MATHEMATICAL MODELING OF THE TRANSFORMATION OF NITROGEN, PHOSPHORUS AND OXYGEN COMPOUNDS IN THE ECOSYSTEM OF LAKE TELETSKOYE

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The most significant features of modeling the cycle of compounds of biogenic elements (nitrogen and phosphorus) and the dynamics of dissolved oxygen in the ecosystem of Lake Teletskoye are considered. The model was calibrated taking into account data from long-term observations of water quality in 1985-2003, as well as a scenario version of the hydrological regime in 2016. The analysis of the intra-annual variability for the state variables, external and internal fluxes of nitrogen and phosphorus compounds in the water is given. The permissible load of nitrogen and phosphorus on the lake is calculated. The model analysis showed that the lake's assimilation potential with respect to phosphorus compounds is insignificant, practically absent. In relation to nitrogen compounds, there is still a small reserve of self-purification. The water is clean not due to sufficient assimilation, but due to the fact that there has been a low anthropogenic load so far. The obtained model results indicate the urgent need to bring the research to a modern level, both in terms of the number for observation points of the monitoring network in characteristic zones, increasing the list of monitored indicators and the frequency of monitoring, and improving the quality of the instrumental and methodological base.

Sobre autores

A. Tskhai

Institute for Water and Environmental Problems SB RAS

Email: tskhai@ivep.ru
Barnaul, Russia

M. Romanov

Institute for Water and Environmental Problems SB RAS

Email: taa1956@mail.ru
Barnaul, Russia

Bibliografia

  1. Указ Президента Российской Федерации от 21 июля 2020 г. № 474 “О национальных целях развития Российской Федерации на период до 2030 года” // Российская газета. Федеральный выпуск. 22 июля 2020 г. № 159 (8213).
  2. Акулова О.Б., Букатый В.И. Оценка влияния оптически активных компонентов воды на ослабление света в озере Телецкое // Ползуновский альманах. 2019. № 4. С. 63—65.
  3. Акулова О.Б., Букатый В.И., Вагнер А.А., Дьяченко А.В., Коломейцев А.А., Зиновьев А.Т. Фотосинтетически активная солнечная радиация в Телецком озере в период открытой воды // Изв. Алтайского гос. ун-та. 2022. № 4 (126). С. 11—17. https://doi.org/10.14258/jzvasu(2022)4-01
  4. Бочаров О.Б., Васильев О.Ф., Квон В.И., Овчиншкова Т.Э. Численное исследование гидротермических процессов и процессов переноса в глубоких водоемах // Сиб. экол. журн. 2003. Т. 10. № 2. С. 221—230.
  5. Брандт З. Анализ данных. Статистические и вычислительные методы для научных работников и инженеров. М.: Мир, 2003. 686 с.
  6. Данчев В.Н. Разработка и применение информационно-вычислительного комплекса для моделирования циркуляций и термического режима Телецкого озера. Дис. ... канд. техн. наук. Новосибирск: ИВЭП СО РАН, 2013. 160 с.
  7. Даценко Ю.С. Методы оценки внутренней биогенной нагрузки водоемов (обзор) // Тр. Кар. НЦ РАН. 2019. № 9. С. 116—124. https://doi.org/10.17076/lim1049
  8. Зиновьев А.Т., Кошелев К.Б., Дьяченко А.В. Анализ результатов моделирования и натурных данных содержания растворенного кислорода в Телецком озере // Вод. хоз-во России: проблемы, технологии, управление. 2023. № 6. С. 57–69. https://doi.org/10.35567/19994508_2023_6_5
  9. Зиновьев А.Т., Кошелев К.Б., Дьяченко К.В., Марусин К.В. Численное моделирование и натурные исследования термобара в Телецком озере // Метеорология и гидрология. 2021. № 5. С. 86–94. https://doi.org/10.52002/0130-2906-2021-5-86-94
  10. Зуйкова Е.И. Современное состояние зоопланктонного сообщества Телецкого озера. Дис. ... канд. биол. наук. Краснокурск: КГУ, 1998. 124 с.
  11. Квон Д.В. Математическое моделирование гидротермических процессов в Телецком озере. Дис. ... канд. физ.-мат. наук. Барнаул: ИВЭП СО РАН, 1998. 136 с.
  12. Леонов А.В. Моделирование природных процессов на основе имитационной гидроэкологической модели трансформации соединений С, N, P, Si. Южно-Сахалинск: СахГУ, 2012. 148 с.
  13. Леонов А.В., Пищальник В.М. Моделирование природных процессов в водной среде. Теоретические основы. Южно-Сахалинск: СахГУ, 2012. 228 с.
  14. Лозовик П.А. Гидротехнические критерии состояния поверхностных вод гумидной зоны и их устойчивости к антропогенному воздействию. Дис. ... доктора хим. наук. М.: ГЕОХИ РАН, 2006. 481 с.
  15. Лозовик П.А. Нормирование допустимой антропогенной нагрузки на водные объекты с экологической и геохимических позиций // Научное обеспечение реализации “Водной стратегии Российской Федерации на период до 2020 года”. Т. 1. Петрозаводск: Кар. НЦ РАН, 2015. С. 446–452.
  16. Лозовик П.А., Бородулина Г.С., Карпечко Ю.В., Кондратьев С.А., Литвиненко А.В., Литвинова И.А. Биогенная нагрузка на Онежское озеро по данным натурных наблюдений // Тр. Кар. НЦ РАН. 2016. № 6. С. 35–52.
  17. Лозовик П.А., Кулик Н.В., Ефременко Н.А. Литрофильные элементы и тяжелые металлы в Онежском озере: источники поступления, содержащие и трансформация // Тр. Кар. НЦ РАН. 2020. № 4. С. 62–74. https://doi.org/10.17076/lim1189
  18. Лозовик П.А., Рыжаков А.В., Сабылина А.В. Процессы трансформации, круговорота и образования веществ в природных водах // Тр. Кар. НЦ РАН. 2011. № 4. С. 21–28.
  19. Лозовик П.А., Фрумин Г.Т. Современное состояние и допустимые биогенные нагрузки на Псковско-Чудское озеро // Тр. Кар. НЦ РАН. 2018. № 3. С. 3–10.
  20. Митрофанова Е.Ю. Фитопланктон Телецкого озера (Горный Алтай, Россия). Дис. ... канд. биол. наук. М.: МГУ, 2000. 200 с.
  21. Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества воды водоемов и водотоков. ГОСТ 17.1.3.07–82. М.: Госстандарт СССР, 1982. 10 с.
  22. Подгорный К.А. Математическая модель для изучения экосистемы Вислинского залива Балтийского моря. Ч. 1. Теоретические основы и структура модели, методология подготовки исходных данных для выполнения расчетов. Калининград: Атлант НИРО, 2018. 271 с.
  23. Пушистов П.Ю., Викторов Е.В. Прикладной системный анализ циркуляций и термического режима Телецкого озера. Барнаул: Пять плюс, 2016. 152 с.
  24. Руховец Л.А., Филатов Н.Н. Использование математических моделей для решения задач сохранения водных ресурсов Онежского озера // Тр. Кар. НЦ РАН. 2011. № 4. С. 77–87.
  25. Селегей В.В. Телецкое озеро. Очерки истории. Кн. первая. Новосибирск: Офест, 2009. 119 с.
  26. Селегей В.В., Селегей Т.С. Телецкое озеро. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 143 с.
  27. Филатов Н.Н., Мешиуткин В.В. Проблемы оценки изменений экосистем крупных стратифицированных водоемов под влиянием климата и антропогенных факторов // Уч. зап. Рос. гос. гидрометеорол. ун-та. 2017. № 48. С. 120–147.
  28. Филатов Н.Н., Назарова Л.Е., Литовинко А.В. и др. Крупнейшие озера-водохранилища Северо-запада европейской территории России: современное состояние и изменения экосистем при климатических и антропогенных воздействиях. Петрозаводск: Кар. НЦ РАН, 2015. 375 с.
  29. Цхай А.А., Агейков В.Ю. Математическое моделирование процессов трансформации соединений азота и фосфора и изменчивости кислородного режима в водохранилищах // Вод. ресурсы. 1997. Т. 24. № 6. С. 718–728.
  30. Цхай А.А., Агейков В.Ю. Моделирование изменения уровня энтрофирования водохранилища на основе воспроизведения биотехнических циклов // Вод. ресурсы. 2020. Т. 47. № 1. С. 105–113. https://doi.org/10.31857/S0321059620010149
  31. Цхай А.А., Агейков В.Ю., Романов М.А. Модель циклов трансформации биогенных элементов и динамики растворенного кислорода в Телецком озере // Изв. Алтайского отд. РГО. 2024. № 1 (71). С. 43–56. https://doi.org/10.24412/2410-1192-2023-17104
  32. Цхай А.А., Леонов А.В. Прогноз качества воды проектируемого водохранилища на основе модели трансформации соединений азота и фосфора // Вод. ресурсы. 1995. Т. 22. № 3. С. 261–272.
  33. Цхай А.А., Романов М.А. Об условиях протекания циклов биогенных элементов в Телецком озере: анализ данных для моделирования // Изв. Алтайского отд. РГО. 2023. № 4 (71). С. 40–60. https://doi.org/10.24412/2410-1192-2023-17104
  34. Шевченко Г.А. Геоэкологическое состояние акватории и прибрежной зоны Телецкого озера (Горный Алтай). Дис. ... канд. геол.-минерал. наук. Томск: ТПУ, 2010. 149 с.
  35. Bai J., Zhao J., Zhang Z., Tian Z., Assessment and a review of research on surface water quality modeling // Ecol. Modelling. 2022. V. 466. 10988. https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2022.109888
  36. Koshelev K., Zinoviev A., De Goede E., De Graaff R. Modelling of Thermal Stratification and Ice Dynamics with Application to Lake Teletskoye, Altai Republic, Russia // Water Resour. 2021. V. 48. № 3. P. 368–377. https://doi.org/10.1134/S0097807821030088
  37. Theil H. Applied economic forecasting. Amsterdam: North-Holland; 1971. 474 p.
  38. Wetzel R.G. Limnology: Lake and River Ecosystems. Third Edition. San Diego: Acad. Press, 2001. 1006 p.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».