ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ НА МОРСКИХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ ПОДВОДНОГО СТРОИТЕЛЬНОГО ШУМА ПРИ ПОГРУЖЕНИИ СВАЙ НА АКВАТОРИИ СОЛОВЕЦКОГО ЗАЛИВА В БЕЛОМ МОРЕ: ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ШУМА И ЕГО ПРЯМЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ

  • А. А. Луньков Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН; Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН
  • Р. А. Беликов Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • А. В. Шатравин Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • А. Д. Чернецкий Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • Е. А. Беликова Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • О. Ю. Кочетов Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • О. Б. Овчинников Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН; Акустический институт им. Н. Н. Андреева
DOI 10.29006/1564-2291.JOR-2026.54(2).7
Ключевые слова численное моделирование, распространение шума, антропогенное воздействие, строительный шум, забивка свай молотом, вибропогружение свай, белуха, кольчатая нерпа, морской заяц, Белое море

Аннотация

В связи с началом строительства в пос. Соловецкий технологического и пассажирского причалов проведена оценка степени потенциального влияния подводного шума при погружении свай на морских млекопитающих. Построена первичная геоакустическая модель акватории Соловецкого залива, учитывающая неровности рельефа дна, но предполагающая однородность свойств дна. Методом широкоугольного параболического уравнения проведено численное моделирование распространения подводных шумов, генерируемых при погружении металлических свай с помощью вибропогружателя, а также выполнены дополнительные оценки уровня шума для гидравлического молота. Согласно результатам моделирования, проведенного с учетом неровностей рельефа дна, при использовании молота превышение опасного уровня в 160 дБ отн. 1 мкПа будет наблюдаться до расстояния около 1 км вдоль судового хода, а при вибропогружении – на расстоянии до 30 м от места установки сваи. Шум, превышающий уровень в 120 дБ отн. 1 мкПа, при котором возможны нарушения в поведении животных, мог распространяться до дистанции немного большей 1 км при вибропогружении и приблизительно до 16 км при забивке свай молотом. Условия, подходящие для распространения шума, наблюдаются только вдоль судового хода, в других направлениях распространение шума сильно затруднено ввиду наличия мелей и островов. Из-за больших потерь при распространении звука по мелководной акватории со сложной батиметрией, степень возможного влияния шума на морских млекопитающих при установке свай в грунт оценена как незначительная. Влияние шума на белух в Соловецком заливе при вибропогружении свай летом 2025 г., вероятно, отсутствовало. Воздействие на морских зайцев и кольчатых нерп было бы значительным, если бы использовался гидравлический молот; однако при вибропогружении свай, с учетом малочисленности тюленей в районе исследования и их возможной толерантности к антропогенному шуму, влияние оценено как незначительное. Показана важность учета локальных условий распространения шума и особенностей биологии и экологии различных видов морских млекопитающих для корректной оценки потенциального влияния на них антропогенного шума.

Литература


  1. Беликов Р. А., Краснова В. В., Шатравин А. В., Панова Е. М., Чернецкий А. Д., Беликова Е. А., Крюкова Н. В., Таганова М. М., Гебрук А. В. Результаты исследований белух Delphinapterus leucas в водах Соловецкого архипелага и оценка звуковых ландшафтов их местообитаний в летнем сезоне 2024 г. // Океанологические исследования. 2025. Т. 53. № 1. С. 87–118. EDN: OOMRNX. https://doi.ocean.ru/10.29006/1564-2291.JOR-2025.53(1).5.

  2. Белькович В. М., Чернецкий А. Д., Кириллова О. И. Биология белух (Delphinapterus leucas) южной части Белого моря // Морские млекопитающие (результаты исследований, проведенных в 1995 – 1998 гг.). М., 2002. С. 53–78.

  3. Лукин Л. Р., Огнетов Г. Н., Бойко Н. С. Экология кольчатой нерпы в Белом море. Екатеринбург: УрО РАН, 2006. 164, [1] с.: ил., табл., цв. ил. ISBN 5-7691-1700-1. EDN: OTXXMP

  4. Соловей Н. А., Жигульский В. А., Княженко Е. В. Экологические аспекты оценки и нормирования шума при проектировании портов // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 1. С. 152. EDN: OXCEGP

  5. Таровик В. И., Савченко О. В., Кутаева Н. Г. Техногенный подводный шум как фактор экологической безопасности морской транспортной и промышленной деятельности в Арктике // Арктика экология и экономика. 2022. Т. 12. № 1. С. 99–110. EDN: ACBNEN. https://doi.org/10.25283/2223-4594-2022-1-99-110.

  6. Чернецкий А. Д. Соловецкое репродуктивное скопление как структура единица беломорской популяции белухи (Delphinapterus leucas). Диссертация на соискание ученой степени канд. биолог. наук 1.5.16. М.: ИО РАН, 2021. 137 с. EDN: IWWEZY

  7. Awbrey F. T., Thomas J. A., Kastelein R. A. Low‐frequency underwater hearing sensitivity in belugas, Delphinapterus leucas // The Journal of the Acoustical Society of America. 1988. Vol. 84. P. 2273–2275. https://doi.org/10.1121/1.397022.

  8. Blackwell S. B., Lawson J. W., Williams M. T. Tolerance by ringed seals (Phoca hispida) to impact pipe-driving and construction sounds at an oil production island //
    The Journal of the Acoustical Society of America. 2004. Vol. 115. Iss. 5. P. 2346–2357. https://doi.org/10.1121/1.1701899.

  9. Branstetter B. K., Bowman V. F., Houser D. S., Tormey M., Banks P., Finneran J. J., Jenkins K. Effects of vibratory pile driver noise on echolocation and vigilance in bottlenose dolphins (Tursiops truncatus) // The Journal of the Acoustical Society of America. 2018. Vol. 143. Iss. 1. P. 429–439. EDN: LFBLXG. https://doi.org/10.1121/1.5021555.

  10. Castellote M., Thayre B., Mahoney M., Mondragon J., Lammers M. O., Small R. J. Anthropogenic noise and the endangered Cook Inlet beluga whale, Delphinapterus leucas: Acoustic considerations for management // Marine Fisheries Review. 2019. Vol. 80. Iss. 3.
    P. 63–88. https://doi.org/10.7755/MFR.80.3.3.

  11. Chernetsky A. D., Krasnova V. V. The structure of the reproductive gathering of beluga whales, Delphinapterus leucas (Pallas, 1776), off Solovetsky Island (White Sea) as inferred from results of photo identification in 2007–2013 // Russian Journal of Marine Biology. 2018. Vol. 44. No. 5. P. 394–403. EDN: EETLYX. https://doi.org/10.1134/S1063074018050048.

  12. Collins M. D. Generalization of the split‐step Padé solution // The Journal of the Acoustical Society of America. 1994. Vol. 96. No. 1. P. 382–385. https://doi.org/10.1121/1.410488.

  13. Cornick L., Love S., Pinney L., Smith C., Zartler Z. Distribution, habitat use and behavior of Cook Inlet beluga whales and other marine mammals at the Port of Anchorage marine terminal redevelopment project, June–November 2011 // Sci. Mar. Mammal Monitoring Prog. 2011. Annual Rep. Alaska Pacific Univ., Dep. Environ. Sci. 55 p. (Avail. online at https://alaskafisheries.noaa.gov/sites/default/files/2011poammannualrpt.pdf).

  14. Cosens S. E., Dueck L. P. Icebreaker noise in Lancaster Sound, NWT, Canada: Implications for marine mammal behavior // Marine Mammal Science. 1993. Vol. 9. Iss. 3. P. 285–300. https://doi.org/10.1111/j.1748-7692.1993.tb00456.x.

  15. Dahl P. H., de Jong C. A. F., Popper A. N. The underwater sound field from impact pile driving and its potential effects on marine life // Acous. Today. 2015a. Vol. 11. Iss. 2. P. 18–25.

  16. Dahl P. H., Dall’Osto D. R., Farrell D. M. The underwater sound field from vibratory pile driving // The Journal of the Acoustical Society of America. 2015b. Vol. 137. Iss. 6. P. 3544–3554. https://doi.org/10.1121/1.4921288.

  17. Erbe C., Reichmuth C., Cunningham K., Lucke K., Dooling R. Communication masking in marine mammals: A review and research strategy // Marine Pollution Bulletin. 2016. Vol. 103. No. 1–2. P. 15–38. EDN: WPVZTH. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2015.12.007.

  18. Finley K. J. Reactions of Beluga (Delphinapterus leucas) and narwhals (Monodon monoceros) to ice-breaking ships in the Canadian High Artic // Canadian Bulletin of Fisheries and Aquatic Sciences. 1990. Vol. 224. P. 97–117. https://waves-vagues.dfo-mpo.gc.ca/Library/119072.pdf.

  19. Graham I. M., Pirotta E., Merchant N. D., Farcas A., Barton T. R., Cheney B., Hastie G. D., and Thompson P. M. Responses of bottlenose dolphins and harbor porpoises to impact and vibration piling noise during harbor construction // Ecosphere. 2017. Vol. 8. Iss. 5. P. e01793. https://doi.org/10.1002/ecs2.1793.

  20. Guan S., Miner R. Underwater noise characterization of down-the-hole pile driving activities off Biorka island, Alaska // Marine Pollution Bulletin. 2020. Vol. 160. Iss. 4. Art. 111664. EDN: KLIWZI. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2020.111664.

  21. Herbert-Read J. E., Kremer L., Bruintjes R., Radford A. N., Ioannou C. C. Anthropogenic noise pollution from pile-driving disrupts the structure and dynamics of fish shoals // Proceedings of the Royal Society B. 2017. Vol. 284. Iss. 1863. P. 20171627. https://doi.org/10.1098/rspb.2017.1627.

  22. Huang L-F., Xu X-M., Yang L-L., Huang S-Q., Zhang X-H., Zhou Y-L. Underwater noise characteristics of offshore exploratory drilling and its impact on marine mammals // Frontiers in Marine Science. 2023. Vol. 10. P. 1097701. EDN: LBELGW. https://doi.org/10.3389/fmars.2023.1097701.

  23. Jensen F. B., Kuperman W. A., Porter M. B., Schmidt H. Computational Ocean acoustics. New York: Springer, 2011. 794 p. [Таблица 1.3 на стр. 39]. https://link.springer.com/book/10.1007/978-1-4419-8678-8.

  24. Johnson C. S., McManus M. W., Skaar D. Masked tonal hearing thresholds in the beluga whale // The Journal of the Acoustical Society of America. 1989. Vol. 85. Iss. 6. P. 2651–2654. https://doi.org/10.1121/1.397759.

  25. Kastak D., Schusterman R. J. Low-frequency amphibious hearing in pinnipeds: Methods, measurements, noise, and ecology // Journal of the Acoustal Society of America. 1998. Vol. 103. Iss. 4. P. 2216–2228. EDN: YCQFCH. https://doi.org/10.1121/1.421367.

  26. Kastelein R. A., Helder-Hoek L., Van Acoleyen L., Terhune J. M., Van Renterghem T., Botteldooren D. By lifting their heads above water, harbor seals (Phoca vitulina) can reduce their exposure to ynderwater sounds below 8 kHz // Aquatic Mammals. 2025. Vol. 51. Iss. 6.
    P. 421–437. EDN: TCUMXV. https://doi.org/10.1578/am.51.6.2025.421.

  27. Kendall L. S., Cornick L. A. Behavior and distribution of Cook Inlet beluga whales, Delphinapterus leucas, before and during pile driving activity // Marine Fisheries Review. 2015. Vol. 77. Iss. 2. P. 106–114. https://doi.org/10.7755/MFR.77.2.6.

  28. Kendall L. S., Širovic A., Roth E. H. Effects of construction noise on the Cook Inlet beluga whale (Delphinapterus leucas) vocal behavior // Canadian Acoustics. 2013. Vol. 41. Iss. 3. P. 1–13. EDN: SONVWV

  29. Krasnova V. V., Prasolova E. A., Belikov R. A., Chernetsky A. D., Panova E. M. Influence of boat tourism on the behaviour of Solovetskiy beluga whales (Delphinapterus leucas) in Onega Bay, the White Sea // Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems. 2020. Vol. 30. Iss. 10. P. 1922–1933. EDN: NOZKKP. https://doi.org/10.1002/aqc.3369.

  30. Martin M. J., Halliday W. D., Storrie L., Citta J. J., Dawson J., Hussey N. E., Juanes F., Loseto L. L., MacPhee S. A., Moore L., Nicoll A., O’Corry-Crowe G., Insley S. J. Exposure and behavioral responses of tagged beluga whales (Delphinapterus leucas) to ships in the Pacific Arctic // Marine Mammal Science. 2023a. Vol. 39. Iss. 2. P. 387–421. EDN: EVALSA. https://doi.org/10.1111/mms.12978.

  31. Martin M., Gridley T., Elwen S., Charrier I. Inter-site variability in the Cape fur seal’s behavioural response to boat noise exposure // Marine Pollution Bulletin. 2023b. Vol. 196.
    P. 115589. EDN: VTTKJH. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2023.115589.

  32. Mikkelsen L., Johnson M., Wisniewska D. M., van Neer A., Siebert U., Madsen P. T., Teilmann J. Long‐term sound and movement recording tags to study natural behavior and reaction to ship noise of seals // Ecology and Evolution. 2019. Vol. 9. Iss. 5. P. 2588–2601. EDN: WOLITZ. https://doi.org/10.1002/ece3.4923.

  33. Moulton V. D., Richardson W. J., Williams M. T., Blackwell S. B. Ringed seal densities and noise near an icebound artificial island with construction and drilling // ARLO. 2003. Vol. 4. Iss. 4. P. 112–117. https://doi.org/10.1121/1.1605091.

  34. Nedwell J., Howell D. A review of offshore windfarm related underwater noise sources // Cowrie Report. 2004. No. 544. 57 p. https://tethys.pnnl.gov/sites/default/files/publications/Nedwell-Howell-2004.pdf.

  35. Parabolic equation models – https://oalib-acoustics.org/website_resources/PE/archive/.(дата обращения 15.01.2026).

  36. Prawirasasraa M. S., Jüssib M., Mustonena M., Klausona A. Underwater noise impact of a ferry route on dive patterns of transiting Baltic ringed seals // Estonian Journal of Earth Sciences. 2022. Vol. 71. Iss. 4. P. 201–213. EDN: OEIWCU. https://doi.org/10.3176/earth.2022.14.

  37. Richardson W. J., Greene C. R., Malme Jr. C. I., Thomson D. H. Marine Mammals and Noise. San Diego: Academic Press, 1995. 576 p. EDN: YHLOTO. https://doi.org/10.1016/C2009-0-02253-3.

  38. Ruser A., Anderson Hansen K., Wahlberg M., Schaffeld T., Siebert U. Underwater audiogram of the grey seal (Halichoerus grypus) // Biology Open. 2025. Vol. 14. Iss. 8.
    P. bio062059. EDN: JUAWKF. https://doi.org/10.1242/bio.062059.

  39. Russell D. J. F., Hastie G. D., Thompson D., Janik V. M., Hammond P. S., Scott-Hayward L. A. S., Matthiopoulos J., Jones E. L., McConnell B. J. Avoidance of wind farms by harbour seals is limited to pile driving activities // Journal of Applied Ecology. 2016. Vol. 53. Iss. 6. P. 1642–1652. https://doi.org/10.1111/1365-2664.12678.

  40. Rutenko A. N., Manul’chev D. S., Solov’ev A. A. Study of low-frequency-acoustic-and seismic-wave energy propagation on the shelf // Acoustical Physics. 2013. Vol. 59. Iss. 3. P. 319–332. EDN: RFHERJ. https://doi.org/10.1134/S1063771013030111.

  41. Rutenko A. N., Zykov M. M., Gritsenko V. A., Fershalov M. Yu., Jenkerson M. R., Manulchev D. S., Racca R., Nechayuk V. E. Acoustic monitoring and analyses of air gun, pile driving, vessel, and ambient sounds during the 2015 seismic surveys on the Sakhalin shelf //
    Environmental Monitoring and Assessment. 2022. Vol. 194 (Suppl 1). No. 744. EDN: JMTUPO.
    https://doi.org/10.1007/s10661-022-10021-y.

  42. Sills J. M., Southall B. L. and Reichmuth C. Amphibious hearing in ringed seals (Pusa hispida): underwater audiograms, aerial audiograms and critical ratio measurements // Journal of Experimental Biology. 2015. Vol. 218. Iss. 14. P. 2250–2259. https://doi.org/10.1242/jeb.120972.

  43. Sills J. M., Reichmuth C., Southall B. L., Whiting A., Goodwin J. Auditory biology of bearded seals (Erignathus barbatus) // Polar Biology. 2020. Vol. 43. P. 1681–1691. EDN: SIGGRI. https://doi.org/10.1007/s00300-020-02736-w.

  44. Širovic A., Kendall L. S. Passive acoustic monitoring of Cook Inlet beluga whales // Analysis report. Prep. by AK Pacific University for Port of Anchorage. Dec. 2009. 73 p. (avail. online at www.nmfs.noaa.gov/pr/pdfs/permits/poa_acoustic_report.pdf).

  45. Southall B. L. Finneran J. J., Reichmuth C., Nachtigall P. E., Ketten D. R., Bowles A. E., Ellison W. T., Nowacek D. P., Tyack P. L. Marine mammal noise exposure criteria: Updated scientific recommendations for residual hearing effects // Aquatic Mammals. 2019. Vol. 45.
    Iss. 2. P. 125–232. EDN: KCKPFI. https://doi.org/10.1578/AM.45.2.2019.125.

  46. Urick R. J. Principles of underwater sound. 3rd edition. Los Atlos, California: Peninsula Publising. 1983. 423 p. https://inquietlq.firebaseapp.com/aa543/principles-of-underwater-sound-3rd-edition-by-robert-j-urick-0932146627.pdf.

  47. Wang Z., Wu Y., Duan G., Cao H., Liu J., Wang K., Wang D. Assessing the underwater acoustics of the world’s largest vibration hammer (OCTA-KONG) and its potential effects on the Indo-Pacific humpbacked dolphin (Sousa chinensis) // PLoS One. 2014. Vol. 9 Iss. 10. P. e110590. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0110590.

Опубликован
2026-06-30
Выпуск
Том 54 № 2 (2026): Океанологические исследования
Раздел
Экология морей и океанов

Передача авторских прав происходит на основании лицензионного договора между Автором и Федеральным государственным бюджетным учреждением науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук (ИО РАН)

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)