Показано, що за допомогою вітчизняних сучасних комп'ютерних методів обробки та візуалізації гідроакустичної інформації можна одержувати не тільки детальну топографію дна, а й додаткову інформацію про структуру верхньої частини розрізу донного Грунту. Розглянуто питання спільного подання результатів знімання рельєфу дна і створення його грунтових карт у вигляді тривимірних зображень (3D). Вирішено задачу одержання невідомої інформації про стан донних відкладів на віддалі від носія гідроакустичного профілографа за допомогою методу просторової інтерполяції. Наведено результати використання гідроакустичної апаратури для вивчення дна спільно фахівцями Інституту геологічних наук та Науково-технічного центру панорамних акустичних систем НАН України в межах проекту "Створення системи спостережень за впливом господарської діяльності на природні комплекси та оперативного контролю негативних змін у їх складі". За комплексним підходом на базі дистанційних методів встановлено закономірності поширення певних літологічних типів донних відкладів у обстеженому районі р. Дніпро.

Викладено результати визначення екологічних та літолого-геохімічних особливостей формування складу донних відкладів р. Дніпро у межах м. Запоріжжя, одержані на основі комплексу польових робіт протягом року. Комплекс охоплював контактні (відбір проб донних відкладів грунтовою трубкою) та дистанційні методи досліджень (проведення сезонної гідроакустичної зйомки верхнього осадового шару дна), а також систему безперервного відбору річкової зависі за допомогою седиментаційних пасток. Обробка результатів автоматизованої профільної грунтової зйомки дна надала змогу дистанційно визначити фізико-механічні параметри верхнього шару донних відкладів. Створено 3D полігон даних, який об'єднує інформацію щодо глибини акваторії, розподілу шарів донних відкладів, географічних координат точок досліджень в єдине ціле. Одержано первинну інформацію про речовинний стан поверхневого шару донних відкладів. Лабораторні дослідження виявили, що зміни в гранулометричному складі осадків тісно пов'язані з перерозподілом компонентів мінеральної складової. Завдяки проведеним сезонним дослідженням у межах полігону одержано первинну інформацію про екологічний стан визначеної ділянки. Результати моніторингу розподілу річкової завислої речовини вказують на наявність часових змін у складі седиментаційних потоків у межах дослідної ділянки акваторії р. Дніпро протягом року. Відображення перебігу процесів надходження полютантів у акваторію р. Дніпро, механізму їх розподілу між компонентами водного середовища уможливить визначення факторів впливу на інтенсивність процесів самоочищення акваторій у межах індустріальних осередків та зонах активного техногенного навантаження.

В соответствии с положениями Соглашения о научно-техническом сотрудничестве между Государственным учреждением "Госгидрография" Министерства инфраструктуры Украины и Государственным учреждением "Научный гидрофизический центр НАН Украины" в 2018 г. проведены три совместные комплексные научно-исследовательские экспедиции: речная экспедиция "Днепр-2018" в акватории Каневского водохранилища р. Днепр, морская экспедиция "Черное море-2018" (акватория северо-западной части Черного моря), речная экспедиция "Дунай-2018" (акватории устья Быстрое, Очаковского устья и Соломонова рукава дельты Дуная). Цель исследований - океанографическое и гидрографическое изучение морских и речных акваторий для повышения эффективности навигационно-гидрографического обеспечения безопасности судоходства и создания совместного банка океанографических данных Национальной академии наук Украины, Министерства инфраструктуры Украины и Морской администрации. С помощью современных высокоэффективных приборов измерены скорости течений, горизонтальные поля и вертикальное распределение температуры, солености воды, растворенного в ней кислорода и водородный показатель упомянутых районов акваторий. В результате комплексного дистанционного гидроакустического изучения рельефа дна и донных отложений по площади и разрешению по характеристикам отраженных сигналов изучены гидрофизические и геофизические параметры (геоакустические характеристики и литологические типы донных отложений, обратная и объемная реверберация водной толщи) обследованных районов акваторий. Выполнена съемка рельефа дна, в том числе на навигационном фарватере, а также на отдельных опасных для навигации объектах. Получены эмпирические данные для их применения на практике и дальнейших теоретических обобщений в области гидрографии и океанографии. Данные переданы в банк океанографических данных.

Досліджено задачу пошуку малорозмірних замулених протяжних об'єктів із використанням гідроакустичних засобів огляду дна. Цілі виявлення моделювались імпедансними та пружними циліндричними тілами в імпедансному напівпросторі неконсолідованих донних відкладів. Рішення прямої задачі гідроакустики дозволяє на основі розрахованих амплітуд ехо-сигналів оцінювати реальні можливості виявлення замулених протяжних об'єктів із наперед заданими властивостями, а також визначати необхідні для виявлення характеристики гідроакустичної апаратури. Експериментально підтверджено виявлення циліндричних об'єктів.

Прикладные океанографические и гидрографические исследования состояния морской среды особенно актуальны в связи с разработкой информационных технологий моделирования и прогнозирования состояния окружающей среды и изменений климата для усиления защищенности человечества от связанных с океаном угроз и для безопасности деятельности в море и прибрежной зоне. Цель исследований - формирование гидрографического фрагмента банка океанографических данных (БОД) на основе результатов экспедиционных научных исследований морской и речной среды. Во время проведения комплексных океанографических экспедиций были отработаны усовершенствованные методология и организация выполнения совместных морских и речных исследований с использованием специализированных судов государственного учреждения (ГУ) "Госгидрография", а также научного оборудования и технических средств изучения водной среды ГУ "Научный гидрофизический центр Национальной академии наук Украины". Одна из основных составляющих разработанной технологии - созданный и модернизированный мобильный гидроакустический комплекс, который устанавливался на судах для обеспечения экспедиционных исследований. Разработанная методика дистанционной профильной геоакустической съемки морского (речного) дна позволяет получать информацию о беспрерывных профилях слоев донных отложений, а на основе анализа акустических трасс - информацию о геоакустических свойствах этих слоев. Для обработки информации гидроакустического комплекса с целью получения геоакустических параметров морского и речного дна разработаны современный математический аппарат и программное обеспечение. Океанографические исследования показали целесообразность использования материалов, полученных в результате дистанционного спутникового зондирования морских акваторий в режиме online, для более детального анализа экспедиционных океанографических данных. В процессе трех экспедиций собрана новая информация об океанографических параметрах для пополнения специализированных баз данных гидрографического фрагмента БОД. Научная новизна экспедиционных результатов состоит в получении новых океанографических данных, собранных при выполнении указанных прикладных научных исследований и зафиксированных на носителях информации, а также в усовершенствовании технологий сбора океанологических данных для формирования гидрографического фрагмента БОД с целью дальнейших теоретических обобщений в океанографии. Результаты экспедиционных исследований будут применяться для корректуры морских и речных навигационных карт с учетом фактического океанографического состояния аномальных участков исследованых акваторий и пополнения специализированных баз данных гидрографического фрагмента БОД.

Увагу приділено розробці апаратурного комплексу та методики обробки гідроакустичної інформації з метою отримання геоакустичних параметрів донних відкладів морського та річкового дна, вивченню їх геоморфологічних і літологічних особливостей на прикладі окремих річкових і морських акваторій України. Зауважено, що результати дослідження дозволяють встановити закономірності осадконакопичення певних літологічних класів донних відкладів у вигляді регресійних зв'язків між геоакустичними параметрами донних відкладів, рельєфом дна, глибиною та пробами донних відкладів. Зазначено, що отримані дані будуть використані для коректури морських і річкових карт з урахуванням фактичного стану аномальних ділянок акваторії, для прогнозування корисних копалин, екологічного моніторингу, природоохоронних заходів та ін.

В дисертаційній роботі виконано теоретичне узагальнення та запропоновано нове вирішення задачі оцінки геоморфологічних та літологічних особливостей морського та річкового дна шляхом визначення його геоакустичних параметрів. Узагальнено існуючі на сьогоднішній день дослідження щодо вивчення геоморфології дна акваторій та поверхневих шарів донних відкладів геолого- геофізичними методами. Розроблено методику визначення геоакустичних параметрів поверхневих шарів донних відкладів та виділення їх літологічних типів за допомогою обробки інформації гідрогеоакустичного комплексу. Перевірено розроблену методику при натурних дослідженнях геоморфології дна та поверхневих шарів донних відкладів Чорного моря та акваторій р. Дніпро шляхом порівняння отриманих результатів з результатами пробовідбору. Розроблено спеціалізовану базу даних геолого-літологічної інформації, побудовану за результатами комплексного геологічного та геоакустичного дослідження. Проаналізовано геоморфологічні та літологічні особливості окремих районів Чорного моря та р. Дніпро за даними геоакустичної зйомки