мурманска до Владивостока.

Как долго вы занимались разработкой этой технологии? Применялись ли какие-либо инновационные методы исследования? Какую поддержку оказывало вам НИУ МГСУ?

Исследованием я занимаюсь с 2019 года и с головой погрузился в вопрос. Данная тематика находится где-то на стыке между гидротехническим строительством, океанологией и климатологией, в связи с этим пришлось осваивать термины, изучать подходы и различные инструменты математического моделирования смежных специальностей, которые применяются ведущими специалистами. Консультации со специалистами – климатологами из Института физики атмосферы им А.М. Обухова РАН и океанологами из Института океанологии имени П.П. Ширшова РАН и Государственного океанографического института имени Н.Н. Зубова – позволили под достаточно нестандартным углом рассмотреть вопрос изменений климата, их влияния на параметры океана и, как следствие, на портовые гидротехнические сооружения.

Специалисты в области портового строительства нашей кафедры позволили не только разобраться в тонкостях расчёта портовых оградительных и причальных сооружений, но и спланировать физический эксперимент для оценки достоверности ряда вычисленных параметров. Спланированный физический эксперимент был положительно оценён конкурсной комиссией МГСУ, и в мае 2023 года я получил грант на проведение своего эксперимента. Грант позволил поработать в передовом центре нашей страны (НИЦ «Морские берега» ЦНИИ транспортного строительства) в области моделирования волновых воздействий на портовые гидротехнические сооружения.

Расскажите, пожалуйста, так, чтобы это было понятно даже далёким от науки людям: в чём суть вашего проекта?

С середины прошлого века научное сообщество обнаружило тенденцию к постепенному повышению температуры воздуха, активные исследования на протяжении нескольких десятилетий позволили доказать, что происходят глобальные климатические изменения. Арктика является наиболее чувствительным регионом к климатическим изменениям. Температура воздуха в Арктике растёт в 2,5 раза быстрее среднепланетарного уровня.

Однако повышается не только температура воздуха, теплосодержание океана тоже растёт, тают арктические льды и ледники на континентах. В результате повышается уровень мирового океана, этот процесс происходит не одинаково на планете, и в Арктике уровень моря растёт быстрее.

Сокращение площади и толщины льдов в Арктическом регионе приводит к улучшению условий судоходства и увеличению продолжительности навигационного сезона, в связи с чем активно начали осваивать ресурсный потенциал мелководного шельфа в арктических морях. Но только ли положительные эффекты будут от изменений климата? Рост уровня моря приведёт к повышению нагрузок на сооружения, снижению их устойчивости, изменятся и волны в акватории порта, их высота у построенных сооружений будет расти с течением времени и в связи с ростом уровня воды. Обоснование необходимости учёта роста уровня моря и создание механизмов, позволяющих это сделать, и составляют суть моей работы.

В каких сферах можно использовать данную технологию? Какую практическую пользу принесет её использование?

Предлагаемые мною методики можно и даже необходимо использовать в области морского портового строительства для проектирования оградительных и причальных гидротехнических сооружений в окраинных морях нашей страны.

Проектирование портовых сооружений происходит с использованием данных изысканий за последние 40 и более лет, однако они не учитывают прогнозных климатических изменений. В результате получается ситуация, при которой фактический уровень моря и волны в акватории будут отличаться от определённых при проектировании, а значит, будут отличаться и нагрузки на сооружения. В связи с этим построенное сооружение, отвечающее всем современным нормам по безопасности и надёжности, со временем будет постепенно становиться менее безопасным из-за нагрузок, не учтённых при проектировании. Практическая польза исследования заключается в том, что при использовании предлагаемых мной методик сооружение будет отвечать предъявляемым требованиям надёжности и безопасности на протяжении всего своего жизненного цикла (к примеру, для ответственных сооружений жизненный цикл составляет 100 лет).

Планируете ли вы работать над развитием этой темы дальше? Какие ещё есть темы в работе или в планах?

Данная тематика является весьма сложной и многогранной. Своим исследованием я лишь осветил небольшую часть оценки влияния климатических изменений на условия эксплуатации портовых сооружений. В дальнейшем я хотел бы детальнее изучить, как отразятся изменения ветрового, волнового и ледового режимов в морях на трассе Северного морского пути на портовые гидротехнические сооружения.

Достижения, которыми вы гордитесь в работе

Я горжусь тем, что смог доказать необходимость учёта климатических изменений уровня моря при проектировании портовых гидротехнических сооружений, и надеюсь, что полученные результаты найдут отражение в современных нормах проектирования.

Также значимым считаю проведение физического эксперимента, которое оказалось весьма непростым, поскольку для некоторых опытов пришлось создавать свою методику, ведь данная тематика пока активно не исследуется в России и опыт подобных экспериментов практически отсутствует.

Моя научно-квалификационная работа была по достоинству оценена на отборочном и полуфинальном этапах Всероссийского инженерного конкурса в 2023 году, благодаря чему я оказался одним из двух аспирантов, прошедших в финал данного конкурса. Ведущие специалисты строительной отрасли во главе с советником при ректорате МГСУ академиком Владимиром Ильичём Травушем изучили работу, полученные результаты и достижения. Высокая оценка комиссии позволила мне стать победителем ВИК-2023 и показала, что исследование выполнено на высоком качественном уровне.

Как удаётся совмещать науку и жизнь? Остаётся ли время на семью, друзей, увлечения? Если да, расскажите о своих хобби.

Совмещать работу и исследования оказалось непростой задачей, с которой было нелегко справляться в начале этого пути, однако спустя некоторое время я привык к такому ритму жизни, и стало получаться уделять время личной жизни. Моя супруга оказала мне огромную поддержку, а так как она тоже занимается научными исследованиями, то понять мои радости и печали ей было проще, чем кому бы то ни было. Я стараюсь уделять время друзьям и регулярно организую дружеские посиделки, а некоторые из моих друзей, как и я, занимаются исследованиями в области гидротехники, так что общих тем для разговоров у нас хватает.

Я увлекаюсь туризмом, в целом люблю путешествовать, но предпочитаю не пляжный отдых, а активный, именно поэтому я уже трижды восходил на высочайшую гору Европы – Эльбрус. Однако главным моим увлечением является парашютный спорт. Свой первый прыжок с парашютом я совершил ещё в 2013 году, продолжил осваивать тонкости прыжков с парашютом во время срочной службы в ВДВ и с тех пор успел проделать путь до сертифицированного парашютиста с более чем 200 прыжками с парашютом за плечами и на этом я не собираюсь останавливаться!

Любимый фильм и книга?

Я киноман и люблю различные фильмы, но особенно мне нравятся фильмы «Царство небесное» и «Интерстеллар». Любимых книг много, но особенную теплоту с детства я испытываю к серии книг о Гарри Поттере.