Характеристики штормового волнения в бухте Ласпи (Черное море) по результатам численного моделирования

А. Ю. Белоконь*, В. В. Фомин

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

* e-mail: aleksa.44.33@gmail.com

Аннотация

Исследуются характеристики штормового волнения в бухте Ласпи (Крымский полуостров) с использованием численной гидродинамической модели SWASH с пространственным разрешением 5 м. В качестве граничных условий задаются данные реанализа волнения, полученные на основе спектральной модели SWAN. Анализируются поля значимых высот волн hs и скоростей волновых течений в бухте при штормах различной режимной обеспеченности. Установлено, что при штормах, возможных 1 раз в год, 1 раз в 5, 10 и 25 лет максимальные значения hs в бухте могут достигать 2.5–3.0, 4.0–4.5, 5.0–5.5 и 6.0–6.5 м соответственно. При этом при штормах, возможных 1 раз в 25 лет, усиление волновых скоростей до 1.5–3.0 м/c происходит вблизи берега на глубинах менее 10 м. Влияние на волны защитного мола, построенного в 1980-х гг., является локальным и проявляется в формировании теневой зоны с его подветренной стороны. Обсуждаются вопросы возможного влияния штормового волнения на сокращение донной растительности в бухте Ласпи. Анализ волновой нагрузки на дно бухты показал, что в период экстремальных штормов в ее акватории наиболее подверженными воздействию волн оказываются склоны в области глубин от 2 до 12 м, где значения плотности кинетической энергии увеличиваются до 500–2000 Дж/м3. При этом в западной оконечности бухты плотность может достигать 3000–4500 Дж/м3. В средней части бухты значения энергетической нагрузки невелики. Поэтому к исчезновению здесь донной растительности могло привести не штормовое воздействие, а увеличение мутности воды, вызванное антропогенными факторами. Полученные результаты имеют большое практическое значение для безопасности мореплавания, проектирования и эксплуатации объектов береговой инфраструктуры.

Ключевые слова

ветровое волнение, Черное море, Южный берег Крыма, бухта Ласпи, численное моделирование, SWASH

Благодарности

Работа выполнена в рамках темы МГИ № FNNN-2021-0005 «Прибрежные исследования». Расчеты проводились на вычислительном кластере МГИ.

Для цитирования

Белоконь А. Ю., Фомин В. В. Характеристики штормового волнения в бухте Ласпи (Черное море) по результатам численного моделирования // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2024. № 2. С. 60–75. EDN PMPNVZ.

Belokon, A.Yu. and Fomin, V.V., 2024. Characteristics of Storm Waves in Laspi Bay (Black Sea) Based on Results of Numerical Modeling. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (2), pp. 60–75.

Список литературы

  1. Горячкин Ю. Н., Долотов В. В. Морские берега Крыма. Севастополь : Колорит, 2019. 256 с. EDN ARVKTY.
  2. Панкеева Т. В., Миронова Н. В., Пархоменко А. В. Донные природные комплексы бухты Ласпи (Черное море, г. Севастополь) // Геополитика и экогеодинамика регионов. 2019. Т. 5 (15), № 4. С. 319–332. EDN WKIBET.
  3. Панкеева Т. В., Миронова Н. В. Организация и оптимизация территориальной структуры природного заказника «Ласпи» (г. Севастополь) // Биота и среда заповедных территорий. 2018. № 4. С. 124–139. EDN VVMIQL.
  4. Ациховская Ж. М., Чекменёва Н. И. Оценка динамической активности вод района бухты Ласпи (Черное море) // Экология моря. 2002. Вып. 59. С. 5–8. EDN WIAGPD.
  5. Калугина-Гутник А. А. Изменение видового состава фитобентоса в бухте Ласпи за период 1964–1983 гг. // Экология моря. 1989. Вып. 31. С. 7–12. EDN XWPQUD.
  6. Панкеева Т. В., Миронова Н. В. Пространственно-временные изменения макрофитобентоса акватории бухты Ласпи (Крым, Черное море) // Океанология. 2019. Т. 59, № 1. С. 93–107. EDN WOLBAE. https://doi.org/10.31857/S0030-157459193-107
  7. Горячкин Ю. Н. Берегозащитные сооружения Крыма: Южный берег // Гидротехника. 2016. № 3(44). С. 34–39.
  8. Преображенский Б. В., Жариков В. В., Дубейковский Л. В. Основы подводного ландшафтоведения (Управление морскими экосистемами). Владивосток : Дальнаука, 2000. 352 с.
  9. Миронова Н. В., Панкеева Т. В. Долговременные изменения пространственного распределения запасов макрофитов в бухте Ласпи (Черное море) // Экосистемы. 2018. № 16 (46). C. 33–46. EDN YTUSBF.
  10. Панкеева Т. В., Миронова Н. В., Новиков Б. А. Опыт картографирования донной растительности (на примере бухты Ласпи, Черное море) // Геополитика и экогеодинамика регионов. 2020. Т. 6 (16), вып. 4. С. 154–169. https://doi.org/10.37279/2309-7663-2020-6-4-154-169
  11. Горячкин Ю. Н., Иванов В. А. Уровень Черного моря: прошлое, настоящее и будущее. Севастополь : Морской гидрофизический институт НАН Украины, 2006. 210 с. EDN XXXSRN.
  12. Дивинский Б. В., Косьян Р. Д. Климатические тенденции в волновом энергетическом потенциале Черного и Азовского морей по результатам численного моделирования // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2016. № 1. С. 14–21. EDN VUYZLN.
  13. Denny M. Predicting physical disturbance: mechanistic approaches to the study of survivorship on wave-swept shores // Ecological Monographs. 1995. Vol. 65, iss. 4. P. 371–418. https://doi.org/10.2307/2963496
  14. Zijlema M., Stelling G., Smit P. SWASH: An operational public domain code for simulating wave fields and rapidly varied flows in coastal waters // Coastal Engineering. 2011. Vol. 58, iss. 10. P. 992–1012. https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2011.05.015
  15. Maximum Waves in the Black Sea / B. Divinskii [et al.] // Proceedings of the Fourteenth International MEDCOAST Congress on Coastal and Marine Sciences, Engineering, Management and Conservation. MEDCOAST 2019, Marmaris, Turkey, 22-26 October 2019. Mugla, Turkey : Mediterranean Coastal Foundation (MEDCOAST Foundation), 2019. Vol. 2. P. 799–810. EDN VQHFAX.
  16. Extreme wind waves in the Black Sea / B. V. Divinsky [et al.] // Oceanologia. 2020. Vol. 62, iss. 1. P. 23–30. https://doi.org/10.1016/j.oceano.2019.06.003

Текст статьи

Русскоязычная версия (PDF)

Англоязычная версия (PDF)