Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Применение математического моделирования и анализа турбулентных характеристик для выявления застойных зон водоемов (на примере Иваньковского водохранилища)

Е. И. Дебольская, Г. А. Саминский

Аннотация


Рассмотрен способ определения условий возникновения и факторов развития неблагоприятных с экологической точки зрения застойных зон на основе анализа турбулентной структуры водоема, получены оценочные критерии. Объект исследования - Иваньковское водохранилище (Московское море). Метод исследования - натурные измерения и математическое моделирование с помощью трехмерной модели GETM. Показано, что условие мелководья не является необходимым для возникновения зон пониженного турбулентного обмена. Такие области могут возникать на границах между системой противоположно направленных крупномасштабных вихрей, формирование которых обусловлено морфометрией водоема и ветровым воздействием. Эти области могут распространяться на существенную глубину и являться потенциально опасными с экологической точки зрения.

Ключевые слова


внутренние водоемы; турбулентная структура; математическое моделирование; экологически опасные зоны

Полный текст:

PDF

Литература


Гречушникова М. Г. Изменения режима водохранилищ на ЕТР согласно климатическим прогнозам. - LAP Lambert Academic Publishing Saarbrucken. 2015. - 93 c.

Паутова В. Н., Горохова О. Г., Корнева Л. Г., Генкал С. И., Номоконова В. И. Состав и сезонная динамика доминирующих видов в фитопланктоне Иваньковского водохранилища (Волжский плес) // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2009. Т 11. 1(4). С. 677 - 658.

Корнева Л. Г., Соловьева В. В. Широтно-зональные и сукцессионные тренды в динамике структурных характеристик сине-зеленых водорослей (цианобактерий) волжских водохранилищ. - БГУ. 2011. Электронный ресурс, режим доступа: http: // elib.bsu.by / handle / 123456789 / 17952.

Lьrling M., Eshetu F., Faassen E. J., Kosten S., Huszar V. L. Comparison of cyanobacterial and green algal growth rates at different temperatures // Freshwater Biology. 2013. Volume 58. Issue 3. P. 552-559.

Rivas A. R. Dynamic Effect of Light and Turbulence on Algal Photosynthetic Rate: A Water-Quality Model. Civil and Environmental Engineering Masterўs Project Reports. 2015. https: //doi.org / 10.15760 /CEEMP. 21.

Berman T., Shteinman B. Phytoplankton development and turbulent mixing in Lake Kinneret (1992 - 1996) // Journal of Plankton Research. 1998. 20 (4). Р. 709 - 726.

Gonzбlez D., Hanke G., Tweehuysen G., Bellert B., Holzhauer M., Palatinu A., Hohenblum P. and Oosterbaan L. Riverine Litter Monitoring - Options and Recommendations // MSFD GES TG Marine Litter Thematic Report. 2016. doi:10.2788 / 461233.

Григорьева И. Л., Ланцова И. В., Тулякова Г. В. Геоэкология Иваньковского водохранилища и его водосбора. - Конаково, 2000. - 248 с.

Саминский Г. А. Численное моделирование термогидродинамического режима долинного водохранилища: на примере Иваньковского водохранилища: Дис.... канд. геогр. наук. М., 2013. - 187 с.

Burchard H., Bolding K. Getm - a general estuarine transport model: Scientific documentation. Technical Report EUR 20253 En. (November). 2002. - Рp. 164. https: // www.researchgate.net / publication /258128069 GETM A General Estuarine Transport Model Scientific Documentation.

Becherer J. K., Umlauf L. Boundary Mixing in lakes: 1.Modeling the effect of shear-induced convection // Journal of geophysical research. 2011. 116. C. 10017. https: //doi.org / 10.1029 /2011JC007119.

Debolskaya E., Saminski G. The analysis of turbulent structure of Ivankovskoye Reservoir (Russia). In: Toffolon M, Piccolroaz S (ed.): Proceedings of the 17th International Workshop on Physical Processes in Natural Waters (PPNW2014). Trento. Italy. Trento: Universitа degli Studi di Trento. 2014. Pp. 30 - 32. http: // eprints.biblio.unitn.it / 4293.

Hofmeister R., Burchard H., Bolding. A three-dimensional model study on processes of stratification and de-stratification in the Limfjord // Continental Shelf Research. 2009. 29(11). С. 1515 - 1524.

Fischer E., Burchard H., Hetland R. D. Numerical investigations of the turbulent kinetic energy dissipation rate in the Rhine region of freshwater influence // Ocean Dynamics. 2009. 59. Pp. 629 - 641. doi: 10.1007 / s10236-009-0187-4.

Lorrai C., Umlauf L., Becherer J. K., Lorke A., Wuest A. Boundary mixing in lakes: 2. Combined effects of shear- and convectively induced turbulence on basin-scale mixing // Journal of geophysical research. 2011. 116. C. 1001. doi:10.1029 / 2011JC007121.

Rennau H., Schimmels S., Burchard H. On the effect of structure-induced resistance and mixing on inflows into the Baltic Sea: A numerical model study // Coastal Engineering. 2012. 60 (1). Pp. 53 - 68.

Umlauf L., Lemmin U. Interbasin exchange and mixing in the hypolimnion of a large lake: The role of long internal waves // Oceanogr. 2005. 50(5). Pp. 1601 - 1611.

Yakushev E. V., Debolskaya E. I., Kuznetsov I. S., Staalstrшm A. Modelling of the Meromictic Fjord Hunnbunn (Norway) with an Oxygen Depletion Model (OxyDep). In: Yakushev E. (ed), Chemical Structure of Pelagic Redox Interfaces // The Handbook of Environmental Chemistry 22. Springer, Berlin. Heidelberg. 2011. https: //doi.org / 10.1007 /698 2011 110.

Саминский Г. А. Моделирование термогидродинамического режима Иваньковского водохранилища // Вестник РУДН. Секция Инженерные исследования. - М.: Издательство РУДН, 2013. № 4. С. 40 - 46.

Saminsky G. A. The modeling of the thermohydrodynamic regime of Moshkovichevski bay of Ivankovskoye reservoir as water cooler // RUDN Journal of Engineering Researches. 2013. № 4. C. 13 - 20.

Орлов А. С., Долгополова Е. Н., Дебольский В. К. Некоторые эмпирические закономерности русловой турбулентности // Водные ресурсы. 1985. № 6. C. 85 - 90.

Лапин Ю. В. Статическая теория турбулентности: прошлое и настоящее (краткий очерк идей) // Научно технические ведомости. 2004. № 2. С. 7 - 20.




DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2021.15.57.008

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© 1998 — 2021 НТФ «Энергопрогресс»


Контакты:

Адрес: (почтовый): 129090, г. Москва, ул. Щепкина, д. 8, этаж 1, пом. III, ком.1-6, АО НТФ «Энергопрогресс»

Тел.: + 7 495 741-49-81. Факс: + 7 495 741-49-81
E-mail: gts1930@yandex.ru


Наши партнеры: