авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 |
-- [ Страница 1 ] --

Глава 10. МЕХАНИЗМЫ ПЕРЕНОСА ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ

ВЕЩЕСТВ И ТОНКОДИСПЕРСНЫХ ОСАДКОВ ИЗ

БЕРЕГОВОЙ ЗОНЫ НА ШЕЛЬФ И КОНТИНЕНТАЛЬ-

НЫЙ СКЛОН

Интенсивное

освоение прикавказского шельфа Черного моря, быстрый рост примор-

ских городов, курортных объектов, сельскохозяйственная деятельность на побережье спо-

собствуют росту антропогенного воздействия на водные экосистемы. Наиболее сильное

антропогенное влияние морская акватория испытывает от береговых источников – объек тов индустриальной и хозяйственной деятельности людей.

Современные уровни загрязнения морской воды, взвеси и донных осадков различны ми загрязняющими веществами на российском шельфе Черного моря подробно рассмот рены в монографиях анализируются в монографиях “Техногенное загрязнение…, 1996” и “Геоэкология шельфа…, 2001”. В настоящей главе дается краткая характеристика основных источников поступления загрязняющих веществ в береговую зону, рассмотре ны возможные механизмы их переноса на акваторию шельфа и их выноса на континен тальный склон под действием гидродинамических факторов.

10.1. Краткая характеристика источников и содержания загрязняющих веществ в прибрежно-шельфовой зоне Основными источниками поступления большей части загрязняющих веществ в мор скую среду прикавказского шельфа Черного моря являются малые реки, ливневые стоки и сточные коллекторы бытовых вод вблизи больших городов Анапы, Новороссийска, Ге ленджика, Туапсе и Сочи. В реки и непосредственно в море через глубоководные выпус ки в 1994 г. было сброшено 83 млн. куб. м загрязненных сточных вод. 37 предприятий сбрасывает сточные воды непосредственно в море, в том числе 12 предприятий – без очистки. Из них 23 предприятия относятся к непрерывно действующим источникам заг рязнения, остальные действуют в режиме залповых сбросов, некоторые из них вообще не контролируются (например, ливневые канализации в Анапе и Геленджике) (Геоэкология шельфа и морских берегов морей России, 2001).

Загрязнение морской воды и донных осадков шельфа нефтепродуктами традиционно определяется количеством нефти и нефтепродуктов, поступающих в море в результате аварий судов или с промышленными стоками с берега. Поскольку в состав нефтепродук тов входят фенолы, то нефтяное загрязнение сопровождается также фенольным. Источ никами загрязнения являются морские порты;

судо- и вагоностроительный заводы;

неф теперерабатывающие предприятия и предприятия по обеспечению нефтепродуктами в Туапсе;

нефтеперевалочная база “Шесхарис” в Новороссийске;

муниципальные сооруже ния по очистке вод (Геоэкология шельфа и морских берегов морей России, 2001).

Нефтепродукты в речных стоках выносятся в море в растворенном состоянии и сор бированными на взвеси, преимущественно в периоды ливневых дождей и паводков. Кро Механизмы переноса загрязняющих веществ и тонкодисперсных осадков...

ме этого потенциальным источником загрязнения морской среды нефтепродуктами явля ется морской терминал и береговые сооружения для отгрузки нефти в районе Ю.Озереев ки (вблизи г. Новороссийска), строительство которого осуществляется Каспийским Тру бопроводным Консорциумом (КТК) будет завершено в 2001 году. В период эксплуатации морского терминала возможны несанкционированные сбросы загрязненных балластных вод и аварийные утечки нефти при загрузке танкеров, которые могут привести к суще ственному загрязнению морской среды нефтепродуктами прибрежно-шельфовой зоны на прилегающей акватории.

По имеющимся на сегодняшний день данным наблюдений на участке побережья от Новороссийска до Туапсе содержание нефтепродуктов в морской воде составляет в сред нем 0,03 мг/л и изменяется в диапазоне от 0,005 до 0,2 мг/л. Наиболее высокие значения содержания нефтепродуктов отмечались у выхода из Новороссийской бухты, в районе п.Джубга и у г.Туапсе (Техногенное загрязнение…, 1996).

Юго-восточнее Туапсе, на участке шельфа от Лазаревского до Адлера среднее содер жание нефтепродуктов в морской воде также составляло в среднем 0,03 мг/л и изменя лось в диапазоне от 0,01-0,08 мг/л.

Наибольшее загрязнение донных осадков нефтепродуктами в Прикавказской зоне Черного моря наблюдаются в районе портов и в бухтах, где их содержание в 30-100 раз выше, чем на прилегающих к ним акваториях шельфа.

В прибрежной полосе содержание нефтепродуктов, как правило, не превышает 30 мг/кг сухого осадка (Техногенное загрязнение…, 1996). Ширина этой зоны меняется от сотен метров до 2-3 км. Далее, в сторону открытого моря содержание нефтепродуктов возрас тает до 50 мг/кг. Во внешней зоне шельфа содержание нефтепродуктов наиболее высо кое: от 50 до 100 мг/кг и выше. Смена зон с низким содержанием нефтепродуктов зонами с более высокими его значениями объясняется изменением гранулометрического состава осадков. По мере удаления от берега осадок обычно становится более мелкодисперсным с лучшей адсорбционной способностью.

Поскольку в состав нефти входят фенолы и полиядерные ароматические углеводоро ды (ПАУ), то нефтяное загрязнение сопровождается также фенольным и ПАУ загрязне нием донных осадков. Кроме этого ПАУ образуются в результате горения и переработки нефтепродуктов и других органических веществ. В морскую среду ПАУ попадают в ре зультате атмосферного переноса с суши и с береговым стоком. Большое количество ПАУ вырабатывается и выбрасывается в воздух или воду при работе двигателей морских судов.

В Геленджикской бухте содержание ПАУ в донных отложениях менялось в довольно широких пределах: от 2,0 до 4300 мкг/кг сухого остатка (Техногенное загрязнение…, 1996).



Наименьшее содержание ПАУ наблюдалось на выходе из бухты в открытое море. В от крытой части побережья, в районе Южной Озереевки содержание ПАУ варьировало в пределах от менее 10 до 56 мкг/кг сухого осадка, а среднее составляло 18 мкг/кг. В этом же районе концентрация фенолов в поверхностном слое осадков колебалась от менее 0, мг/кг до 0,67 мг/кг сухого осадка. Среднее содержание фенолов составляло 0,09 мг/кг сухого осадка.

Основной объем тяжелых металлов выносится в море в растворенном виде и во взвеси ливневыми водостоками и паводковыми речными водами. Маловодные реки, характер ные для района от Туапсе до Анапы, весной выносят взвесь с повышенным и высоким содержанием меди и цинка, которые в большом количестве поступают в речные воды при химической обработке виноградников и садов. Техногенная деятельность на берегу и 282 Глава прилегающих к нему акваториях также приводит к увеличению поступления загрязняю щих веществ с речными и ливневыми стоками.

Наиболее высокие значения концентрации тяжелых металлов в морской воде и дон ных осадках характерны для районов примыкающих к устьевым участкам побережья.

Содержание тяжелых металлов обычно возрастает по мере перехода от песчано-алеври товой фракции к пелитам. Поэтому в средней и нижней частях шельфа, где преобладают илистые осадки, их содержание значительно выше по сравнению с прибрежной зоной.

Исключение составляет кадмий, максимум содержания которого приходится на крупно алевритовую фракцию.

Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) поступают в морскую среду преимущественно с бытовыми стоками. Максимальные концентрации синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ) в поверхностных водах в районе Туапсе по дан ным “Ежегодников качества морских вод…., 1994;

1995” за 1994-1995 гг. составляли 0,25 0,43 мг/л предельно допустимой концентрации (ПДК). Среднее содержание СПАВ со ставляло менее 0,25 ПДК. В последние годы отмечается устойчивая тенденция увеличе ния загрязнения морских вод СПАВ на всем протяжении кавказского побережья Черно го моря.

Содержание синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ) в донных осад ках обычно высокое и среди них преобладают анионные соединения (АПАВ).

Смыв удобрений и пестицидов с полей и виноградников в реки и непосредственно в море является основным источником поступления хлорорганических пестицидов, нитра тов, нитритов, аммонийного азота и фосфатов в прибрежно-шельфовую зону.

10.2. Основные факторы, определяющие перенос загрязняющих веществ и тонкодисперсных осадков на шельфе Как правило, все загрязняющие вещества из перечисленных выше источников посту пают в береговую зону моря в растворенном виде и сорбированными на взвеси. Их даль нейшее перераспределение, перенос, изменение концентрации, отложение взвеси на дно, переход в донные осадки и последующая ресуспензия в прибрежно-шельфовой зоне оп ределяется комплексом гидродинамических факторов: штормовыми волнениями, цирку ляцией вод, пространственно-временными характеристиками течений, сгонно-нагонны ми явлениями.

Штормовые волнения. Важным гидродинамическим фактором перераспределения загрязняющих веществ между береговой зоной и шельфом являются штормовые волне ния. Их воздействие приводит к взмучиванию донных осадков в прибрежной зоне и пере носу в сторону моря разрывными течениями, компенсационными противотечениями и вынужденными инфрагравитационными волнами. Выносимая из береговой зоны взвесь, с сорбированными на ней загрязнителями, при слабых течениях у дна будет отлагаться на дно в средней и нижней частях шельфа. При косом подходе штормовых волн к берегу, в зоне их разрушения формируются интенсивные вдольбереговые течения, которые пере мещают осадки, взвесь, прибрежную воду и загрязняющие вещества вдоль берега. При штормах очень редкой повторяемости взмучивание рыхлого поверхностного слоя донных осадков возможно и на шельфе до глубин 70-80 м. Оценки этого процесса приведены ниже.

Течения. Одним из важнейших гидродинамических факторов переноса и перераспре деления поллютантов на шельфе являются стационарные течения. Режим течений на рос Механизмы переноса загрязняющих веществ и тонкодисперсных осадков...

сийском шельфе Черного моря определяется Циклоническим Кольцевым Течением (КЦТ), которое направлено вдоль береговой линии с юго-запада на северо-восток, а его стрежень располагается над верхней частью континентального склона. Результаты анализа деталь ных измерений на шельфе подробно рассмотрены в главе 4. Главной их особенностью является бимодальный характер направлений – перенос вод вдоль берега в двух диамет рально противоположных направлениях: северо-западном (западном) и юго-восточном (восточном). При этом, северо-западное направление преобладает над юго-восточным как по повторяемости направлений, так и по величине скорости. Средний вектор течения за продолжительные (более 6 месяцев) периоды на большей части шельфа всегда направлен на северо-запад и в конкретном районе его направление согласуется с направлением бе реговой линии. За пределами шельфа в районе глубин 500-600 м (верхняя часть конти нентального склона) течение имеет мономодальный режим и направлено на запад. На внешней части шельфа (глубины 50-100 м) перенос вод вдоль берега в западном направ лении в несколько раз превышает перенос вод в восточном направлении. Ближе к берегу разность между повторяемостью противоположно направленных переносов вод умень шается и вблизи береговой линии (глубина 10-15 м) перенос вод в противоположных направлениях почти равновероятен.

Смена одного направления течения обуславливается прохождением прибрежных ан тициклонических вихрей (ПАВ) и происходит довольно быстро, за 2-4 часа. Во время такой смены скорости течения в большинстве случаев отмечается поворот вектора ско рости течения по часовой стрелке. ПАВ перемещаются в том же направлении, что и по ток КЦТ (на запад, северо-запад). В их передней части орбитальное движение направле но к берегу, а в тыловой – от берега в море. По данным многолетних наблюдений уста новлено, что в районе северокавказского побережья Черного моря за год наблюдается от 19 до 46 антициклонических вихрей, со средней продолжительностью их действия от до 6 суток.

Модальные (наиболее часто повторяющиеся) значения скорости течений в шельфо вой зоне на поверхности моря в подавляющем большинстве случаев изменяются в диа пазоне 5-15 см/c, а в придонном слое – 0-5 см/c. Максимальные скорости течений на шельфе достигают 70-80 см/с на поверхности моря и 50-60 см/с у дна, иногда они могут достигать 100-130 см/с на поверхности и 80-100 см/с у дна (Титов, 1989). Обычно это наблюдается в периоды времени, когда стрежень КЦТ прижимается к бровке шельфа или когда хорошо развитый циклонический меандр КЦТ выходит на внешнюю часть шельфа.

Отмеченные выше особенности характера течений играют важную роль в экологии шельфовой зоны. Поскольку линейные размеры ПАВ больше ширины шельфа, то их про никновение в береговую зону будет способствовать ее самоочищению вследствие поступ ления в нее чистых вод открытого моря при прохождении переднего фронта ПАВ и выно су из нее тонкодисперсной взвеси и загрязняющих веществ в растворенной форме в моменты прохождения тылового фронта. Преобладание течений вдоль изобат на внешней части шельфа также будет способствовать вентиляции шельфа, и выносу загрязняющих ве ществ за его пределы. С другой стороны преобладающее среднее течение вдоль берега мо жет приносить загрязнители из смежных участков шельфа, а ПАВ переносить их к берегу.

Кроме этого в периоды сильных скоростей течений в средней и низкой частях шель фа они могут эродировать донные осадки и распределять их по глубине экмановского донного пограничного слоя. В этом случае возможен вынос взвеси на континентальный склон, как это будет показано далее.

284 Глава Экмановский донный пограничный слой. Он формируется при стационарном движе нии жидкости на вращающейся поверхности. Движение воды в донном погранслое опре деляется балансом сил: градиента давления, силы Кориолиса и донного трения. В ре зультате модуль скорости течения увеличивается по величине ото дна до значения скоро сти геострофического течения на верхней границе погранслоя, а вектор скорости изменя ется по направлению с высотой. Если смотреть в сторону дна с поверхности моря, то в северном полушарии вектор скорости течения отклоняется против часовой стрелки отно сительно скорости геострофического течения по мере приближения ко дну.

Высота донного пограничного слоя пропорциональна экмановскому масштабу дли u* f = 2 Sin – параметр Кориолиса, – угловая скорость враще ны l E =, где f – широта места. При нейтральной стратификации вод в придонном слое ния Земли и u* на шельфе высота экмановского донного погранслоя примерно равна E = 0. f (Weatherly, 1972). Для условий устойчивой стратификации придонного слоя воды высота E меньше, а угол отклонения вектора скорости от геострофического больше, чем при нейтральной стратификации (Adams, Weatherly, 1981).

Измерения на Орегонском и Африканском шельфах на глубинах 50-100 м показали, что высота погранслоя для условий нейтральной стратификации достигает нескольких десятков метров, а угол отклонения вектора скорости от геострофического 25-35° (Kundu, 1977;

Dickey, Van Leer, 1983). При устойчивой стратификации придонных вод угол откло нения может достигать 45° (Weatherly, Van Leer, 1977).

К сожалению аналогичных детальных измерений профиля скорости течения в при донном слое для шельфа прикавказской зоны Черного моря нет. Поскольку параметр Кориолиса для этой зоны составляет f = 2·10 –4 1/с, а скорость трения у дна имеет типич ное значение порядка 0,5-1 см/с при скорости течения 10 – 20 см/с на высоте 1 м от дна, то высота экмановского донного пограничного слоя для прикавказского шельфа составит порядка 10-20 м.

Как уже отмечалось выше, на прикавказском шельфе Черного моря на глубинах 50 100 м преобладают течения вдоль изобат с юго-востока на северо-запад. В соответствии с закономерностями для экмановского донного погранслоя вектор скорости течения бу дет отклоняться влево от этого направления в сторону бровки шельфа. В этом случае взвесь и загрязняющие вещества в придонном слое будут транспортироваться как вдоль изобат, так и по направлению к бровке шельфа и выноситься на континентальный склон. Этот механизм является важным для выноса взвеси и поллютантов с внешней части шельфа на материковый склон.

Ветровой апвеллинг. На распределение гидрохимических параметров загрязнения морской воды существенное влияние оказывает ветровой апвеллинг. При сильных севе ро-восточных ветрах с берега, которые обычно имеют место в этом районе в зимний период, происходит сгон прибрежных загрязненных вод в сторону моря и их замещение глубинными, более чистыми водами. В результате при длительных ветрах этого направ ления происходит очищение шельфовых вод от загрязнителей.

Паводковый сток рек. На российском участке кавказского шельфа от Керченского пролива до Сочи крупные реки практически отсутствуют. Множество небольших рек рас Механизмы переноса загрязняющих веществ и тонкодисперсных осадков...

средоточены вдоль берега и суммарный вынос ими наносов составляет в среднем около 108 кг/год (Кочетов, 1991). Основная масса наносов размером 0,1 мм с сорбированны ми на них загрязняющими веществами, поступает на шельф в зимне-весенний период во время паводкового стока рек и оседает в его пределах. Во время экстремальных павод ков, период повторения которых составляет примерно 10-15 лет, мощные речные струи могут достигать бровки шельфа и поставлять материал на континентальный склон. Одна ко такой механизм поступления осадков на континентальный склон наиболее вероятен только на участках шельфа южнее Архипо-Осиповки, где его ширина составляет 4-8 км и где сосредоточены наиболее крупные реки кавказского побережья Черного моря.

В периоды времени между экстремальными паводками речные наносы тонкодиспер сных фракций распределяются течениями на шельфе и оседают в его пределах, посколь ку модальные значения (наиболее вероятные) скоростей обычно менее 10 см/с, при кото рых, как будет показано ниже, будет преобладать адвективный перенос взвеси вдоль шельфа и оседание частиц взвеси на дно.

10.3. Оценка эрозии и переноса донных осадков на шельфе На глубинах более 35 м на кавказском шельфе Черного моря залегают тонкодиспер сные осадки с преобладанием алевритовых и пелитовых фракций, к которым, как прави ло, приурочены и наиболее высокие содержания загрязняющих веществ в поверхност ных осадках. При интенсивных движениях воды у дна может происходить их повторное взмучивание и перенос. Ниже рассмотрены условия при которых возможно повторное взвешивание илистых осадков на шельфе и их вынос за его пределы.

В отличие от песчано-гравийных осадков, критические условия начала движения ко торых определяются только физическими свойствами частиц и воды, для связных тонко дисперсных осадков кроме физических свойств большое значение имеют и другие факто ры: минералогический и химический составы, химический состав поровой воды, степень консолидации и биотурбации осадков, видовой состав и продукты жизнедеятельности донных организмов и другие. Более того, биологические факторы подвержены региональ ным и сезонным изменениям, вызывая сезонные изменения критических значений для начала эрозии связных осадков. Столь большое количество факторов существенно услож няет моделирование этого процесса и разработку надежных методов его прогноза. По пытки исследований образцов тонкодисперсных осадков с не нарушенной структурой, отобранных в море, показали изменение критических условий начала эрозии со време нем из-за нарушения нормальных условий жизнедеятельности микроорганизмов.

Тем не менее многочисленные эксперименты по выявлению закономерностей эрозии и переноса связных осадков, выполненные в последние годы показали следующие зако номерности (Amos at al., 1992;

Maa at al., 1993).

• При достижении критического значения придонного напряжения трения, создава емого течением, наблюдается два типа эрозии. Первый характеризуется срывом с повер хности дна наиболее неустойчивых флоккул, пеллет или небольших агрегатов частиц. При сохранении постоянного значения напряжения количество эродируемых частиц быстро уменьшается со временем и эрозия прекращается.





• При увеличении напряжения относительно критического значения наблюдается вто рой тип, для которого характерно непрерывный срыв агрегатов со дна, если степень кон солидации осадков остается неизменной. Если же обнажающиеся слои осадков имеют 286 Глава более высокую степень консолидации, то для их эрозии требуются еще большие значения придонного напряжения трения.

Критические значения придонных напряжений трения для обоих типов эрозии со ставляют от 0,1 до 2,5 Па в зависимости от сочетания факторов, определяющих физико химические свойства осадков.

Верхний слой поверхностных осадков толщиной 1-5 см на шельфе обычно рыхлый и слабо консолидирован. Для начала эрозии таких осадков необходимо донное напряже ние трения, равное 0,1-0,2 Па. Для более консолидированных осадков, залегающих ниже, критическое значение донного напряжения трения составляет 0,5 Па.

Если, создаваемое течением донное напряжение трения превышает его критическое значение, то при моделировании процессов переноса связных осадков (Hamm et al., 1995;

Chesher et al., 1995) интенсивность эрозии используются следующие полуэмпирические формулы.

Для случая, когда критическое значение напряжения донного трения ( cr ) увеличива ется с глубиной осадка, масса эродируемых с единицы площади дна осадков оценивается по формуле (Parchure, Mehta, 1985):

dm = Eo exp[ ( cr ( z) )]n, E= (10.1) dt где m – масса эродируемых осадков с единицы площади дна, и n – эмпирически определяемые коэффициенты, зависящие от свойств осадка, E o (кг м -2 с -1) – интенсив ность эрозии при = cr, – напряжение донного трения, cr – его критическое значе ние для начала эрозии.

Толщину слоя размыва можно получить интегрированием (10.1) по времени, учиты вая что масса осадка на единицу площади равна m = t h и в предположении, что все остальные параметры неизменны во времени:

Eo t exp[ ( cr ( z) )]n h= (10.2) t Значения коэффициентов по лабораторным измерениям сильно различаются в зави симости от физико-химических свойств осадков. По данным, приводимым в монографии Л. Ван Рийна (Van Rijn, 1993): n = 0,.5;

значения меняются в диапазоне 5-30 ( m / N 0.5 ), а E o в диапазоне 0,00001-0,001 (кг м –2 с-1) для натурных тонкодисперсных осадков, t – плотность осадков в подводном состоянии, t – время действия течения.

Для случая, когда критическое значение напряжения донного трения ( cr ) остается неизменным с углублением в осадок, интенсивность эрозии ( E ) определяется по фор муле (Ariathurai, Arulanandan, 1978):

cr dm E= = M, (10.3) cr dt а глубина слоя размыва:

cr M h= t, (10.4) t cr Механизмы переноса загрязняющих веществ и тонкодисперсных осадков...

где M – размерный коэффициент, зависящий от минерального состава, содержания органического материала, солености воды и др., t – плотность осадков в подводном состоянии, t – время действия течения. Для морских илов значения M составляют 0,00001 0,0005 кг м -2 с -1.

Для поверхностного слоя илистых морских осадков значения t составляют 1200 1300 кг м -3.

Осаждение. Если донное напряжение трения в потоке воды со взвесью становится меньше критических значений для начала эрозии тонкодисперсных осадков, то будет пре обладать осаждение частиц из потока на дно. В современных моделях (Hamm et al., 1995;

Chesher et al., 1995) используется формула для интенсивности осаждения (Van Rijn, 1993), полученная по результатам лабораторных исследований:

C Ws (C ) D =, (10.5) d, full где D – интенсивность осаждения в кг м –2 с –1, C – концентрация взвеси средняя по глубине потока, W s (C ) – скорость осаждения частиц, зависящая от их концентрации в потоке (стесненное оседание с образованием флоккул), d, full - критическое значение донного напряжения трения, при котором происходит полное выпадение частиц на дно.

При концентрациях менее 0,3 г/л скорость осаждения частиц не зависит от концентра ции. По данным разных авторов, приводимых в работе Л. Ван Рийна (Van Rijn, 1993), значения этого параметра для морских илов составляют 0,03 – 0,08 N/м2. Процесс выпа дения тонкодисперсной взвеси из потока, будет происходить при скоростях течения ме нее 15 см/с.

При концентрациях взвеси менее 0,3 г/л (что обычно имеет место при воздействии течения на донные осадки шельфа) скорость оседания частиц W s не зависит от концен трации и определяется по формуле Стокса:

(s 1) g d Ws d Ws = Re =, для, (10.6) 18 t, t = 2650 кг/м3 – плотность твердых частиц, – плотность морской s= где воды ~ 1025 кг/м3, – коэффициент кинематической вязкости, зависящий от температу ры воды. Для температуры воды 10°С он равен примерно 1,15 ·10 –6 м2/с, для 15°С – 1,14 ·10 –6 м2/с.

Как было отмечено выше, для начала эрозии рыхлого верхнего слоя илистых осад ков, толщина которого обычно не превышает нескольких сантиметров, необходимо дон ное напряжение трения, равное 0,1-0,2 Па. Для более консолидированных осадков, зале гающих ниже, критическое значение донного напряжения трения составляет 0,5 Па.

Такие условия будут выполняться либо при воздействии течений, скорость которых в 1 м от дна превышает 20 см/с, либо при воздействии сильных штормовых волнений.

Для оценки возможной интенсивности эрозии донных осадков были использованы данные измерения скорости течений на шельфе вблизи Новороссийска на глубине 54 м, рассмотренные в главе 4. Гранулометрический состав донных осадков в месте измерений 288 Глава (гл. 54 м), вблизи бровки шельфа (гл.74 м) и в верхней части континентального склона (гл.106 м) представлен на рис.10.1.

В осадках доминирует фракция мелкого алеврита, а медианный диаметр составляет 0,03 мм.

Рис.10.1. Грансостав донных осадков на створе измерения течений.

Изменение скорости и направления течения за 110 суточный период времени, а также рассчитанные значения донного напряжения трения, приведены на рис.10.2. Высокие значения скорости течения, как правило, приурочены к моментам смены его направления с восточного на западное, которое, вероятнее всего связано с прохождением анциклони ческих вихрей через точку измерений.

Поскольку измерения проводились на горизонте 5 м от дна, то для расчета напряже ния донного трения использовалась формула, позволяющая оценивать его по значению скорости на горизонте 1 м от дна:

b = c f U100, (10.7) где – плотность морской воды, c f = 0,003 коэффициент донного трения для гид равлически шероховатого дна, U100 – скорость течения на горизонте 1 м от дна.

Скорость течения на горизонте 1 м от дна ( U 100 ) рассчитывалась в предположении, что профиль скорости подчиняется степенному закону “1/7” для шероховатого дна:

z U (z1 ) = U (z2 ) 1 (10.8) z z1 = 1 м, z2 = 5 м Пунктирными линиями на этом рисунке показаны критические значения напряжения трения 0,1, 0,2 и 0,5 Па для начала эрозии донных осадков.

Механизмы переноса загрязняющих веществ и тонкодисперсных осадков...

Рассчитанные значе ния интенсивности эрозии донных осадков для трех критических значений дон ного напряжения трения показаны на рис. 10.3. При наблюдавшихся скоростях течения возможна эрозия только рыхлого поверхно стного слоя осадков, для которого значения крити ческого напряжения со ставляют 0,1-0,2 Па. Такие условия создаются в мо менты времени когда ско рость течения превышает 20 см/с. Эрозия осадков с cr = 0,5 Па будет иметь место только эпизодически при скоростях течения бо лее 40 см/с.

Для оценки расхода и направления переноса эро дируемых осадков были рассчитаны компоненты потока взвешенного веще ства вдоль берега и по нор мали к нему, средние для придонного слоя высотой в 1 м. Концентрация взвеси определялась по диффузи онной модели для случая стационарного течения в Рис.10.2. Изменение скорости и направления течений, донного напряжения трения во времени предположении линейного изменения коэффициента турбулентной диффузии для частиц. Вблизи дна она определялась по полученной выше интенсивности эрозии осадков со дна. Изменение потока взвеси в течение второй поло вины срока измерения течений для направлений вдоль берега и по нормали к нему для случая cr = 0,1 Па показано на рис.10.4.

Преобладает перенос осадков вдоль шельфа на запад по направлению результи рующего течения и от берега к его бровке, которая располагается примерно на глу бине 75 м в районе измерений. Такой характер направлений переноса взвеси, веро ятнее всего, определяется прохождением анциклонических вихрей, поскольку эро зия и взвешивание осадков происходят при высоких скоростях течения, которые, как отмечалось выше, приурочены по времени к моментам смены его направления с во сточного на западное.

290 Глава а б в Рис.10.3. Интенсивность эрозии донных осадков течением для разных критических значений донного напряжения трения. а) – 0.1 Па;

б) – 0.2 Па;

в) – 0.5 Па Рис.10.4. Изменение во времени потока взвеси вдоль берега и по нормали к нему для случая cr = 0.1 Па Механизмы переноса загрязняющих веществ и тонкодисперсных осадков...

Кроме течений важным фактором взвешивания илистых осадков со дна являются силь ные штормовые волнения. Это подтверждается детальными натурными измерениями на ка лифорнийском шельфе во время эксперимента STRATAFORM (Ogston, Sternberg, 1999;

Walsh, Nittrouer, 1999;

Wright, Kim, Friedrichs, 1999). Измерения течений и концентрации взвеси проводились в придонном слое на глубинах 60 и 70 м. Состав донных осадков был сходен с приведенным на рис.10.1. Результаты синхронных измерений концентрации взвешенных осадков и скоростей воды в придонном слое в течение нескольких месяцев показали, что взвешивание наносов происходит преимущественно в штормовые периоды (рис.10.5-10.6).

В эти периоды времени концентрация взвеси вблизи дна достигала 2 г/л на глубине 60 м и 1 г/л на глубине 70 м. Перенос взвеси с шельфа на континентальный склон осуществлялся а б в г д Рис.10.5. Временные серии придонных течений, волновых орбитальных скоростей, периода волн и концентрации взвешенных наносов. Шельф северной Калифорнии, глубина 60 м. Толстые сплош ные линии на а) и б) - низкочастотные флуктуации скорости течения. (Wright et al., 1999) 292 Глава а б в г д Рис.10.6. Временные серии придонных течений, волновых орбитальных скоростей, периода волн и концентрации взвешенных наносов. Шельф северной Калифорнии, глубина 70 м. Толстые сплош ные линии на а) и б) - низкочастотные флуктуации скорости течения. (Wright et al., 1999) поперечной изобатам компонентой придонного течения, которая на записях скорости при сутствовала лишь в отдельные периоды времени. Вынос наносов с шельфа на континенталь ный склон подтверждается данными измерений с помощью седиментационной ловушки, которая была установлена на континентальном склоне в районе измерений.

К сожалению подобных измерений на шельфе Черного моря не проводилось. Оценка возможности эрозии илистых осадков по данным длительных наблюдений параметров волн с буя в районе Геленджика показала, что она возможна в зоне глубин 50 м в моменты вре мени, когда высота волн 30% обеспеченности превышала 3 м, а их период был около 10 с.

Для Краснодарского побережья такие параметры волн могут иметь место для штормов, пе риод повторяемости которых от одного до нескольких десятков лет (Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Том 4. Черное море, 1991).

Механизмы переноса загрязняющих веществ и тонкодисперсных осадков...

а На рисунке 10.7. приведены рас считанные значения интенсивности эрозии илистых осадков на шельфе для штормовых волнений с периодом повторяемости от 1 раза в год до 1 раза в 100 лет. На глубинах более 80 м даже экстремальные шторма c периодом повторяемости в 100 лет не б способны взвешивать тонкодисперс ные осадки со дна. В предположении, что волны подходят по нормали к бе регу и отсутствии течений, перенос взвешенных осадков в поперечном к берегу направлении будет определять ся соотношением между стоксовым переносом в сторону берега и вынуж в денными длиннопериодными волнами в сторону бровки шельфа.

Оценки показали, что результиру ющий перенос взвеси на глубинах 40 80 м будет направлен от берега в сторону моря со скоростью порядка 1 см/с. На глубинах более 80 м скорости стоксова переноса и длиннопериодных волн вблизи дна близки к нулю и перенос Рис.10.7. Расчетные значения интенсивности эрозии илистых осадков с cr = 0.1 Па (а), 0.2 Па осадков только под действием штормо (б) и 0.5 Па (в) штормами редкой повторя- вых волн при отсутствии течений не емости на разных глубинах российского возможен. С помощью такого механиз шельфа Черного моря. Период повторяемо ма наиболее вероятен перенос эродиру сти показан на нижнем рисунке цифрами емых осадков в сторону моря на глуби нах от 30-40 до 80 м. Поскольку бровка шельфа на кавказском побережье Черного моря обыч но располагается на глубинах от 70 до 100 м, то вынос тонкодисперсных осадков при отсут ствии течений штормовыми волнениями с шельфа на континентальный склон возможен только для участков, на которых бровка шельфа располагается на глубинах менее 80 м. Однако, повторяемость таких условий чрезвычайно мала. Если же во время таких ред ких штормов у дна будет иметь место течение западного направления (КЦТ), то взвешивае мые осадки будут переноситься в сторону бровки шельфа за счет отклонения влево вектора скорости в донном экмановском пограничном слое.

Приведенные оценки и данные натурных измерений позволяют предполагать, что ресуспензия поверхностных осадков на шельфе возможна только во время сильных штор мов и течений с высокими скоростями. Наиболее вероятными механизмами транспорта тонкодисперсных осадков и связанными с ними загрязнениями с шельфа на континен тальный склон могут быть антициклонические вихри и перенос в донном экмановском пограничном слое. Однако повторяемость таких условий очень мала.

Глава 11. ПЕРЕНОС И РАССЕИВАНИЕ З АГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В БУХТАХ (НА ПРИМЕРЕ ГЕЛЕНДЖИКС КОЙ БУХТЫ) В предыдущей главе были рассмотрены основные механизмы переноса загрязняю щих веществ на шельфе для открытых участков берега. В отличие от них, для бухт харак терно отсутствие стационарных течений и существенно более высокий уровень загрязне ния, определяемый антропогенным влиянием крупных городов и ограниченностью вод ной акватории. Основными факторами, определяющими циркуляцию воды в бухтах, яв ляются: локальные течения ветрового генезиса;

кратковременные вторжения вод со сто роны моря в моменты прохождения антициклонических вихрей в прибрежной зоне;

гео метрия берега. Для крупных бухт российского побережья Черного моря (Анапской, Но вороссийской, Геленджикской, Туапсинской) эти условия существенно различаются. В этой главе рассмотрены основные особенности переноса загрязняющих веществ на примере Геленджикской бухте, наиболее изученной в настоящее время.

11.1. Источники поступления ЗВ и краткая характеристика экологичес кой ситуации Экологическая ситуация в Геленджикской бухте определяется действием двух основ ных факторов: интенсивностью сброса в бухту загрязняющих веществ и скоростью их вывода в открытое море (Yesin, Komarov, Karnaukhova, 1993;

Kos’yan, Yesin, 1993;

Yesin, Kos’yan, 1993;

Yesin, Kos’yan, Karnaukhova, 1994;

Yesin, Kos’yan, 1999;

Якушев и др., 2000).

Основной объем ЗВ сбрасывается в Геленджикскую бухту в ее северо-западной и юго восточной частях. В северо-западной части находится цех по переработке рыбы, а в юго восточной основной объем ЗВ выносит в бухту река Су-Аран, проходящая по промыш ленной части города.

Интенсивное загрязнение бухты происходит во время ливневых дождей вследствие выноса загрязняющих веществ с территории города, а так же с виноградников и других сельхозугодий. Далее ситуация может развиваться по двум сценариям. Если после дождя наступает штиль, то уровень загрязнения морской воды в течение длительного времени будет превышать фоновые значения в несколько раз. Особенно это касается приурезовой зоны. Если же после дождей дует ветер северных или южных румбов, то происходит вен тиляция бухты, за счет выноса загрязненных вод из нее и поступления более чистой воды из прибрежной зоны моря.

В сухое время года бухта загрязняется незначительно. Практически на всей аквато рии концентрация поллютантов в воде меньше значений ПДК. Исключение составляет лишь район устье реки Су-Аран, где концентрация загрязняющих веществ почти всегда превышает значения ПДК.

Перенос и рассеивание загрязняющих веществ в бухтах В таблице 11.1 представлен диапазон изменения содержания различных загрязняю щих веществ в реке Су-Аран. Поскольку расход воды в реке при отсутствии дождя незна чительный (несколько десятков м3 в час), то “пятно” грязной воды в устье небольшое и составляет десятые доли гектара.

Таблица 11.1.

Содержание загрязняющих веществ в воде реки Су-Аран.

Диапазон изменения, Вещество мг/л БПК5 80,7-113, Взвешенные вещества 111,2-150, Азот аммонийный 13,8-24, Азот нитритныйв 0,032-0, Азот нитратный 5,0-7, Хлориды 25,0-57, Сульфаты 35,4-79, СПАВ 5,4-6, Фосфаты 2,81-17, Железо общее 0,9-3, ХПК 127,4-164, Растворенный кислород 3,2-4, Фенолы 1,5-1, ПАУ 7,3-13, Нефтепродукты 43,8-69, Марганец 2,114-3, Свинец 1,118-4, Цинк 7,14-8, Содержание ряда загрязняющих веществ в морской воде в весенний период представ лено на рисунке 11.1. Эти исследования были выполнены в 1995 году во время неустой чивого ветра, меняющего свое направление.

С точки зрения индикации загрязнения показателем стагнации (загнивания) бухты важнейшими являются восстановленные формы азота (ионы аммония NH4 и нитритов NO2). Поэтому эти два иона были суммированы и построены карты как общего содержа ния азота, так и его редуцированных форм (см. рис. 11.1а и рис. 11.1б). На этих картах видно, что наиболее неблагоприятной является восточная часть бухты, примыкающая к пассажирскому порту, устью реки Су-Аран, пляжам старой курортной зоны и городского пляжа. Об этом свидетельствует также карта распределения фосфатов.

В меньшей степени загрязнен биогенными веществами северо-западный сектор бух ты, который, с точки зрения гидрологии, является относительно застойной акваторией, но тут нет источников ЗВ. Западная же часть бухты является наиболее чистой и характе ризуется, как правило, наименьшими концентрациями азотных соединений и фосфатов (10 мг/м3).

Повышенные концентрации тяжелых металлов (цинка, меди, свинца) тяготеют к при урезовой зоне, а их максимальные содержания приурочены к устью р.Су-Аран, выходам ливневых стоков из густо населенной части города и зоне водосборной площади виног радников в окрестностях города. Как правило, содержание тяжелых металлов не превы шает их ПДК для морской воды.

296 Глава а б 20 30 в г д е Рис. 11.1. Распределение в поверхностном слое морской воды: а) общего биогенного азота (мг/м3 );

б) восстановленных форм азота (NH+4+NO -2) (мг/м 3);

в) цинка (мкг/л);

г) меди (мкг/л);

д) свинца (мкг/л);

е) нефтепродуктов (n x 10-2 мг/л) Перенос и рассеивание загрязняющих веществ в бухтах Содержание нефтепродуктов в воде колеблется от 0,03 до 0,12 мг/л при среднем зна чении 0,05 мг/л. Предельно допустимой концентрацией нефтяных компонентов в водах является величина 0,05 мг/л.

На рисунке 11.1е показано распределение нефтепродуктов в поверхностном слое воды.

Наиболее сильно вода загрязнена нефтепродуктами в центре бухты, хотя источников заг рязнения там нет. Объясняется такое распределение нефтепродуктов особенностями цир куляции воды. До проведения исследований максимальная концентрация нефтепродук тов в воде была в районе устье реки Су-Аран – пассажирский причал. При северо-восточ ном ветре поверхностная вода стала перемещаться в бухту, а чистая донная вода открыто го моря достигла берега. Поэтому концентрация нефтепродуктов у берега такая же, как в открытом море – 0,03-0,04 мг/л;

а в центре бухты – примерно в 3 раза выше.

Газообразные углеводороды представлены преимущественно метаном с содержани ем от 0,37 10-4 до 14,54 10-4 мл/л при среднем значении 1,45 10-4 мл/л. Суммарное содержание гомологов метана колеблется от 0,01 до 33,36 10-6 мл/л при среднем значе нии 1,21 10-6 мл/л. Такие содержания углеводородных газов обычны для морской воды Черного моря.

11.2. Моделирование циркуляции воды и переноса ЗВ в Геленджикской бухте Основные схемы циркуляция воды в Геленджикской бухте получены на базе инстру ментальных измерений течений и представлениях о характере влияния ветра на перенос воды (Кривошея и др., 1995). Недостатком этих схем является то, что наблюдения не ох ватывали всю акваторию бухты и, по этой причине, некоторые особенности течений оста вались нераскрытыми. Для более детальной характеристики циркуляции вод в бухте под действием ветров с берега и оценки процессов выноса загрязняющих веществ из бухты выполнены расчеты по известной математической модели, включающей в себя трехмер ные полные уравнения геофизической гидродинамики.

На рисунке 11.2 показана циркуляция воды в бухте при умеренных ветрах с берега на разных горизонтах от поверхности воды. В поверхностных слоях вода выходит из бухты в море. При этом происходит интенсификация течения у берегов. На глубине примерно метров течение очень слабое. Ниже течение направлено в сторону бухты. Таким образом, во время действия ветров указанных направлений происходит очищение бухты от загряз няющих веществ. Загрязненные воды бухты в поверхностном слое уходят в открытое море, а чистая морская вода заполняет бухту. Полная замена воды происходит, в зависимости от скорости ветра, за 10 и более часов.

Для оценки распределения и выноса из бухты ЗВ при северо-восточных ветрах 4 ав густа 2000 г. была проведена гидрохимическая съемка поверхностных слоев воды Гелен джикской бухты. Съемке предшествовала следующая гидрометеорологическая ситуация:

2-го августа после продолжительного (около 2-х месяцев) отсутствия осадков на фоне полного штиля прошли сильные ливни. В связи с отсутствием ветра загрязненная вода оставалась в зоне уреза воды вблизи источников загрязнения до 4-го августа, когда начал дуть ветер северо-восточного направления (от берега). Под действием ветра поверхност ный слой воды (содержащий основную массу поступивших накануне с ливневым стоком загрязнений), оторвался от берега и начал дрейфовать к выходу из бухты. В придонном слое наоборот, начался приток чистой морской воды из открытого моря. В прибрежной 298 Глава а б Рис. 11.2. Циркуляция воды в бухте во время ветра СВ скоростью 8-10 м/сек на глубине:

а) - 1м;

б) - 3 м.

Перенос и рассеивание загрязняющих веществ в бухтах а б Рис. 11.2 (продолжение). Циркуляция воды в бухте во время ветра СВ скоростью 8-10 м/сек на глубине: в) - 5м;

г) - 8 м.

300 Глава зоне эта вода начала выходить на поверх Oil ность. Это было зафиксировано проведен ной гидрохимической съемкой бухты.

Наблюдения проведены на 22 стан циях, сетка которых охватывает всю ак ваторию бухты, ее горло и взморье на против выхода из бухты. Представлен ные материалы наблюдений получены спустя 7 часов после начала действия северо-восточного ветра.

По материалам наблюдений постро ены характерные схемы распределения концентрации различных ЗВ в поверхно стном слое воды, раскрывающие особен а ности механизма накопления и вывода из бухты ЗВ.

Cu На рисунке 11.3а представлено рас пределение нефтепродуктов. Как видно, линза загрязненных вод находится вбли зи южного (Толстого) мыса. Это положе ние пятна соответствует схеме течений воды в бухте при северо-восточном вет ре (см. рис. 11.2). По предыдущим съем кам известно, что нефтепродукты накап ливаются в юго-восточной части бухты.

Затем, во время северо-восточного вет ра они вдоль берега выходят в открытое море.

б Рисунок 11.3в дает представление о выходе из бухты пятна воды с высоким со Pb держанием солей свинца. Это пятно фор мируется на значительной части акватории бухты в результате функционирования ав тотранспорта и при норд-осте самым ко ротким путем выходит в море.

Медь поступает в бухту с располо женных у северо-западных берегов ви ноградников. Она является составной частью ядохимикатов, которыми регу лярно опрыскивают виноград. Во время дождя медь смывается с листьев, с по чвы и поступает в бухту. Во время севе в ро-восточного ветра пятно загрязненной воды выходит в море, двигаясь вдоль се Рис. 11.3. Распределение в поверхностном слое верного (Тонкого) мыса с потоком воды морской воды: а) нефтепродуктов (мг/л*10);

(см. рис. 11.3б). А в это время в бухту в б) меди (мкг/л);

в) свинца (мкг/л) Перенос и рассеивание загрязняющих веществ в бухтах а б Рис. 11.4. Циркуляция воды в бухте во время ветра ЮЗ скоростью 8-10 м/сек на глубине: а) – 1 м;

б) – 3 м.

302 Глава а б Рис. 11.4 (продолжение). Циркуляция воды в бухте во время ветра ЮЗ скоростью 8-10 м/сек на глубине: в) – 5м;

г) – 8 м.

Перенос и рассеивание загрязняющих веществ в бухтах придонном слое поступает морская вода с фоновой концентрацией воды открытого моря, равной 2 мкг/л.

Транспорт ЗВ из бухты при северо-восточных ветрах соответствует рассчитанным схемам циркуляции воды в бухте.

Самоочищение бухты происходит достаточно быстро. Уже через 7 часов после нача ла ветра большая часть бухты была очищена от ЗВ.

Во время ветров, дующих с моря, картина движения воды в бухте обратная. В повер хностном слое вода втекает в бухту (рис. 11.4). Скорости течения у берегов больше, чем в глубокой части бухты. При этом в береговой зоне происходит погружение загрязненных вод на глубину, и в придонном слое они выходят в открытое море.

Поверхность раздела потоков воды, втекающих в бухту и вытекающих из нее, нахо дится на глубине примерно 5 метров.

Из представленных схем течения видно, что во время северо-восточных и юго-запад ных ветров загрязненная вода будет уходить в море возле мысов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Объектом исследований, результаты которых изложены в этой монографии, являются гидродинамические процессы в прибрежно-шельфовой зоне и их взаимосвязь с процес сами транспорта наносов и переноса загрязняющих веществ.

Дана подробная характеристика аппаратуры и методов, которые использовались в натурных экспериментах, а также описание полигонов и условий измерений, выполнен ных авторами в 1993-2000 гг. на Черном, Северном и Средиземных морях. Приведены результаты моделирования гидродинамических и литодинамических процессов и рассмат ривается их применимость для решения экологических проблем прибрежно-шельфовой зоны моря.

Статистический анализ длительных рядов измерений ветрового волнения со стацио нарного буя в районе Геленджика показал, что маргинальные распределения высот волн на этапе квазиоднородности на глубокой воде подчинены закону Вейбулла с параметром формы близким к 2. Распределение периодов волн также достаточно хорошо аппрокси мируется законом Вейбулла с параметром формы 3.5. Условные распределения высот волн при фиксированном периоде и неизменной высоте принадлежат к классу распределений Вейбулла с полученными параметрами формы для h|t – от 1,80 до 3,74, для t|h – от 3,24 до 5,79. Параметры формы практически не зависят от степени развития волнения и типа волновых систем. Шторма и “окна погоды” на синоптическом интервале изменчивости можно описать как превышение или, соответственно, не превышение заданного порого вого уровня. Проведена типизация штормов и “окон погоды” по их форме на базе мето дов многомерной статистики и построены матрицы вероятностей перехода для штормов и “окон погоды”.

Изменения фактора групповитости и среднего числа волн в группе подобны для раз ного рельефа дна и при приближении волн к берегу фактор групповитости уменьшается, периодичность следования групп волн сохраняется, а среднее число волн в группе ло кально возрастает за счет увеличения средней частоты спектра ветровых волн. Ввиду сложности картины трансформации спектра волн пока не представляется возможным установить однозначное соответствие между изменениями фактора групповитости, чис лом волн в группах и особенностями спектральной структуры волн. Можно лишь с опре деленностью сказать, что диссипация энергии при обрушении волн не оказывает видимо го воздействия на эти параметры, а нелинейные процессы являются основной причиной их изменений. Уменьшение фактора групповитости по мере приближения волн к берегу Заключение происходит как за счет нелинейной перестройки спектра волн в области частот первых гармоник, так и за счет заполнения промежутков между группами первых гармоник груп пами высших гармоник.

Главной особенностью течений на российском шельфе Черного моря является их бимодальный характер – перенос вод вдоль берега в двух диаметрально противополож ных направлениях: северо-западном (западном) и юго-восточном (восточном). При этом, северо-западное направление преобладает над юго-восточным как по повторяемости на правлений, так и по величине скорости. Средний вектор течения за продолжительные (более 6 месяцев) периоды на большей части шельфа всегда направлен на северо-запад и в конкретном районе его направление согласуется с направлением береговой линии. Би модальный режим течений формируется в результате возникновения на прибрежной пе риферии Кольцевого циклонического течения (КЦТ) прибрежных антициклонических вихрей (ПАВ) различного масштаба.

В зоне от берега до глубин 10-15м повторяемость течений двух противоположных направлений близка к равновероятной. При удалении от берега повторяемость течений северо-западного направления увеличивается и на внешней части шельфа (глубина 50 100 м) повторяемость северо-западного направления превышает повторяемость юго-вос точных течений в несколько раз. На удалении 10-15 км от берега (глубина 500-600 м) режим течений становится мономодальным – в подавляющем большинстве случаев течения на правлены вдоль берега на северо-запад.

Бимодальный режим течений на российском шельфе в пределах 100-метровой изоба ты можно считать квазистационарным. Поэтому статистические характеристики, получен ные по длительному ряду измерений (не менее года) в какой-либо точке шельфа, распо ложенной в районе от Анапы до Адлера (ширина шельфа – от 5 до 10 км), будут предста вительными для всех точек района, расположенных на той же глубине. Что же касается широкого шельфа от Керченского пролива до Анапы, то, к сожалению, эксперименталь ных данных о течениях в этом районе очень мало. Сделать какие-либо выводы о режиме течений в этой части акватории невозможно. Можно только заметить, что здесь в форми ровании режима течений возрастает роль ветра.

В монографии дан подробный анализ и обобщение современных результатов натурных исследований и математического моделирования прибрежных течений штормового проис хождения (вдольбереговых, компенсационных и разрывных). Подробно рассмотрены резуль таты измерений в натурных условиях, а также основные подходы к моделированию вдольбе реговых, компенсационных и разрывных течений для случаев монохроматичных и нерегу лярных волн. На базе сравнения результатов численного моделирования и данных натурных наблюдений обсуждаются возможные пути совершенствования моделей.

Анализ натурных данных позволил выявить основные черты пространственно-вре менной изменчивости концентрации наносов во время штормов в береговой зоне беспри ливных морей. На временных масштабах с осреднением порядка длительности шторма, концентрация возрастает монотонно с уменьшением глубины вплоть до линии обруше ния волн. Мористее прибойной зоны вертикальный профиль средней по времени кон центрации и среднего диаметра взвешенных частиц характеризуются большими градиен тами в придонном слое 20-50 см толщиной, и их незначительным изменением выше это го слоя. Выявлены основные различия характера распределения концентрации взвешен ных частиц при прямом и косом подходах волн к берегу, обусловленные разной интен сивностью вдольберегового водообмена.

306 Заключение Анализ полей взвеси на временных масштабах, когда осреднение равно длительнос ти части шторма, позволил сформулировать представления об изменчивости в ходе штор ма основных показателей, характеризующих распределения концентрации наносов, взве шенных на разных участках береговой зоны. По характеру профиля концентрации взве шенных наносов можно выделить зоны, соответствующие слабой и сильной трансформа ции волн, а также участкам их обрушения. При этом вид вертикального профиля концен трации взвешенных наносов зависит и от типа обрушения волн. Мористее границы нача ла разрушения наиболее крупных волн основная масса твердого материала поднимается во взвесь в стадию развитого волнения. Ближе к берегу картина значительно сложнее, и на каждом участке масса поднятого во взвесь материала зависит от соотношения количе ства проходящих и разрушающихся здесь волн, а также от типа разрушения.

По результатам анализа натурных и лабораторных данных предложены методы опре деления условий существования активных песчаных рифелей и их стирания при усиле нии волнового режима. Разработан метод прогноза параметров волновых рифелей.

Предложена модель распределения средних значений концентрации и статистичес ких характеристик состава наносов, взвешенных приливным потоком с осреднением за время равное одному или нескольким промежуткам между состояниями “кроткой воды”.

Модель основана на диффузионной теории взвешивания наносов и подтверждена данны ми натурных измерений.

Рассмотрены основные физические механизмы, которые контролируют, амплитудные и фазовые соотношения флуктуаций концентрации и расхода взвешенных наносов в бе реговой зоне моря на временных масштабах меньших, чем период пика спектра ветро вых волн. Мористее зоны обрушения, в зоне слабодеформированных волн и рифельного дна, основным механизмом взвешивания песчаных наносов со дна являются вихри, фор мируемые за гребнями рифелей. Взвешивание наносов со дна происходит только при прохождении групп высоких волн. Пики концентрации приурочены к моментам смены знака скорости в фазы торможения и ускорения потока. При этом наибольшие значения концентрации наблюдаются в фазу торможения потока.

Статистически значимые значения когерентности между флуктуациями концентра ции и нормальной к берегу компонентой придонной скорости имеют место на частоте максимума спектра волн, а между концентрацией и огибающей скорости – на частотах 0,08 Гц. Флуктуации концентрации отстают по фазе на /2 относительно нормальной к берегу компоненты скорости воды на частоте максимума спектра волн, и относительно ее огибающей на величину от /4 до 0 при частотах 0,08 Гц.

Выброс песка вихрями, формируемыми вследствие сдвиговой неустойчивости дон ного пограничного слоя, является наиболее вероятным механизмом взвешивания песча ных наносов в зоне сильнодеформированных волн перед их обрушением, где вследствие больших волновых скоростей происходит стирание рифелей и дно оказывается прибли зительно плоским. Взвешивание наносов происходит в фазу торможения потока после прохождения гребней волн. Статистически это подтверждается значимыми значениями когерентности между флуктуациями концентрации и придонной скорости воды на часто те максимума спектра волн, а также наличием сдвига фаз между этими параметрами на этой частоте, равным - /4. На низких частотах корреляция между флуктуациями концен трации, скорости воды и ее огибающей не выявлена.

Макротурбулентные вихри, формируемые под обрушающимися волнами, являются доминирующим механизмом взвешивания песчаных наносов в зоне разрушения волн.

Заключение Наиболее интенсивные пики концентрации наблюдаются при обрушении гребня волн (plunging) и во времени приурочены к их переднему фронту. Поскольку в районе крутого переднего фронта волны вертикальная компонента волновой скорости направлена от дна, то поток взвешенных наносов также направлен от дна в толщу воды. Это подтверждает ся статистически значимыми показателями когерентности между флуктуациями концент рации вертикальной компонентой скорости воды, наблюдаемыми как на частоте макси мума спектра волн, так и на низких частотах.

Во внутренней части зоны разрушения волн, где преобладает процесс рассыпания их гребня, значимые величины когерентности наблюдаются только между флуктуациями концентрации и турбулентной кинетической энергией. Поскольку турбулентность опре деляет взвешивание наносов и отсутствует зависимость между значениями турбулентной энергии и скоростью воды в зоне разрушения волн, то не удивительно, что когерентность между флуктуациями концентрации и скоростью воды очень низкая, как это было проде монстрировано выше.

Наиболее высокие значения концентрации взвеси возникают во время прохождения через точку измерений крупных вихрей, когда интенсивность пульсаций скорости в не сколько раз превышает их среднеквадратичное значение. Этот вывод качественно согла суется с данными лабораторных исследований турбулентности под разрушающимися вол нами (Ting, Kirby, 1995,1996;

Cox, Kobayashi,1999).

Результаты натурных исследований потока взвешенных наносов и их сравнение с энергетическими моделями показывают, что последние удовлетворительно предсказыва ют поток взвеси только для условий, когда скорости среднего течения превышают 0,15 м/с.

Вклад осцилляционных движений воды такого типа моделями описывается неудовлетво рительно. Это связано с тем, что в зоне разрушения волн концентрация взвеси определя ется макромасштабной турбулентностью при обрушении волн, определяемой типом раз рушения волн и прямо не зависит от скорости воды, а в зоне неразрушенных волн между концентрацией взвешенных наносов и скоростью воды существует сдвиг по фазе, кото рый не учитывается в энергетических моделях.

Подробно рассмотрены модели для прогноза морфодинамических изменений подвод ного склона и береговой линии под действием нерегулярных штормовых волн и течений.

Представлены модели для расчета деформаций профиля подводного склона и его профи ля равновесия. Обсуждаются локальный и интегральный подходы к долгосрочному моде лированию прибрежной морфодинамики, имеющие важное практическое значение. На конкретных примерах показано, что каждый из них обладает своими достоинствами и недостатками. Наиболее рациональным, по-видимому, является совместное применение обоих подходов, обеспечивающее взаимный контроль и повышающее достоверность дол госрочного морфодинамического прогноза.

Рассмотрены возможные механизмы переноса загрязняющих веществ и тонкодиспер сных осадков из береговой зоны на шельф и континентальный склон. Выполненные оценки и данные натурных измерений позволяют предполагать, что ресуспензия поверхностных осадков на шельфе возможна только во время сильных штормов и течений с высокими скоростями. Наиболее вероятными механизмами транспорта тонкодисперсных осадков и связанных с ними загрязнениями с шельфа на континентальный склон могут быть анти циклонические вихри и перенос в донном экмановском пограничном слое. Основным механизмом самоочищения полузакрытых бухт является циркуляция вод, формируемая господствующими ветровыми условиями.

308 Заключение Представленные в монографии материалы натурных исследований и моделирования позволили достичь определенного прогресса в понимании динамических процессов бе реговой зоны моря. Полученные результаты могут найти применение на практике и, прежде всего, при реализации проектов в прибрежно-шельфовой зоне Черного моря. Представ ления о волновом режиме, динамике водных масс, транспорте осадков и морфодинамике, представленные в монографии, будут полезны при решении проблем, связанных с оцен ками антропогенного воздействия на морскую среду и выработкой мероприятий по ми нимизации такого воздействия.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Айбулатов Н.А. Исследование вдольберегового перемещения песчаных наносов в море.

М.: Наука. 1966. 159 с.

Айбулатов Н.А. Динамика твердого вещества в шельфовой зоне. Л.: Гидрометеоиздат. 1990.

271 с.

Айбулатов Н.А., Косьян Р.Д., Орвику К.К. Результаты литодинамических исследований из обитаемой лаборатории “Черномор”. Изв. АН ЭССР. Химия, геология. 1974. Т. 23.

№ 4. С. 344-351.

Анцыферов С.М. Измерение перемещения взвешенных наносов в устьях и эстуариях.

Гидротехническое строительство. 1998. № 4. С. 16-19.

Анцыферов С.М. Некоторые задачи исследования движения наносов в береговой зоне моря.

Человечество и береговая зона Мирового океана в XXI веке. М.: ГЕОС. 2001.

С. 54-64.

Анцыферов С.М., Дебольский В.К. Распределения концентрации взвесей в стационарном потоком над размываемым дном. Водные ресурсы. 1997. Т. 24. № 3. С. 270-276.

Анцыферов С.М., Ефремов А.С. Прогноз условий существования и параметров песчаных рифелей, образованных волнением. Геоморфология. 1996. № 4. С.87-97.

Анцыферов С.М., Кантаржи И.Г. Придонное граничное условие для расчета концентра ции наносов, взвешенных волнами и течениями. Океанология. 2000. Т. 40. № 4.

С.606-613.

Анцыферов С.М., Косьян Р.Д. Дифференциация обломочного материала во взвесенесу щем потоке. Процессы механической дифференциации обломочного материала в морских условиях. М.: Наука. 1981. С. 58-81.

Анцыферов С.М., Косьян Р.Д. Взвешенные наносы в верхней части шельфа. М.: Наука.

1986. 224 c.

Анцыферов С.М.‚ Акивис Т.М. Распределение концентрации наносов, взвешенных при ливным течением. Океанология. 1998. Т. 38. №. 5. С. 766-772.

Асауленко Ш.А., Витошкин Ю.К., Карасик В.М., Криль С.И., Очередько В.Ф. Теория и прикладные аспекты гидротранспортирования твердых материалов. Киев: Наукова думка. 1981. 364 с.

Векслер А.Б. К вопросу о гидравлической крупности и коэффициенте сопротивления наносов. Изд. ВНИИТ. 1971. Т. 96. С. 74-89.

Владимиров А.Т. Атлас динамики и морфологии советских берегов Черного моря. Моск ва. ИО АН СССР, Лаборатория рельефа дна и берегов морей. 1954. 71 с.

310 Список литературы Войцехович О.В. Натурные исследования штормовых течений и вдольберегового переме щения наносов на северо-западном побережье Черного моря. Дисс. на соиск. уч. степ.

канд. геогр. наук. М.: Ин-т океанологии им. П.П.Ширшова РАН. 1986. 203 с.

Гаранин А.В. Применение дискриминантных функций для геохимической классификации геологически сходных объектов. Математические методы в геологии. М.: Наука. 1968.

С. 43-48.

Георгиев В.Т., Герасимов С.А., Попов Ю.И. Гидродинамическое состояние открытых вод северной половины Черного моря в 1992-1993 гг. Исследование экосистемы Черного моря. Одесса: УНЦЭМ. 1994. Вып.1. С.18-24.

Геоэкология шельфа и берегов морей России. М: “Ноосфера”. 2001. 427 С.

Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Черное море. Ред. А.И.Симонов, Э.Н.Альтман. СПб.: Гидрометеоиздат. 1991. Том 4. Вып.1. 429 с.

Гижевски Е., Мельчарски А., Николов Х., Роневич П., Рудовски С., Семрау И. Строение и кратковременная изменчивость подводного берегового склона. Береговые процессы бесприливного моря (Любятово-76). Польская академия наук. Институт водного стро ительства. Гданьск. 1978. С.337-350.

Гранат Н.Л. Движение твердого тела в пульсирующем потоке вязкой жидкости. Изд. АН СССР. ОТН, механика и машиностроение. 1968. № 1. С. 70-78.

Давидан Л.И., Лопатухин Л.И., Рожков В.А. Ветровое волнение как вероятностный гид родинамический процесс. Л.: Гидрометеоиздат. 1978. 287 с.

Давидан Л.И., Лопатухин Л.И., Рожков В.А. Ветровое волнение в Мировом океане. Л.:

Гидрометеоиздат. 1985. 255 с.

Дебольский В.К., Анцыферов С.М., Акивис Т.М. Задачи прогноза распределения взве шенных наносов в русловых и приливных потоках. Водные проблемы на рубеже ве ков. М.: Наука. 1999. С. 107-124.

Дебольский В.К., Зайдлер Р., Массель С. (Редакторы). Динамика русловых потоков и ли тодинамика прибрежной зоны моря. М.: Наука. 1994. 303 с.

Драган Я.П., Рожков, В.А., Яворский И.Н. Методы вероятностного анализа ритмики оке анологических процессов. Л.: Гидрометеоиздат. 1987. 319 с.

Дэвис Дж.С. Статистический анализ данных в геологии (в 2 т.). М.: Недра. 1990. 748 с.

Ежегодник качества морских вод по гидрохимическим показателям за 1994г. Обнинск.

ВНИИГМИ-МЦД. 1995.

Ежегодник качества морских вод по гидрохимическим показателям за 1995г. Обнинск.

ВНИИГМИ-МЦД. 1996.

Заславский М.М., Красицкий В.П. О волновых флуктуациях параметров спектра ветро вых волн. Океанология. 1993. Т. 33. № 1. С. 44-52.

Зенкович В.П. Основы учения о развитии морских берегов. М.: изд-во АН СССР. 1962.

710 с.

Знаменская Н.С. Гидравлическое моделирование русловых процессов. С-Пб.: Гидромете оиздат. 1992. 240 с.

Каждан А.Б, Гуськов О.И. Математические методы в геологии. М.: Недра. 1990. 248 с.

Кендал М. Дж., Стюарт А. Статистические выводы и связи. М.: Наука. 1973. 447 с.

Ким Дж. Факторный дискриминантный и кластерный анализ. М.: Финансы и статистика.

1989. 216 с.

Косьян Р. Д. Распределение концентрации и состава взвешенных наносов в прибойной зоне. София. Океанология. 1985а. № 14. С. 75-83.

Список литературы Косьян Р. Д., В. Ж. Дачев, Н. В. Пыхов. Особенности формирования поля концентрации взве шенных наносов в береговой зоне. В кн.: Взаимодействие атмосферы, гидросферы и литосферы в береговой зоне (Камчия -77). Изд-во БАН, София. 1980. С. 266-276.

Косьян Р. Д., Кузнецов С. Ю., Подымов И. С., Пушкарев О. В., Пыхов Н. В. Морской турбидиметр. Патент на изобретение № 2112232. Заявка № 96121594. Приоритет ноября 1996 г. Зарегистрирована в Государственном реестре изобретений 27 мая 1998г.

Бюл. № 15.Опубл. 27.05.98.

Косьян Р. Д., Кузнецов С. Ю., Подымов И. С., Пыхов Н. В., Пушкарев О. В., Гришин Н.

Н., Харизоменов Д. А. Оптический прибор для измерения концентрации взвешенных наносов во время шторма в береговой зоне моря. Океанология. 1995. Том 35. № 3.

С. 463-469.

Косьян Р. Д., Подымов И. С. Измерение концентрации взвешенных наносов в береговой зоне моря методом турбидиметрии. Труды международного совещания “Динамика берегов морей и внутренних водоемов”. Новосибирск: Наука. 1998а. С.226-236.

Косьян Р. Д., Подымов И. С. Оптический измеритель концентрации взвешенных наносов в береговой зоне моря. Тезисы доклада международной конференции МСОИ-98. 1998б.

С. 82.

Косьян Р. Д., Подымов И. С., Дунец А. В. Электромагнитный датчик для измерения ско рости водного потока в придонной зоне. Тезисы доклада международной конферен ции МСОИ-98. 1998. С. 68.

Косьян Р.Д., Пыхов Н.В. Методы измерения гидро- и литодинамических процессов, про текающих в береговой зоне моря. М., ВИЭМС. 1990. 46c.

Косьян Р. Д., Пыхов Н.В. Гидрогенное перемещение осадков в береговой зоне моря. М.:

Наука. 1991. 280 с.

Косьян Р.Д. Теоретические модели взвесенесущих потоков. М., Деп. в ВИНИТИ. 1983. № 1025-83. 48 с.

Косьян Р.Д. Распределение концентрации и состава взвешенных наносов в зоне опроки дывания гребня и в прибойном потоке. Океанология (София). 1985б.№ 14. С. 83-89.

Косьян Р.Д. Об образовании и существовании рифелей при волнении в береговой зоне водоемов. Водные ресурсы. 1987. № 1. С.52-60.

Косьян Р.Д., Подымов И.С. Датчик донных форм. Патент РФ на изобретение № 2072539. 1997.

Кочетов Н.И. Речные наносы и пляжеобразование на северо-востоке черноморского по бережья Кавказа. Океанология, 31(2). 1991. С. 296-300.

Кривошея В.Г., Овчинников И.М., Титов В.Б., Удодов А.И., Лаптев С.Ю. Динамика вод и изменчивость температуры воды вблизи северо-кавказского побережья Черного моря.

Океанология 36(3). 1996. С.355-363.

Кривошея В.Г, Овчинников И.М., Титов В.Б., Прокопов О.И., Удодов А.И., Савин М.Т.

Гидрологическая структура и динамика вод. В монографии “Техногенное загрязне ние и естественное самоочищение Прикавказской зоны Черного моря”, М., Недра.

1996а.С. 133-202.

Кривошея В.Г., Москаленко Л.В., Овчинников И.М., Якубенко В.Г. Особенности динами ки вод и гидрологической структуры северо-восточной части Черного моря осенью 1993 г. Океанология. 1997. Т.37. №3. С.352-358.

Кривошея В.Г., Овчинников И.М., Титов В.Б. и др. Меандрирование Основного Черно морского течения и формирование вихрей в северо-восточной части Черного моря летом 1994 г. Океанология. 1998. Т.38. №4. С.546-553.

312 Список литературы Кривошея В.Г., Овчинников И.М., Титов В.Б. Динамика течений в прибрежной зоне.

Комплексные исследования техногенного загрязнения в прибрежной зоне Кавказско го шельфа Черного моря. М.: Недра. 1994. С.36-46.

Кривошея В.Г., Овчинников И.М., Титов В.Б. Динамика течений в прибрежной зоне. Ком плексные исследования техногенного загрязнения в прибрежной зоне Кавказского шельфа Черного моря. М.: Недра. 1996б. С.36-46.

Кривошея В.Г., Овчинников И.М., Титов В.Б., Якубенко В.Г., Пушкин В.В. Гидрологичес кие структуры и динамика вод прибрежной зоны Северо-Кавказского побережья Чер ного моря в мае-июне 1990 г. Деп.ВИНИТИ. 1991. №3526-В91. 65 с.

Кривошея В.Г., Прокопов О.И. Исследования северо-восточной части Черного моря по международным проектам. Океанология. 1997. Т.37. №2. С.315-316.

Кривошея В.Г., Титов В.Б. Гидрологические условия и их изменчивость в прибрежной зоне черноморского курорта Геленджик в приложении к проблеме экологии. Деп.ВИ НИТИ. 1990. №2084-В90. 89 с.

Кришнапан Б. Распространение грунта, удаляемого в виде компактной массы в глубокую воду. Технология гидромеханизированных земляных работ. М.: Транспорт. 1980.

С. 251-269.

Кузнецов С.Ю. Достоинства и недостатки энергетического подхода к прогнозу транспор та наносов. В монографии “Берега морей и внутренних водоемов. Актуальные про блемы геологии, геоморфологии и динамики”. Новосибирск, Изд-во СО РАН. 1999.

С. 183-190.

Лавренов И.В. Влияние квазициклических колебаний спектра ветрового волнения на низ кочастотную нелинейную его эволюцию. ФАО. 1999. Т. 35. № 3. С.399-405.

Латун В.С. Энергоснабжение глубоководных антициклонических вихрей Черного моря.

Комплексные океанографические исследования Черного моря. Севастополь: МГИ АН УССР. 1990. С.10-21.

Леонтьев И.О. О компенсации волнового нагона в береговой зоне моря. Океанология. 1974.

Т.14. № 4. С.630-635.

Леонтьев И.О. Динамика прибойной зоны. М.: ин-т океанологии им. П.П. Ширшова АН СССР. 1989. 184 с.

Леонтьев И.О. Профиль динамического равновесия: проверка теории. Океанология. 1992.

Т.32. № 2. С.355-361.

Леонтьев И.О. О динамических изменениях профиля пляжа во время шторма. Океаноло гия. 1997. Т.37. № 1. С.136-144.

Леонтьев И.О. Компенсационное противотечение в прибрежной зоне моря. Океанология.

1999. Т.39. № 1. С.57-63.

Леонтьев И.О. Моделирование морфодинамических изменений, вызванных прибрежны ми сооружениями. Океанология. 2000. Т.40. № 1. С.125-136.

Леонтьев И.О., Сперанский Н.С. Исследование компенсационного противотечения в бе реговой зоне. Водные ресурсы. 1980. № 3. С.122-131.

Лонге-Хиггинс М.С. Статистический анализ случайно движущейся поверхности. Ветро вые волны, Москва: изд-во иностр. Лит. 1962. С. 125-218.

Лонгинов В.В. Динамика береговой зоны бесприливных морей. М.: изд-во АН СССР. 1963.

379 с.

Лопатухин Л.И. Анализ распределений элементов волн. Тр. ВНИИГМИ-МЦД. 1974.

Вып. 1. С. 31-39.

Список литературы Лопатухин Л.И., Микулинская С.М. Аппроксимация распределений направлений распро странения волн. В кн.: “Вероятностный анализ и моделирование океанологических процессов.” Л.: Гидрометеоиздат. 1984. С. 57-66.

Лопатухин Л.И., Рожков В.А., Румянцева С.А. Основные принципы определения меры сход ства или различия между режимными распределениями волн и их использование для решения некоторых задач мореплавания. В кн.: “Проблемы исследования и математи ческого моделирования ветрового волнения”. С.-П.: Гидрометеоиздат. 1995. С.407-423.

Марчук Г.И., Каган Б.А. Динамика океанских приливов. Л.: Гидрометеоиздат. 1991. 472 с.

Овчинников И.М., Титов В.Б. Антициклоническая завихренность течений в прибрежной зоне Черного моря. Докл.АН СССР. 1990. Т.314. №5. С.1236-1239.

Овчинников И.М., Титов В.Б., Кривошея В.Г., Прокопов О.И., Удодов А.И., Савин М.Т.

Прибрежные течения. Техногенное загрязнение и процессы естественного самоочи щения Прикавказской зоны Черного моря. М.: Недра. 1996. С.168-188.

Онищенко Э. Л., Косьян Р. Д. О применении оптического метода определения концентра ции взвешенных наносов в природных водоемах. М.: Водные ресурсы. 1989. Вып. 3.

С. 94-101.

Павлидис Ю.А., Леонтьев И.О. Прогноз развития береговой зоны Восточно-Сибирского моря при повышении уровня и потеплении климата. Вестник РФФИ. 2000. № 1(19).

С.31-39.

Пейре Р., Тейлор Т.Д. Вычислительные методы в задачах механики жидкости. Л.: Гидро метеоиздат. 1986. 352 с.

Пыхов Н.В., Дачев В.Ж., Косьян Р.Д., Николов Н.И. Исследование поля средних концен траций взвешенного материала и его состава в береговой зоне. В кн.: “Взаимодей ствие атмосферы, гидросферы и литосферы в береговой зоне (Камчия -77).” Изд-во БАН, София. 1980. С. 238-251.

Пыхов Н.В., Косьян Р.Д., Кузнецов С.Ю. Натурные исследования временных масштабов и механизмов взвешивания песчаных осадков нерегулярными волнами. Океанология.

1997. Т. 37. № 2. 202 с.

Рабинович А.Б. Длинные гравитационные волны в океане. С.-Пб.: Гидрометеоиздат. 1993. 325 с.

Родионов Д.А., Коган Р.И., Голубева В.А., Смирнов Б.И., Сиротинская С.В. Справочник по математическим методам в геологии. М.: Недра. 1987. 335 с.

Соловьев В.П. Моделирование спектральных характеристик огибающей ветровых волн.

Морской гидрофизический журнал. 1989. № 2. С.27-34.

Сошникова Л.А., Тамашевич В.Н., Уебе Г., Шефер М. Многомерный статистический ана лиз в экономике. М.: “Издательство Юнити-Дана”. 1999. 598 с.

Техногенное загрязнение и процессы естественногосамоочищения прикавказской зоны Черного моря. М.: “Недра”. 1996. 502 С.

Титов В.Б. Характеристика режима прибрежных течений у Северо-Кавказского побере жья Черного моря. Деп.ВИНИТИ. 1989. №5320-В89. 99 с.

Титов В.Б. О роли вихрей в формировании режима течений на шельфе Черного моря и в экологии прибрежной зоны. Океанология. 1992. Т.32. №1. С.39-48.

Титов В.Б., Савин М.Т. Изменчивость придонных течений на северо-восточном шельфе Черного моря. Океанология. 1997. Т.37. №1. С.50-55.

Ткаченко Ю.Ю., Верхунов А.В., Суслов А.В. Гидрологическая структура и циркуляция вод прибрежной зоны Черного моря. Экология прибрежной зоны Черного моря. М.

ВНИРО. 1992. С.17-40.

314 Список литературы Феллер В. Введение в теорию вероятностей и ее приложение. М.: Мир. 1967. Т. 1. 498 с.

Фидман Б.А. Турбулентность водных потоков. Л.: Гидрометеоиздат. 1991. 240 с.

Филлипс О.М. Динамика верхнего слоя океана. Л.: Гидрометеоиздат. 1980. 319 с.

Хабидов А.Ш. Динамика береговой зоны крупных водохранилищ. Новосибирск: Изд-во СО РАН, Научно-издательский центр ОИГГМ СО РАН. 1999. 104 с.

Шадрин И.Ф. Течения береговой зоны бесприливного моря. М.: Наука. 1972. 128 с.

Шепард Ф., Инман Д. Прибрежная циркуляция, обусловленная топографией дна и реф ракцией волн. Основы предсказания ветровых волн, зыби и прибоя. М.: Иностранная Литература. 1951. С.450-472.

Шифрин К.С. Рассеяние света в мутной среде. Л.: Гостехиздат. 1951. 357с.

Шрайбер А.А. О диффузии тяжелой частицы в турбулентном потоке Теплофизика и теп лотехника (Респ. межвед. сб.). Киев. 1973. Т. 25. С. 110-113.

Яворский Б. М, Детлаф А. А. Справочник по физике. М.: Наука. 1990. 942 с.

Якушев Е.В., Есин Н.В., Лукашев Ю.Ф., Часовников В.К., Крыленко В.В. Влияние антро погенных факторов на гидрохимическую структуру прибрежных вод в районе Гелен джикской и Голубой Бухт. Краснодар: Наука Кубани. №4. 2000. С.38-44.

Amos C.L., Daborn G.R., Christian H.A., Atkinson A., Robertson A. In situ erosion measurements on fine-grained sediments from the Bay of Fundy. Marine Geology 108. 1992. P. 175–196.

Antsyferov S.M., Kos’yan R.D. Study of suspended sediment in the coastal zone. Coastal Eng., 1990. V. 14. P. 147-172.

Antsyferov S.M., Pykhov N.V., Dachev V.Zh. Dynamics of suspended sediments. Dynamical processes in coastal regions. Sofia: Publ. o the Bulgarian Academy of Sciences. 1990.

P.127-177.

Ariathurai R, Arulanandan K Erosion rate of cohesive solids. J/ of Hydr. Div., ASCE. 1978.

V.104, HY2. P. 279-283.

Badiei P., Kamphuis J.W. Physical and numerical study of wave induced currents in wave basins of various sizes. Int. Conf. “Coastal dynamics’95”. Gdansk. 1995. P. 377-388.

Badiei P., Kamphuis J.W., Hamilton D.G. Physical experiments on the effects of groins on shore morphology. 24th Int. Conf. on Coastal Eng. Kobe, Japan. 1994. P. 1782-1796.

Bagnold R.A. Mechanics of marine sedimentation. The Sea. 1963. V.3. N.Y.: J. Wiley. P.507-528.

Bailard J.A. An energetic total load sediment transport model for a plane sloping beach. J.

Geophys. Research, 86(C11). 1981. P. 10938-10954.

Bakker W.T. Sand concentration in an oscillatory Flow. Proc. 14th Int. Conf. on Coastal Engineering, Copenhagen, ASCE. 1974. 1129 p.

Baldock T.E., Huntley D.A., Burd P.A.D., O’Hare T., Bullock G.N. Breakpoint generated surf beat induced by bichromatic wave groups. Coastal Engineering, 39. 2000. P. 213-242.

Battjes A.J. Modelling of turbulence in the surf zone. Symp. on Model. Tech. ASCE. San Francisco. 1975. P.1050-1061.

Battjes J.A., Janssen J.P.F.M. Energy loss and set-up due to breaking of random waves, Proc.Coastal. Eng. Conf. 16th. 1978. P.569-587.

Beach R.A., Sternberg R.W. Suspended sediment transport in the surf zone: response to the incident wave and longshore current interaction. Mar. Geol. 1992. V. 108. P. 275-294.

Beach R.A., Sternberg R.W. Suspended-sediment transport in the surf zone: responce to breaking waves. Continental Shelf Reseach. 1996. V. 16. P. 1989-2003.

Becq-Girard F., Forget P., Benoit M. Non-linear propagation of unidirectional wave fields over varying topography. Coastal Eng., 1999. V. 38. P. 91–113.

Список литературы Beji S., Battjes J.A. Experimental investigation of wave propagation over a bar. Coastal Eng., 1993. V. 19. P. 151-162.

Beloshapkova S.G., Beloshapkov A.V., Leont’yev I.O. Sediment transport and morphological changes caused by underwater pipeline in the Kara Sea. 6 th Int. Offshore and Polar Eng.

Conf. ISOPE. Los Angeles. 1996. V.II. P.105-110.

Bijker E.W. Some considerations about scales for coastal models with movable bed. Dissertation.

Delft Univ. of Tech. 1967.

Bitner-Gregersen E., Gran S. Local properties of sea waves derived from a wave record. App.

Ocean Res. 1983. V.5. № 4.

Block M.E., Davies A.G., Villaret C. Suspension of sand in oscillatory flow above ripples: discrete vortex model and laboratory measurements. In: Sediment transport mechanisms in coastal environments and rivers, Euromech 310, Hong-Kong, New Jersey, London, Singapore, World Scientific. 1994. 37 p.

Boczar-Karakiewicz B., Davidson-Arnott R.G.D. Nearshore bar formation by non-linear wave process - a comparison of model results and field data. Marine Geol. 1987. V.77.

P.287-304.

Bogrdi J. Sediment transport in alluvial streams. Budapest: Akad. Kiad. 1974. 826 p.

Boukhanovsky A.V., Divinsky B.V., Kos’yan R.D., Lopatoukhin L.I. Some results of wave measurement from the buoy near Gelendzhik. The Eighth Workshop of NATO TU-WAVES/ Black Sea, METU, Ankara, Turkey. 1998. P. 7-8.



Pages:   || 2 |
 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.