Modelling of Water Pollution Propagation in the Sevastopol Bay

Abstract

Введение. Одни из важнейших задач мониторинга морской средыконтроль за распространением различных загрязнений и разработка систем оперативного реагирования на аварийные выбросы. В работе на основе диагностических расчетов циркуляции вод в Севастопольской бухте проведено моделирование процессов переноса загрязняющей примеси, поступающей из разных источников. Материалы и методы. Расчет поля течений проводился по σ-координатной модели, являющейся версией модели РОМ (Princeton Ocean Model), адаптированной к условиям Севастопольской бухты. Чтобы рассчитать перенос загрязняющей примеси, в модель циркуляции была инкорпорирована модель переноса − диффузии субстанции. Использовались данные о направлении и скорости ветра на метеостанции Севастополь, климатические поля температуры, солености и плотности, рассчитанные по 2,7 тыс. гидрологических станций в Севастопольской бухте, средний сезонный ход стока воды реки Черной, цифровой массив рельефа дна бухты с пространственным разрешением 68 м. Анализ результатов. Численные эксперименты по распространению загрязняющей примеси от места возможного выброса в бухте Голландия показали, что зависимость направления/траектории движения пятна загрязнения от типа циркуляции вод более всего проявляется в Южной бухте, в меньшей степенив центральной части Севастопольской бухты. В случае выброса загрязнений в устье реки Черной, вне зависимости от ветровых условий, пятно примеси, двигаясь в северо-западном направлении, достигает района бухты Голландия. Дальнейшая эволюция объема загрязненных вод аналогична процессу в ситуациях выброса примеси непосредственно в бухте Голландия. Обсуждение и заключение. Проведенные численные эксперименты показали работоспособность и адекватность воспроизведения в модели исследуемых процессов, что позволяет в дальнейшем планировать проведение прогностических расчетов по моделированию сезонного хода циркуляции и термохалинной структуры вод Севастопольской бухты и более точно описывать пути распространения загрязнений. Ключевые слова: численная модель, диагностические расчеты, загрязняющие примеси, Севастопольская бухта. Благодарности: работа выполнена в рамках гранта РФФИ, проект № 14-45-01028 «Моделирование циркуляции и процессов переноса загрязняющих примесей в Севастопольской бухте», и при поддержке гранта РФФИ, проект № 18-05-80028 «Опасные явления».