Моделирование сезонной и синоптической изменчивости гидрологических полей Енисейского эстуария

• Автор: Третьяков, Михаил Вячеславович
• Шифр специальности: 25.00.27
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 130 с. : ил

Оглавление
Введение
1 Состояние изученности гидрологического режима Енисейского эстуария
1.1 Физико-географическое выделение Енисейского эстуария
1.2 Изученность гидрологического режима Енисейского эстуария
1.3 Выводы и постановка задач исследования
2 Комплексная трехмерная модель имитации гидрологических процессов в Енисейском эстуарии
2.1 Математические модели имитации гидрологических процессов в
речных эстуариях
2.2 Система уравнений, отображающих циркуляцию вод, термогалинные и
ледовые процессы в Енисейском эстуарии
2.3 Обеспечение граничными условиями
2.4 Численная реализация
2.5 Калибровка и верификация модели
3 Воспроизведение годового хода гидрологических характеристик посредством моделирования
3.1 Моделирование циркуляции
3.2 Внутригодовой ход полей температуры и солености
3.3 Ледовый покров Енисейского эстуария
3.4 Оценка возможных изменений гидрологического состояния
Енисейского эстуария под влиянием антропогенных изменений речного стока

4 Моделирование изменения основных гидрологических характеристик в синоптическом масштабе
4.1 Влияние синоптической изменчивости интегрального потока через морскую границу на заток морской воды
4.2 Влияние синоптических процессов на температуру воды
4.3 Возможность моделирования синоптической изменчивости состояния ледяного покрова
Заключение
Список литературы
Приложение
ВВЕДЕНИЕ

Изучение гидрологического режима арктических эстуариев, как правило, направлено на решение конкретных научных, экологических, природоохранных и других хозяйственных задач. Постоянное расширение хозяйственной деятельности в бассейнах арктических рек приводит к изменениям в гидрологическом режиме их эстуариев. Подверженными сильному антропогенному влиянию оказываются элементы водного режима Енисейского эстуария и прибрежной части моря. Это обусловливается усилением водопотребления на промышленные и коммунальные нужды, сбросом сточных вод, безвозвратным изъятием части стока на заполнение водохранилищ и внутригодовым перераспределением стока действующими ГЭС. Изучение гидрологического режима в условиях его постоянного изменения требует большого количества все время обновляющейся натурной информации. Ее получение, как правило, сопряжено с большими трудностями, особенно в условиях сокращения сетевых наблюдений и свертывания экспедиционных исследований. Данных для их статистического обобщения очень мало. Провести же натурные измерения для режима, неподверженному антропогенной нагрузке, уже просто невозможно. Поэтому все более и более актуальным становится привлечение к исследованиям гидрологического режима Енисейского эстуария имитационных математических моделей, способных по немногочисленной натурной информации выдать сведения о гидрологических полях в течении года, как при современном уровне

Как показал опыт использования двухмерной по вертикали модели, с ее помощью удается воспроизвести основные черты годового хода термогалинных и динамических характеристик в арктических эстуариях /28,35/. В процессе разработки и практического применения решены некоторые методические вопросы, возникающие при изучении процессов взаимодействия морских и речных вод в устьях рек эстуарного типа: выделение расчетной области по пространству; учет морфометрических характеристик устьевой области, учет трения; существования ледяного покрова; влияния способа задания гидрографа стока и колебаний фонового уровня моря; учет боковой приточности в устьевую область; влияние приближенного задания начальных полей и заблаговременности начала расчета от исследуемого периода.
Недостатком вертикальных моделей является распространение рассчитанных значений характеристик на всю ширину поперечного сечения устья. Определенные трудности возникают при задании температуры и солености на морской границе, так как эти характеристики в свою очередь зависят от протекающих в эстуарии процессов и потому значительно меняются в течение года.
Стремление вынести граничные условия на морской границе за пределы области влияния речного стока привели к необходимости использования трехмерных моделей, которые могут воспроизводить динамику как в эстуарии так и на прилегающих районах моря. В последнее время большинство региональных моделей эстуариев за рубежом используют именно трехмерную постановку, как для выявления особенностей режима, так и для изучения