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

Моделирование процесса распространения примеси в морской среде при дампинге грунтов дноуглубления

Опубликовано в журнале «Вода: химия и экология» № 7 за 2017 год, стр. 9-16.
Рубрика: Вопросы экологии

 

Волосникова Г.А. кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Экология, ресурсопользование и безопасность жизнедеятельности», ФГБОУ ВО «Тихоокеанский государственный университет»
Лукьянов А.И. аспирант кафедры «Экология, ресурсопользование и безопасность жизнедеятельности», ФГБОУ ВО «Тихоокеанский государственный университет»

Аннотация:
Необходимым условием получения разрешения в Федеральной службе по надзору в сфере природопользования (Росприроднадзоре)на захоронение грунтов дноуглубления в подводных морских отвалах при реконструкции морских портов является прогноз пространственного распределения и временной изменчивости концентраций загрязняющих веществ в водной среде, который в условиях отсутствия единой типовой утвержденной методики может быть осуществлен с применением современных методов математического моделирования. В работе рассматривается воздействие дампинга грунта, извлечённого при проведении дноуглубительных работ при реконструкции причалов и пирса Ванинского морского торгового порта, на состояние морских вод на участке Татарского пролива Японского моря. Предметом исследования является оценка экологичности выбранной технологии дампинга с точки зрения обеспечения нормативных требований к качеству морских вод. Проведены теоретические исследования распространения концентрации неконсервативной примеси в облаке загрязнения в трехмерном пространстве в различные моменты времени после сброса грунтов дноуглубления, с учетом результатов инженерно-экологических изысканий и экологического мониторинга. Для численной реализации математической модели неустановившейся турбулентной диффузии в цилиндрических координатах разработана программа «Дампинг». Расчеты выполнены в среде Microsoft Visual Studio, на языке программирования C#, для однократного сброса грунтов дноуглубления из шаланды. Программа использована для выполнения расчетов рассеивания примесей при различных сочетаниях гидрологических и гидрометеорологических условий, что учтено изменениями величин коэффициентов турбулентной диффузии. Результаты расчетов позволили сделать вывод о соответствии выбранной технологии дампинга грунтов нормативным экологическим требованиям к качеству морских вод.

Ключевые слова: дампинг, дноуглубление, моделирование, турбулентная диффузия, химическое загрязнение водной среды

Ссылка для цитирования:
Волосникова Г.А., Лукьянов А.И. Моделирование процесса распространения примеси в морской среде при дампинге грунтов дноуглубления // Вода: химия и экология. — 2017. — № 7. — c. 9-16. — http://watchemec.ru/article/28592/

Литература:
1. Молдованова Е.Д. Эксплуатационное дноуглубление морских каналов с учетом литодинамических процессов / Е.Д. Молдованова, П.C. Никеров // Исследование влияния гидрометеорологических факторов на строительство и эксплуатацию водных путей и портов. М.: В/О «Мортехинформреклама», 1987. С. 43-48.
2. Гончаров А.А. Исследование и моделирование процесса распространения взвеси в морской среде при сбросе грунта. Автореф. дис. канд. геогр. наук. М., 1986. 24 с.
3. Прозоров А.А. Методика расчета зоны короткопериодного воздействия дампинга грунтов дноуглубления. Автореф. дис. канд. физ.-мат. наук. Санкт-Петербург, 2000. 19 с.
4. Котеров В.Н. Моделирование переноса взвешенных веществ на океаническом шельфе. Эффективная гидравлическая крупность полидисперсной взвеси / В.Н. Котеров, Ю.С. Юрезанская // Журн. вычисл. матем. и матем. физ. 2009. Т.49, №7. С. 1306-1318.
5. Котеров В.Н. Моделирование переноса взвешенных веществ на океаническом шельфе. Горизонтальное рассеяние / В.Н. Котеров, Ю.С. Юрезанская // Журн. вычисл. матем. и матем. физ. 2010. Т.50, №2. С. 375-387.
6. Маслаков О.В. Аналіз результатів моделювання переносу домішок в ближній зоні відносноточков огоджерела в шельфовійзоні моря // Метеорологія, кліматологія та гідрологія. 2005. №49. С. 368-375.
7. Koh R.C.Y. Mathematical Model for Barged Ocean Disposal of Waters / R.C.Y. Koh, Y.C. Chang // EPA Report No 660/2-73-029. – U.S. Environmental Protection Agency, 1973. 63р.
8. Brandsma M.G. Development of models for prediction of short-term fate of dredged material discharged in the estuarine environment. / M.G. Brandsma, D.J. Divoky // Tech. Rep. D-76-5, 1976, U.S. Army Eng. Wasterways Experiment Station, CE, Vicksburg, Miss. 35 p.
9. Johnson B.H. User’s guide for models of dredged material disposal in open water //Tech. Rep. D-90-5, 1990, U.S. Army Eng. Wasterways Experiment Station, CE, Vicksburg, Miss.72 p.
10. Wilson R.E. A model for the estimation of the concentrations and spatial extent of suspended sediment plumes // Estuarine and Coastal Marine Science. 1979. Vol. 9. № 1. P. 65-79.
11. Шкудова Г.Я. Численная модель циркуляции вод и распространения примеси в глубоком бароклинном море (на примере Черного моря) / Г.Я. Шкудова, Т.З. Джиоев // Труды ГОИН, 1975. Вып. 126. С. 92-103.
12. Афанасьев С.В. Моделирование распространения примеси в мелких морях и эстуариях: Автореф. дис. Афанасьева С.В. канд. физ.-мат. наук : спец. 11.00.08 «Океанология», Аркт. и Антаркт. НИИ. Л., 1986. 18 с.
13. Трукшане Л.Я. Гидравлические расчеты загрязнения при дампинге грунта в приустьевой части заливов. Автореф. дис.канд. техн. наук. М., 1992. 24 с.
14. Лонин С.А. Моделирование циркуляции и динамики взвешенных частиц в мелководной зоне Черного моря. Автореф. дис.канд. физ.- мат. наук. СПб., 1994. 21 с.
15. Алексеев Д.В. Численное моделирование нестационарных течений, транспорта примеси и взвеси на северо-западном шельфе Черного моря.Автореф. дис. канд. физ.-мат. наук: спец. 04.00.22 «Геофизика»; Морской гидрофизический институт НАН Украины. Севастополь, 2008. 21 с.
16. Методические основы оценки и регламентирования антропогенного влияния на качество поверхностных вод / Под ред. проф. Караушева А.В. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 285 с.
17. Горун В.В. Расчет диффузии взвеси в водной среде при дампинге грунтов // Вісник Харківського національного університету ім. В.Н. Каразіна, Харківський національний університетім. В.Н. Каразіна. Харків: Видавництво ХНУ ім. В.Н. Каразіна, 1964. №1054: Серія: Екологія. Вип.8. 2013. С. 95 103.
18. Юрасов С.Н. Математическая модель неустановившейся турбулентной диффузии взвеси в водном потоке / С.Н. Юрасов, В. В. Горун // Метеорологія, кліматологія та гідрологія: Межвід. наук. збірник України / Голов. ред. С.М. Степаненко. Одесса: Вид-во «ТЕС», 2010. Вип. 51. С. 189-199.
19. СНиП 2.06.04 – 82. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения. Госстрой СССР. М.: Стройиздат, 1995. 42 с.
20. Методические указания по расчету распространения зон мутности при дноуглублении и дампинге на акваториях ВМФ. ВРДС 12-05-03 МО РФ. М., 2003. 80 с.