всероссийский научно-практический журнал
  • ISSN 2072-8158
  • -
  • Роспечать: 48626
  • Пресса России: 44722

Геометрическая модель устьевой области малой реки-притока водохранилища

Опубликовано в журнале «Вода: химия и экология» № 12 за 2015 год, стр. 3-9.
Рубрика: Вопросы экологии

 

Поддубный С.А. доктор географических наук, старший научный сотрудник, заместитель директора по научной работе, Учреждение Российской академии наук Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН (ИБВВ РАН)

Аннотация:
Изучение в устьевых областях рек гидрологических и гидробиологических процессов возможно на основе нестационарных математических моделей разной сложности. Альтернативой математическим моделям могут служить простые геометрические модели, позволяющие выявить общие закономерности гидрологии устьев рек.
Цель данной работы – описание метода геометрического моделирования для определения морфометрических характеристик устьевых областей малых рек – притоков водохранилищ.
Рассмотрены эстуарные русловые с устьевым расширением устьевые области малых рек в диапазонах длин 11 – 25, 26 – 50 и 51 – 100 км. Первичная обработка материала и подготовка его к последующему анализу осуществлена на основе стандартных гидрологических методов.
Проведено районирование устьевой области. Выделены зоны переменного подпора (периодического осушения), постоянного подпора, переменного объема и устьевая зона водохранилища. Эстуарий реки аппроксимирован прямоугольной пирамидой с равнобедренным треугольником в основании, соответствующим сечению устья эстуария. В результате верификации модели выявлено, что наибольшие ошибки расчета объема эстуария возникают при наличии изрезанности его береговой линии. Средняя ошибка модельных расчетов объема эстуариев малых рек составляет 6,3%. Удовлетворительные результаты верификации геометрической модели позволили осуществить ее применение для расчета величин площадей поверхности и объемов эстуариев малых рек-притоков верхневолжских водохранилищ. Показано, что в случае наименьших горизонтальных раз-
меров эстуариев зависимость их площадей и объемов от средней по градации длины рек близка к экспоненциальной. Максимальные и средние площади и объемы эстуариев коррелируют с длиной реки по степенной зависимости.
Геометрическая модель эстуария позволяет провести оценочные расчеты его морфометрических показателей, которые, в свою очередь являются основой для изучения особенностей водного баланса и водообмена устьевых областей малых рек, распространения речных вод в эстуарии в зависимости от изменений уровня водохранилища и расходов реки.

Ключевые слова: верификация, геометрическая модель, морфометрия, районирование, эстуарий

Ссылка для цитирования:
Поддубный С.А. Геометрическая модель устьевой области малой реки-притока водохранилища // Вода: химия и экология. — 2015. — № 12. — c. 3-9. — http://watchemec.ru/article/27704/

Литература:
1. Liangliang G. A review of hydrological/water-quality models/ G. Liangliang, L. Daoliang //Frontiers of Agricultural Science and Engineering. 2014. Vol. 1. Issue (4). Pp. 267–276.
2. De Smedt F. A Time-dependent flow model for heavy metals in the Scheldt estuary / F. De Smedt, V. Vuksanovic, S. Van Meerbeeck, D. Reyns // Hydrobiologia. 1997, Volume 366, Issue 1–3, pp. 143–155.
3. Ji Z.G. Wetting and drying simulation of estuarine processes/ Z.G. Ji, M.R. Morton, J.M. Hamrick // Estuarine, Coastal and Shelf Science, 2001, Volume 53, Issue 5, pp. 683–700.
4. Spillman C.M. A spatially resolved model of seasonal variations in phytoplankton and clam (Tapes philippinarum) biomass in Barbamarco Lagoon, Italy C.M. Spillman, D.P. Hamilton, M.R. Hipsey, J. Imberger // Estuarine, Coastal and Shelf Science, 2008, Volume 79, Issue 2, pp. 187–203.
5. Robson B.J. Three-dimensional modelling of a Microcystis bloom event in the Swan River estuary, Western Australia/ B.J. Robson, D.P. Hamilton // Ecological Modelling, 2004, Volume 174, Issues 1–2, pp. 203–222.
6. Machado D. A. Managing wastewater effluent to enhance aquatic receiving ecosystem productivity: a coastal lagoon in Western Australia/ D.A. Machado, J. Imberger // Journal of Environmental Management, 2012, Volume 99, pp. 52–60.
7. Skerratt J. Use of a high resolution 3D fully coupled hydrodynamic, sediment and biogeochemical model to understand estuarine nutrient dynamics under various water quality scenarios/ J. Skerratt, K. Wild-Allen, F. Rizwi, J. Whitehead, C. Coughanowr // Ocean and Coastal Management, 2013, Volume 83, pp. 52–66.
8. Красненко А.С. Объединенная биоэнергетическая модель изменения биомассы двустворчатого моллюска Ruditapes philippinarum и физико-экологическая модель эстуария Аккеси (о. Хоккайдо, Северо-восточная Япония) / А.С. Красненко, Ю.Ю. Никонов, М. Касиваи, М.Дж. Киси // Исследования водных биологических ресурсов Камчатки и Северо-Западной части Тихого океана. 2009. Вып. 13. С. 5–26.
9. Эдельштейн К.К. Гидрология озер и водохранилищ. Учебник для вузов. М.: Издательство «Перо», 2014. 399 с.
10. Даценко Ю.С. Основы управления водными экосистемами Ю.С. Даценко, К.К. Эдельштейн. М.: Изд-во МГУ, 2001. 108 с.
11. Страшкраба М. Пресноводные экосистемы. Математическое моделирование: Пер. с англ./ М. Страшкраба, А. Гнаук. М.: Мир, 1989. 376 с.
12. Поддубный С.А. Малая река как сложный аквально-территориальный комплекс // Вода: химия и экология. 2014. №2. C. 41–46.
13. Михайлова М.В. Морфометрия речных дельт // Водные ресурсы. 2015. Т. 42. №. 1. С. 45-55.
14. Атлас единой глубоководной системы Европейской части РФ. Том 2. СПб: ГБУ «Волго-Балт», 2005. 115 с.
15. Атлас единой глубоководной системы Европейской части РФ. Том 5. СПб: Росречфлот, 2004. 113 с.
16. Многолетние данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши. Том 1. Вып. 23. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 630 с.
17. Поддубный С.А. Оценка объема стока малых рек — боковых притоков верхневолжских водохранилищ // Вода: химия и экология. 2014. №9. C. 21–26.
18. Поддубный С.А. К вопросу о типизации устьевых областей малых рек — притоков верхневолжских водохранилищ /Вода: химия и экология. 2015. №3. С. 17–22.
19. Михайлов В.Н. Новые определения, районирование и типизация устьевых областей рек и их частей — эстуариев / В.Н.Михайлов, С.Л.Горин// Водные ресурсы. 2012. Т. 39. №3. С. 243–257.
20. Гидроэкология устьевых областей притоков равнинного водохранилища/ ред. А.В. Крылов. Ярославль: Филигрань, 2015. 466 с.