В.А. Иванов, В.В. Фомин, А.А. Полозок

Морской гидрофизический институт РАН, г. Севастополь

Аннотация

Исследуются аномалии пространственной структуры прибрежных вод, вызванные действием заглубленного источника загрязнения, в стратифицированной среде на основе численного моделирования. Задача решается применительно к выпуску сточных вод в Голубой бухте г.Севастополя. Вертикальное распределение температуры (T) и солености (S) морской воды соответствует весеннему периоду. Действие источника вызывает возникновение факела и струи загрязненных вод. После отключения источника факел отрывается от источника, область загрязнения смещается вниз по течению. Наибольшему загрязнению подвержен слой пикноклина (7 – 10 м), где площадь загрязнения достигает 0,3 – 0,5 км². С увеличением вертикального сдвига скорости течения время существования зон загрязнения увеличивается, а струя загрязненных вод смещается в сторону поверхности моря и становится более локализованной по вертикали. Загрязненные воды имеют отрицательные аномалии T и S, достигающие в пикноклине – 2,1 °С и – 1,7 ‰ соответственно. Величины отрицательных аномалий T и S пропорциональны величине вертикального сдвига скорости фонового течения.

Ключевые слова

прибрежная зона, антропогенные воздействия, подводный выпуск, вертикальный сдвиг скорости течения, численное моделирование

Благодарности

Исследование выполнено в Морском гидрофизическом институте РАН в рамках государственного задания по теме No 0827-2014-0010 «Комплексные междисциплинарные исследования океанологических процессов, определяющих функционирование и эволюцию экосистем Черного и Азовского морей на основе современных методов контроля состояния морской среды и грид-технологий».

Список литературы

1. Гольдберг Г.А., Зац В.И., Ациховская Ж.М. и др. Моделирование процессов самоочищения вод шельфовой зоны моря.– Л.: Гидрометеоиздат, 1991.– 230 c.
2. Бондур В.Г., Гребенюк Ю.В. Дистанционная индикация антропогенных воздействий на морскую среду, вызванных заглубленными стоками: моделирование, эксперименты // Исследование Земли из космоса.– 2001.– № 6.– С.49-67.
3. Бондур В.Г., Журбас В.М., Гребенюк Ю.В. Математическое моделирование турбулентных струй глубинных стоков в прибрежные акватории // Океанология.– 2006.– т.46, № 6.– С.805-820.
4. Дулов В.А., Юровская М.В., Козлов И.Е. Прибрежная зона Севастополя на спутниковых снимках высокого разрешения // Морской гидрофизический журнал.– 2015.– № 6.– С.43-60.
5. Blumberg A., Ji Z., Ziegler C. Modeling outfall plume behavior using far field circulation model // J. Hydraulic Eng.– 1996.– v.122, № 11.– P.610-616.
6. Zhang X., Adams E. Prediction of near field plume characteristics using far field circulation model // J. Hydraulic Eng.– 1999.– v.125, № 3.– P.233-241.
7. Lyubimova T.P., Roux B., Luo S., Parshakova Y.N., et al. Modeling of the near-field distribution of pollutants coming from a coastal outfall // Nonlin. Processes Geophys.– 2013.– № 20.– P.257-266.
8. Ivanov V.A., Fomin V.V. Numerical simulation of underwater runoff propagation in the heraklean peninsula coastal zone // Phys. Oceanogr.– 2016.– № 6.– P.82-94.
9. Smagorinsky J. General circulation experiments with primitive equations, I. The basic experiment // Mon. Weather Rev.– 1963.– 91, № 3.– P.99-164.
10. Mellor G.L., Yamada T. Development of a turbulence closure model for geophysical fluid problems // Rev. Geophys. Space Phys.– 1982.– 20, № 4.– P.851-875.
11. Фомин В.В. Применение TVD-схем для численного моделирования фронтальных зон солености в мелком море // Метеорология и гидрология.– 2006.– № 2.–С.59-68.
12. Иванов В.А., Фомин В.В. Математическое моделирование динамических процессов в зоне море-суша.– Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2008.– 363 с.
13. Морозов А.Н., Иванов В.А., Шутов С.А. и др. Пространственная структура течений у Гераклейского полуострова по данным ADCP наблюдений 2015 г. // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря.– 2016.– вып.1.– С.73-79.

Скачать статью в PDF-формате