CC BY
56
География и геоэкология
Geography and geoecology
Юг России: экология, развитие. №4, 2014
The South of Russia: ecology, development. №4, 2014
2014, №4, с 126-128 2014, №4, рр. 126-128
УДК 556.388 (262.81)
РАСЧЕТ ВОДООБМЕНА И ТРАНСГРАНИЧНОГО ПЕРЕНОСА ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВМЕЖДУ РАЗЛИЧНЫМИ ЧАСТЯМИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
THE SETTLEMENT POND AND TRANSBOUNDARY TRANSPORT OF POLLUTANTS BETWEEN DIFFERENT PERTS OF THE CASPIAN SEA
ABSTRACT. Aim. The settlement pond and transboundary transport of pollutants between different perts of the Caspian sea.
Location. Water area of the Caspian Sea.
Methods. In the study used the methods of calculating of operational wind fields, sea levels and currents. ResultsThe technology was developed for the calculating of the reservoir and the transport of pollutants between the different parts, with operational hydrodynamic model of high-revolution, located in a mode of "constant readiness". Mainconclusions. Transport of pollutants characterized by their entry (P) and removal (B) outside for the Russian sector of subsoil, and also of the resulting transfer (RP= P - B- and total transfer (SP= P +B). The different sectors and levels of water were markedly different from each other by the nature of the transfer of pollutants. Keywords: Caspian Sea, Hydrometeorological Centre of Russia, transboundary transport of pollutants, operatio-nalmrthods of calculation.
Резюме.В статье рассмотрены разработки технологий расчета водообмена и переноса загрязняющих ве-ществ.Thearticledescribesthedevelopmentofthetechnologiesforcalculatingreservoirandtransportofpollutants. Ключевые слова: Каспийское море, Гидрометцентр России, трансграничный перенос загрязняющих веществ, водообмен, методы оперативного расчета
В 2013 году КаспМНИЦ совместно Гидрометцентром России приступил к разработке технологии расчета водообмена и переноса загрязняющих веществ между различными частями и секторами Каспийского моря, базирующейся на использовании оперативной гидродинамической модели Каспийского моря с разрешением 1х1 морскую милю в связке с наблюдениями, проводимыми в рамках государственных и корпоративных программ мониторинга загрязнения морской среды.
Оперативная технология расчета полей ветра, уровня моря и течений, реализованная в Гидрометцентре России с 2001 года, является 2-х этапной и базируется на использовании 2 моделей: атмосферы и моря. При этом Каспий пока является единственным из российских морей, модель которого используется в оперативном режиме для подготовки морских гидрометеорологических прогнозов.
В настоящее время в автоматизированной системе оперативной обработки информации Гидрометцентра России находится оперативная модель с разрешением 3х3 морские мили. Одновременно с ней проходит опытные испытания новая модель с разрешением 1х1 морскую милю. Повышенное разрешение позволило более реалистично описать береговой и донный рельеф. Кроме того, в методику расчетов включены среднесуточные
Монахова Г.А.1, Асаева К.И.2, Суслов А.В.2, Попов С.К.3, Лобов А.Л.3
1ФГБОУ ВПО «Дагестанский государственный университет», Махачкала, Россия 2ФГБУ «Каспийский морской научно-исследовательский центр», г. Астрахань, Россия
3ФГБУ «Гидрометцентр России», Москва, Россия
Monakhova G.A.1, Asaeva K.1.2, Suslov A.V.2, Popov S.K.3, Lobov A.L.3
1 Federal STATE budgetary educational institution of higher professional education
««Dagestan State University", Makhachkala, Russia 2FGBU "Caspian Marine Research Center", Astrakhan, Russia 3FGBU "Hydrometeorological Centre of Russia", Moscow, Russia
География и геоэкология Юг России: экология, развитие. №4, 2014
Geography and geoecology 1||У1Р The South of Russia: ecology, development. №4, 2014
расходы в вершине дельты Волги, а в зимний период - поля сплоченности льда. В целом повышенное разрешение и дополнительные параметры новой модели позволяют получать более адекватные расчетные характеристики уровня и течений Каспийского моря и расширяют возможности ее применения.
Для проведения экспериментальных расчетов водообмена и переноса загрязняющих веществ был выбран участок линии разграничения морского дна между Россией и Казахстаном, расположенный между 44о20' и 46о10' северной широты, который в свою очередь был разбит на одиннадцать 10-ти мильных секторов. Расчеты проводились для интервала времени с 5 по 20 октября 2013 года, когда в данном районе проводились наблюдения за загрязнением морских вод на разрезе, следующем вдоль линии разграничения морского дна. При этом в каждом секторе было выполнено по одной океанографической станции.
В качестве исходных материалов для характеристики гидродинамической обстановки в данном районе в данное время использовались результаты расчетов скорости и направления течения с установленной временной дискретностью 1 час для каждой ячейки модели (рис. 1). По этим данным определялась повторяемость течений по скоростям и направлениям для отдельных секторов и слоев воды, а также для всего участка в целом, глубина моря в пределах которого изменялась от 5 до 15 метров. В рассматриваемый период времени преобладали течения вдоль оси, направленной с юго-запада на северо-
загрязняющих веществ. Размер ячейки (1852 х 1852 х 5 м) Fig. 1. Hydrodynamic model of the Caspian Sea of the high resolution. Arrangement of the cells, used to calculate the water exchange and transport of the pollutants.
Cell size (1852 х 1852 х 5м).
В качестве исходных материалов для расчета водообмена использовались результаты расчетов компонентов Х и Y скорости течения с установленной временной дискретностью 1 час для каждой ячейки модели. Протоколом расчетов для каждой ячейки было установлено соответствие компонентов скорости потокам воды внутрь и за пределы российского сектора недропользования Каспийского моря (РСНП). С учетом данного обстоятельства исходные данные служили основной для расчета суммарных суточных расходов воды (км3/сутки) для отдельных секторов и слоев воды внутрь и за пределы РСНП.
География и геоэкология
Geography and geoecology
Юг России: экология, развитие. №4, 2014
The South of Russia: ecology, development. №4, 2014
В дальнейшем данные о расходах воды использовались для оценки переноса загрязняющих веществ через разграничительную линию путем умножения суммарного (за сутки) расхода воды (км3/сут) на концентрацию загрязняющего вещества (тонн/км3), измеренную при проведении мониторинга. Расчет трансграничного переноса осуществлялся в отношении 14 загрязняющих веществ (нефтепродуктов, СПАВ, нафталина, 1-метилнафталина, аценафтилена, аценафтена, меди, свинца, кадмия, ртути, железа, марганца, цинка и никеля).
Расчетами установлено, что суммарный водообмен на рассматриваемом участке разграничительной линии в период с 5 по 20 октября 2013 года составил 158,7 км3. При этом отток воды за пределы российского сектора был выше притока на 4,9 км3 (за пределы российского сектора недропользования было вынесено 81,8 км3 воды, а привнесено в него 76,9 км3). Различные сектора и слои воды заметно отличались друг от друга по характеру водообмена.
Перенос загрязняющих веществ характеризовался их поступлением (П) и выносом (В) за пределы РСНП, а также результирующим переносом (РП = П - В) и суммарным переносом (СП = П + В). Различные сектора и слои воды заметно отличались друг от друга по характеру переноса загрязняющих веществ. Так, суммарный перенос в слое 0-5 м был значительно выше, чем в нижележащих слоях воды, что определялось, в первую очередь, особенностями водообмена.
C 5 по 20 октября в слое 0-5 м для большинства загрязняющих веществ, за исключением СПАВ, 1-метилнафталина, аценафтилена и никеля, результирующий перенос был положительным, то есть поступление загрязняющих веществ превышало их вынос. В слое 5-15 м, наоборот, результирующий перенос был отрицательным, то есть вынос загрязняющих веществ превышал их поступление. При этом значения суммарного и результирующего переноса существенно варьировали по отдельным секторам рассматриваемого участка разграничительной линии.
Разработанная технология расчета водобмена и переноса загрязняющих веществ между различными частями Каспийского моря с использованием оперативной гидродинамической модели высокого разрешения, находящейся в режиме «постоянной готовности», открывает новые возможности по использованию данных государственного и корпоративного мониторинга загрязнения морской среды для решения национальных и международных задач по охране окружающей среды Каспийского моря.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Монахова Галина Анатольевна ФГБОУ ВПО «Дагестанский государственный университет», г. Махачкала каф. биологии
и биоразнообразия [email protected] Тел. моб.: 89170809604 89289478237 Асаева Карина Ибрагимовна ФГБУ «Каспийский морской научно-исследовательский центр», г. Астрахань младший
научный сотрудник asaeva [email protected] Тел. моб.: 89171985383 Суслов Александр Владимирович ФГБУ «Каспийский морской научно-исследовательский центр», г. Астрахань администратор сетей alexander1990 [email protected] Тел. моб.: 89171968039 Попов Сергей Константинович ФГБУ «Гидрометеорологический научно-исследовательский центр РФ», г. Москва научный сотрудник Тел./факс: +7 499 255 93 07 E-mail: [email protected] Лобов Александр Львович ФГБУ «Гидрометеорологический научно-исследовательский центр РФ», г. Москва научный сотрудник Тел./факс: +7 499 255 93 07 E-mail: [email protected]
INFORMATION ABOUT AUTHORS
Monakhov G. FGBOU VPO "Dagestan state University, Makhachkala Department. bioloqy and biodiversity [email protected]
Tel.: 89170809604 89289478237 Isaeva K. I. the fqbi "Caspian marine scientific research center", , Astrakhan Junior research fellow [email protected] Tel.: 89171985383
Suslov A. the fqbi "Caspian marine scientific research center", , Astrakhan administrator networks [email protected] Tel.: 89171968039
Popov S. K. of the fqbi "Hydrometeoroloqical research center of the Russian Federation", Moscow scientific officer Phone/Fax:
+7 499 255 93 07 E-mail: [email protected] Lobov A. L. the fqbi "Hydrometeoroloqical research center of the Russian Federation", Moscow scientific officer Phone/Fax: +7 499 255 93 07 E-mail: [email protected]
