Современные методы и технические средства экологического мониторинга устьев малых рек

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В настоящее время устья рек интенсивно осваиваются, в связи с чем требуется получение актуальной информации об их современном экологическом состоянии, гидрологическом режиме и географических особенностях. В соответствии с этим важным является разработка и усовершенствование методов и технических средств экологического мониторинга устьев рек. В статье приведена разработанная методика комплексных исследований устьев малых рек, основанная на применения новых технических средств и методов. Показан опыт применения современных приборов отечественной разработки для решения практических задач комплексного водно-экологического мониторинга на примере выполнения экспедиционных работ в устье р. Черная, Севастопольской бухте (п-ов Крым, г. Севастополь). Описаны возможности используемых технических средств: CTD-зонда ГАП-АК-12Р (МГИ РАН), биофизического комплекса «Кондор» (НПП «Аквастандарт»), эхолота Garmin, позволяющих получать натурные данные о мутности, концентрации взвеси, скорости и направлении течения, среднем размере взвешенных частиц, солености и температуре водной среды. Представлены результаты применения нового метода определения скорости течения и расхода воды, основанного на обработке видеоизображений. Применение разработанной методики дает возможность получить информацию, необходимую для анализа гидрологического режима и экологического состояния устьев малых рек.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. А. Антоненков

Морской гидрофизический институт РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: dmitry_science@mail.ru
Россия, Севастополь

Список литературы

  1. Алабян А.М., Беликов В.В., Крьшенко И.Н., Лебедева С.В. Применение двумерных гидродинамических моделей для решения проблем регулирования русла Нижней Волги в условиях дефицита данных гидрологических изысканий // Инженерные изыскания. 2014. № 2. С. 18–28.
  2. Антоненков Д.А. Измерительный комплекс для исследования динамических характеристик и структуры течения водного потока в прибрежной морской зоне // Изв. вузов. Приборостроение. 2020. Т. 63. № 12. С. 1112–1118. https://doi.org/10.17586/0021-3454-2020-63-12-1112-1118
  3. Архипкин В.С., Лазарюк А.Ю., Левашов Д.Е., Рамазин А.Н. Океанология // Инструментальные методы измерения основных параметров морской воды: Учебное пособие. М.: Изд-во МАКС Пресс, 2009. 335 с.
  4. Гидрозонд автономный портативный «ГАП-АК-12Р». URL: http://mhi-ras.ru/sensors/gidrozond_avtonomnyj_portativnyj_GAP-AK-12R.html. (дата обращения 28.09.2022).
  5. Клавен А.Б., Копалиани З.Д. Экспериментальные исследования и гидравлическое моделирование речных потоков и русловые процессы. СПб: Нестор–История, 2011. 504 с.
  6. Комплекс гидробиофизический мультипараметрический погружной автономный «КОНДОР». URL: http://ecodevice.com.ru/ecodevice-catalogue/multiturbidimeter-kondor (дата обращения: 30.04.2023г.).
  7. Лучшева А.А. Практическая гидрометрия. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 424 с.
  8. Методические указания. Гидрологические наблюдения и работы на гидрометеорологической сети в устьевых областях рек: Руководящий документ РД 52.10.324-92. Введ. с 01.01.1993 г. по 2002 год. М., 1993. 188 с.
  9. Миньковская Р.Я. Комплексные исследования разнотипных морских устьев рек (на примере морских устьев рек северо-западной части Черного моря): электронный ресурс / Р.Я. Миньковская; ФГБУН ФИЦ «Морской гидрофизический институт РАН». Севастополь, 2020. 364 с. ISBN 978-5-6043409-2-9. https://doi.org/10.22449/978-5-6043409-2-9
  10. Михалев В.Н., Добровольский А.Д., Добролюбов С.А. Гидрология: учебник для вузов. Изд. 3-е, стер. М.: Высш. шк., 2008. 463 с.
  11. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Выпуск 9. Гидрометеорологические наблюдения на морских станциях и постах. Часть 1. Гидрологические наблюдения на береговых станциях и постах: Руководящий документ РД 52.10.842-2017. Введ. с 27.11.2017 г. № 595 по 2022 год. М., 2017. 375 с.
  12. Руководство по гидрометеорологическому исследованию устьевых областей рек, впадающих в море: Руководящий документ РД 52.10.879-2019 утвержден 23.07.2019 / ФГБУ «Государственный океанографический институт имени Н. Н. Зубова»; Введ. с 08.11.2019 г. № 579 по 2025 год. М., 2020. 86 с.
  13. Хмелевой С.В. Использование GPU для расчетов скоростей газо-жидкостных сред с помощью метода PIV // Радиоэлектронные и компьютерные системы. 2012. № 6 (58). С. 124–129.
  14. Antonenkov D.A. Water flow speed determining using visualization methods // Scientific Visualization. 2020. V. 12. № 5. P. 102–111. https://doi.org/10.26583/sv.12.5.09
  15. Chepyzhenko A.A., Chepyzhenko A.I. Methods and device for in situ total suspended matter (TSM) monitoring in natural waters’ environment // Proc. SPIE 10466, 23rd International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics, 104663G (30 November 2017). https://doi.org/10.1117/12.2287127
  16. Dykman V.Z. Technical tools for studying structure and dynamics of water masses // Physical Oceanography. 2016. № 6 (192). P. 43–55.
  17. Jahanmiri M. Particle Image Velocimetry: Fundamentals and Its Applications. Research report 2011:03. Department of applied mechanics, Chalmers University of technology, Göteborg, Sweden. 2011. 58 p.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Морское устье р. Черной

Скачать (173KB)
3. Рис. 2. Спутниковый снимок устья р. Черной (а), схемы створов в устье (б) и в Инкерманском лимане (в)

Скачать (374KB)
4. Рис. 3. Продольный профиль отдельного участка устья р. Черной

Скачать (199KB)
5. Рис. 4. Спутниковый снимок участка устья р. Черной с отмеченной областью аккумуляции наносов

Скачать (458KB)
6. Рис. 5. Фотоизображение и характеристики гидрозонда «ГАП-АК-12Р»

Скачать (348KB)
7. Рис. 6. Пространственная изменчивость солености в устье р. Черной, 2022 г.

Скачать (353KB)
8. Рис. 7. Изображение биофизического комплекса «Кондор» и его технические характеристики

Скачать (333KB)
9. Рис. 8. Пространственная изменчивость мутности и скорости течения в створе 4 в устье р. Черной, 2020 г.

Скачать (251KB)
10. Рис. 9. Изображение экспериментального прибора «Визуализатор потока»

Скачать (332KB)
11. Рис. 10. Пример полученного изображения (слева) и построенное мгновенное поле скорости течения в поверхностном слое воды (справа)

Скачать (175KB)
12. Рис. 11. Распределение средней скорости течения водного потока в створе 4 в устье р. Черной

Скачать (246KB)
13. Рис. 12. Пример обработки видеоизображений водного потока реки для определения поверхностной скорости водного потока

Скачать (424KB)
14. Рис. 13. Результаты батиметрических измерений и диаграмма расхода воды в створе 1 р. Черной

Скачать (199KB)

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах