Исследование распространения сточных вод у Гераклейского полуострова (Крым) в ситуации апвеллинга на основе экспедиционных данных и численного моделирования

П. Д. Ломакин*, Ю. Н. Рябцев

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

* e-mail: p_lomakin@mail.ru

Аннотация

На основе данных океанологической съемки, проведенной Морским гидрофизическим институтом в августе 2019 г., проанализированы особенности структуры полей температуры, солености, концентрации общего взвешенного и окрашенного растворенного органического веществ на участке вдоль юго-западного берега Гераклейского полуострова в ситуации ветрового апвеллинга. В структуре полей рассматриваемых величин выявлены признаки восходящей циркуляции и загрязнения, обусловленные сгонным ветром и наличием на рассматриваемом участке двух источников сточных вод. Численные эксперименты, выполненные с использованием трехмерной баротропной линейной модели Фельзенбаума, подтвердили наблюдавшийся апвеллинг и показали, что подъем вод антропогенного происхождения из канализационных источников к поверхности моря обусловлен как вдольбереговым, так и ориентированным по нормали к береговой линии сгонным ветром. Модельные расчеты также позволили проследить распространение антропогенной взвеси в ситуации апвеллинга. Показано, что в верхнем слое вод взвесь из канализационных источников распространялась в открытое море, а в промежуточном и придонном слоях она накапливалась вдоль береговой линии. При северном ветре эффект аккумуляции взвеси в прибрежной зоне более интенсивный.

Ключевые слова

структура вод, апвеллинг, загрязнение, численное моделирование, Гераклейский полуостров, Крым

Благодарности

Работа выполнена в рамках государственного задания по теме № FNNN-2021-0005 «Комплексные междисциплинарные исследования океанологических процессов, определяющих функционирование и эволюцию экосистем прибрежных зон Черного и Азовского морей».

Для цитирования

Ломакин П. Д., Рябцев Ю. Н. Исследование распространения сточных вод у Гераклейского полуострова (Крым) в ситуации апвеллинга на основе экспедиционных данных и численного моделирования // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2023. № 2. С. 49–60. EDN UUGLBF. doi:10.29039/2413-5577-2023-2-49-60

Lomakin, P.D. and Ryabtsev, Yu.N., 2023. Study of Wastewater Distribution near the Heraclean Peninsula (Crimea) in the Upwelling Situation Based on Expedition Data and Numerical Modelling. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (2), pp. 49–60. doi:10.29039/2413-5577-2023-2-49-60

DOI

10.29039/2413-5577-2023-2-49-60

Список литературы

  1. Гидрометеорологические условия морей Украины. Т. 2 : Черное море / Ю. П. Ильин [и др.]. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2012. 421 с.
  2. Иванов В. А., Белокопытов В. Н. Океанография Черного моря. Севастополь : МГИ, 2011. 209 с. EDN XPERZR.
  3. 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. EDN VHEWWN.
  4. Бондур В. Г., Гребенюк Ю. В. Дистанционная индикация антропогенных воздействий на морскую среду, вызванных заглубленными стоками: моделирование, эксперименты // Исследование Земли из космоса. 2001. № 6. C. 49–67. EDN TOYRSR.
  5. Структура и происхождение подводного плюма вблизи Севастополя / В. Г. Бондур [и др.] // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2018. № 4. С. 42–54. EDN BLJAKG. doi:10.7868/S2073667318040068
  6. Определение местоположения начального поля концентрации возможного источника загрязнения в акватории черного моря у Гераклейского полуострова на основе метода сопряженных уравнений / С. Г. Демышев [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2020. Т. 36, № 2. С. 226–237. EDN QXFBMA. doi:10.22449/0233-7584-2020-2-226-237
  7. Иванов В. А., Фомин В. В. Численное моделирование заглубленного стока в прибрежной зоне Гераклейского полуострова // Морской гидрофизический журнал. 2016. № 6. С. 89–103. EDN XGXUMZ.
  8. Сезонная динамика содержания и локальные источники биогенных элементов в водах прибрежной акватории Гераклейского полуострова / Е. Е. Совга [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2017. № 1. С. 56–65. EDN XSWBAT. doi:10.22449/0233-7584-2017-1-56-65
  9. Иванов В. А., Рябцев Ю. Н. Моделирование транспорта взвеси канализационного выпуска в районе м. Фиолент // Процессы в геосредах. 2017. № 1. С. 419–426. EDN YRXXRF.
  10. Источники загрязнения прибрежных вод севастопольского района / В. М. Грузинов [и др.] // Океанология. 2019. Т. 59, № 4. С. 579–590. EDN VEOVBB. doi:10.31857/S0030-1574594579-590
  11. Ломакин П. Д., Чепыженко А. И. Структура полей океанологических величин в зоне апвеллинга у Гераклейского полуострова (Крым) в августе 2019 года // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2022. № 1. С. 31–41. EDN JCOWQH. doi:10.22449/2413-5577-2022-1-31-41
  12. Опыт теоретического и экспериментального исследования проблемы глубоководного сброса сточных вод на примере района Ялты / В. И. Зац [и др.]. Киев : Наукова думка, 1973. 274 с. EDN NJPKLR. URL: https://rest.marineresearch.ru/api/core/bitstreams/62efdb9f-325f-4671-a822-2727bdea9c2a/content (дата обращения: 11.06.2023).
  13. Моделирование процессов самоочищения вод шельфовой зоны моря / Под ред. В. И. Заца, Г. А. Гольдберга. Ленинград : Гидрометеоиздат, 1991. 230 с. EDN HFIEWK. URL: https://rest.marine-research.ru/api/core/bitstreams/4769e377-8e2f-431f-b9c1-0d8988ebb630/content (дата обращения: 11.06.2023).
  14. Spatial and temporal variability of absorption by dissolved material at a continental shelf / E. Boss [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2001. Vol. 106, iss. C5. P. 9499–9507. https://doi.org/10.1029/2000JC900008
  15. Fluorescence properties of dissolved organic matter in coastal Mediterranean waters influenced by a municipal sewage effluent (Bay of Marseilles, France) / M. Tedetti [et al.] // Environmental Chemistry. 2012. Vol. 9, iss. 5. P. 438–449. doi:10.1071/EN12081
  16. Direct effects of organic pollutants on the growth and gene expression of the Baltic Sea model bacterium Rheinheimera sp. BAL341 / C. M. G. Karlsson [et al.] // Microbial Biotechnology. 2019. Vol. 12, iss. 5. P. 892–906. doi:10.1111/1751-7915.13441
  17. Шапиро Н. Б. Моделирование течений на севастопольском взморье // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2006. Вып. 14. С. 119–134. EDN ZBOAEP.
  18. Шапиро Н. Б., Ющенко С. А. Моделирование ветровых течений в севастопольских бухтах // Морской гидрофизический журнал. 1999. № 1. С. 42–57.
  19. Астраханцев Г. П., Руховец Л. А., Егорова Н. Б. Математическое моделирование распространения взвесей в водоемах // Метеорология и гидрология. 1988. № 6. С. 71–79.
  20. Михайлова Э. Н., Шапиро Н. Б., Ющенко С. А. Моделирование распространения пассивной взвеси в севастопольских бухтах // Морской гидрофизический журнал. 1999. № 3. С. 29–42.

Скачать статью в PDF-формате