Влияние на качество отбираемой воды нестационарности скоростного режима водного объекта при наличии в нем плотностной стратификации
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2022.15.2.10Ключевые слова:
водные объекты, моделирование качества воды, вертикальная стратификация водных масс, сезонная динамикаАннотация
Представлены результаты натурных измерений и численного моделирования аспектов формирования качества воды в реке Каме (в Камском водохранилище), используемой промышленными предприятиями города Березники с целью технического водоснабжения. В летний период возникают значительные риски при обеспечении устойчивости водоснабжения. Традиционно считается, что в период зимней межени, при прохождении по руслу меньших объемов воды, эти риски также должны возрастать. Однако, как показывают материалы ведомственного мониторинга, а также выполненные натурные исследования, в зимний период наблюдается устойчивое функционирование технических водозаборов из реки Камы. Обнаружено, что в летний период, когда данный участок реки находится в подпоре от Камской ГЭС и скорости течений снижаются, формируется вертикальная стратификация водных масс, уменьшающая водопользование из придонной области. В зимний же период, при понижении уровня воды в водохранилище, на этом участке русла имеют место типичные речные условия, для которых свойственны более высокие скорости течения, а также интенсивное вертикальное перемешивание водных масс. Вследствие этого улучшаются потребительские свойства воды, необходимые для устойчивого водоснабжения. Результаты численного моделирования качества воды, проведенного в рамках трехмерной модели, подтвердили сделанное заключение. Показано, что если в точке амплитуда скорости течения меняется со временем гармонически, то концентрация соли в этой точке также подчиняется гармоническому закону, но в противофазе относительно скорости.
Скачивания
Библиографические ссылки
Macdonald D.D., Ingersoll C.G., Berger T.A. Development and evaluation of consensus-based sediment quality guidelines for freshwater systems // Arch. Environ. Contam. Toxicol. 2000. Vol. 39. P. 20-31. https://doi.org/10.1007/s002440010075
Ucler N., Engin G.O., Kocken H.G., Oncel M.S. Game theory and fuzzy programming approaches for biobjective optimization of reservoir watershed management: a case study in Namazgah reservoir // Environ. Sci. Pollut. Res. 2015. Vol. 22. P. 6546-6558. https://doi.org/10.1007/s11356-015-4181-8
Lopes L.F.G., Carmo J.S.D., Cortes R.M.V., Oliveira D. Hydrodynamics and water quality modeling in a regulated river segment: application on the instream flow definition // Ecol. Model. 2004. Vol. 173. P. 197-218. https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2003.07.009
Na E.H., Park S.S. A hydrodynamic and water quality modeling study of spatial and temporal patterns of phytoplankton growth in a stratified lake with buoyant incoming flow // Ecol. Model. 2006. Vol. 199. P. 298-314. https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2006.05.008
Chen Q., Tan K., Zhu C., Li R. Development and application of a two-dimensional water quality model for the Daqinghe River Mouth of the Dianchi Lake // J. Environ. Sci. 2009. Vol. 21. P. 313-318. https://doi.org/10.1016/S1001-0742(08)62270-6
Calderon M.R., Almeida C.A., Gonzalez P., Jofre M.B. Influence of water quality and habitat conditions on amphibian community metrics in rivers affected by urban activity // Urban ecosyst. 2019. Vol. 22. P. 743-755. https://doi.org/10.1007/s11252-019-00862-w
Методика разработки нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей (с изменениями на 31 июля 2018 года).
Лепихин А.П., Любимова Т.П., Паршакова Я.Н., Тиунов А.А. К проблеме утилизации избыточных рассолов предприятиями калийной промышленности в водные объекты // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2012. № 2. С. 185-193. (English version https://doi.org/10.1134/S1062739148020220)
Любимова Т.П., Лепихин А.П., Паршакова Я.Н. Численное моделирование отведения высокоминерализованных сточных вод в водные объекты с целью усовершенствования конструкций выпускных устройств // Вычисл. мех. сплош. сред. 2019. Т. 12, № 4. С. 427-434. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2019.12.4.36
Khayrulina E., Maksimovich N. Influence of drainage with high contents of water-soluble salts on the environment in the Verkhnekamskoe potash deposit, Russia // Mine Water Environ. 2018. Vol. 37. P. 595-603. https://doi.org/10.1007/
s10230-017-0509-6
Lyubimova T., Lepikhin A., Parshakova Y., Bogomolov A., Lyakhin Y., Tiunov A. Peculiarities of hydrodynamics of small surface water bodies in zones of active technogenesis (on the example of the Verkhne-Zyryansk reservoir, Russia) // Water. 2021. Vol. 13. 1638. https://doi.org/10.3390/w13121638
Lepikhin A.P., Voznyak A.A., Lyubimova T.P., Parshakova Ya.N., Lyakhin Yu.S., Bogomolov S.V. Studying the formation features and the extent of diffuse pollution formed by large industrial complexes: Case study of the Solikamsk–Berezniki industrial hub // Water Resour. 2020. Vol. 47. P. 744-750. https://doi.org/10.1134/S0097807820050127
Лепихин А.П., Веницианов Е.В., Любимова Т.П., Тиунов А.А., Паршакова Я.Н., Ляхин Ю.С., Богомолов А.В. Влияние вертикальной неоднородности водных масс на устойчивость промышленного водоснабжения в зонах высокой техногенной нагрузки // Труды КарНЦ РАН. 2021. № 4. С. 53-63. https://doi.org/10.17076/lim1419
Богомолов А.В., Лепихин А.П., Ляхин Ю.С., Гребенева М.Г. Особенности колебаний вертикальных структур полей минерализации в Камском водохранилище в период летней межени в районе г. Березники // Горное эхо. 2021.
№ 4(85). С. 3-11.
Любимова Т.П., Лепихин А.П., Паршакова Я.Н., Циберкин К.Б. Численное моделирование инфильтрации жидких отходов из хранилища в прилегающие грунтовые воды и поверхностные водоёмы // Вычисл. мех. сплош. сред. 2015. Т. 8, № 3. С. 310-318. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2015.8.3.26
Lyubimova T.P., Roux B., Luo S., Parshakova Y.N., Shumilova N.S. Modeling of the near-field distribution of pollutants coming from a coastal outfall // Nonlin. Processes Geophys. 2013. Vol. 20. P. 257-266. https://doi.org/10.5194/
npg-20-257-2013
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2022 Вычислительная механика сплошных сред
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.