Гидросфера. Вода в целом. Общая гидрология

Для решения задачи миграции рассолов повышенной плотности в пресных подземных водах проведено сравнение модели внедрения несмешивающейся жидкости повышенной плотности в подземные воды и модели миграции растворов с непрерывным изменением плотности.

Журнал посвящен проблемам атмосферной оптики, включая спектроскопию, турбулентность, нелинейные явления в атмосфере и океане. Кроме того, к основным направлениям журнала относятся дистанционное зондирование атмосферы и подстилающей поверхности с космических, наземных, судовых и самолетных станций; исследования, связанные с климатом и экологией, а также созданием, испытанием и применением приборов и методов для таких исследований, включая обработку получаемой информации (обратные задачи, передача изображений, адаптивная оптика, лазеры, лидары.

Донные отложения малых рек претерпевают существенные изменения в промышленно-урбанизированных и сельскохозяйственных районах. Они отличаются от речного аллювия содержанием и формой нахождения химических элементов, что обусловлено спецификой производств, расположенных на прилегающей к водотокам территории.

Расчет начальной концентрации взвешенных веществ и моделирование распространения облака мути в водных экосистемах является в настоящее время одной из актуальных задач в связи с необходимостью оценки влияния различных типов работ, планируемых к реализации на водных объектах, на обитателей этих экосистем. Решение такой задачи носит комплексный характер и обсуждается в различных научных школах. Для проведения предварительных оценок используются несложные инженерные методы, которые описаны в нормативно-правовых документах и методических рекомендациях. Одним из самых сложных методов прогнозирования динамики концентрации взвешенных веществ является построение трехмерной математической модели с последующей разработкой методов ее решения при использовании высокопроизводительных вычислений. С другой стороны, пристальное внимание государства к промышленному освоению арктических территорий обусловливает комплексное уточнение методов (как инженерных, так и математических) оценки воздействия планируемых работ на окружающую среду с целью нивелирования глобальных экологических рисков. В данной статье представлены результаты исследования динамики плотности морской воды в зависимости от температурных данных и солености, приведена методика расчета плотности воды на основе Международного уравнения состояния морской воды. Получены расчетные значения гидравлической крупности частиц при различных значениях плотности воды и исследована зависимость изменения начальной концентрации взвешенных веществ от скорости осаждения частиц. Реа- лизован численный эксперимент, результаты которого показали, что на начальную концентрацию облака взвешенных веществ, образующегося от точечного источника при дноуглубительных работах в приустьевых районах арктических морей, влияет плотность воды.

Представлены результаты статистической оценки максимальных расходов дождевых паводков рек бассейна Среднего и Нижнего Амура. По удлиненным рядам натурных наблюдений рассчитаны обеспеченные значения расходов воды, выполнен анализ редукции модуля стока 1%-ной обеспеченности по площади.

Рациональное природопользование в пойменных ландшафтах требует их всестороннего изучения. Получаемые при таких исследованиях материалы во многом специфичны для разных рек и даже отдельных участков одной и той же реки. Это связано с особенностями, поступающих в реки и перемещаемых водным потоком твердых осадков. В то же время, основные черты руслового процесса универсальны и поддаются обобщению

Рассмотрена проблема оценки загрязнения водозабора подземных вод. Источник загрязнения известен, но прогноз поступления загрязнителя к водозаборным скважинам осложнен из-за высокой антропогенной нагрузки на участок водозабора. При прогнозировании использовалось моделирование миграции на сеточных конечно-разностных моделях. Приводится оценка влияния учета неоднородности водоносного горизонта при создании модели на результаты моделирования.

Журнал посвящен проблемам атмосферной оптики, включая спектроскопию, турбулентность, нелинейные явления в атмосфере и океане. Кроме того, к основным направлениям журнала относятся дистанционное зондирование атмосферы и подстилающей поверхности с космических, наземных, судовых и самолетных станций; исследования, связанные с климатом и экологией, а также созданием, испытанием и применением приборов и методов для таких исследований, включая обработку получаемой информации (обратные задачи, передача изображений, адаптивная оптика, лазеры, лидары.

Рассмотрено опасное явление на реке Нева, развивающееся в процессе ее замерзания - образование внутриводного льда, приводящего к закупорке водозаборов, и зажоров, обусловливающих резкое уменьшение стока воды ниже их по течению и наводнения.

В статье приводится сравнительный анализ результатов расчета по восьми формулам общего расхода наносов по данным наблюдений на пятнадцати гидрометрических створах, расположенных на водотоках США. Лучший результат показала аналитическая формула расхода наносов, являющаяся следствием основного уравнения движения воды и твердого вещества в речном потоке.

Комплексное освоение Волковского медно-железо-ванадиевого месторождения невозможно без использования способа кучного выщелачивания меди из отвала лежалой окисленной и смешанной руды. Существование отвала в его современном виде создает угрозу загрязнения поверхностных вод р. Лаи и подземных вод первого от поверхности водоносного горизонта. Естественная защищенность подземных вод участка отвала лежалой окисленной и смешанной руды высокая. Фильтрационные свойства покровных отложений на участке отвала, определенные по стандартной методике в соответствии с требованиями строительных норм и правил, классифицируются неоднозначно. Для принятия проектного решения в ходе инженерно-геологических изысканий выполнен комплекс научно-исследовательских работ по изучению фильтрационных свойств покровных отложений с применением растворов серной кислоты разной концентрации, имитирующей условия работы участка кучного выщелачивания меди

Предложена математическая модель движения воды и твердого вещества в трехмерной постановке. Представлен взаимосвязанный расчет переменных состояния водного потока и потока твердого вещества. Сопротивление донных отложений движению потока представлено такими характеристиками грунта, как коэффициент внутреннего трения грунта и силы сцепления грунта при сдвиге.

Рассматриваются результаты исследования процессов газообмена диоксида углерода в системе водная поверхность - атмосфера. Показано, что в течение всех гидрологических сезонов газообмен имеет ярко выраженный суточный ход, амплитуда которого зависит от сезона.

Журнал посвящен проблемам атмосферной оптики, включая спектроскопию, турбулентность, нелинейные явления в атмосфере и океане. Кроме того, к основным направлениям журнала относятся дистанционное зондирование атмосферы и подстилающей поверхности с космических, наземных, судовых и самолетных станций; исследования, связанные с климатом и экологией, а также созданием, испытанием и применением приборов и методов для таких исследований, включая обработку получаемой информации (обратные задачи, передача изображений, адаптивная оптика, лазеры, лидары.

Журнал посвящен проблемам атмосферной оптики, включая спектроскопию, турбулентность, нелинейные явления в атмосфере и океане. Кроме того, к основным направлениям журнала относятся дистанционное зондирование атмосферы и подстилающей поверхности с космических, наземных, судовых и самолетных станций; исследования, связанные с климатом и экологией, а также созданием, испытанием и применением приборов и методов для таких исследований, включая обработку получаемой информации (обратные задачи, передача изображений, адаптивная оптика, лазеры, лидары.

Рассматриваются зимний режим реки Енисей и причины происходящих зимой подъемов уровней воды, способ обнаружения кромки ледостава из космоса. Обоснована методика прогноза дат установления ледостава, подвижек льда и подъемов уровней воды при ледоставе и подвижках.

На основе многолетних исследований кислородного режима Можайского водохранилища и с помощью математического моделирования изучена зависимость скорости формирования аноксидной зоны в этом водохранилище от гидрометеорологических факторов. Эти факторы определяют степень стратификации водной массы и интенсивность протекания продукционно-деструкционных процессов, а соответственно и скорость развития аноксии.

Составление регулярных прогнозов погоды в Приангарье началось в июле 1929 г. с организации Восточно-Сибирского бюро погоды как филиала Главной геофизической обсерватории. В 1936 г. бюро погоды вошло в состав образованного Иркутского управления гидрометслужбы.

В декабре 2010 г. наблюдалось 64 опасных гидрометеорологических явления, кроме того, 8 явлений были причислены к категории неблагоприятных гидрометеорологических явлений. 1-3 декабря на юго-западе Сибирского федерального округа отмечался комплекс метеорологических явлений погоды: 1 декабря в большинстве районов Омской области прошел сильный снег (9-16 мм осадков, что составило 45-84% месячной нормы), местами мела метель, ветер усиливался до 17-18 м/с.

Представлены результаты исследования формирования зимнего стока в бассейне реки Северная Двина. Выявлены особенности формирования зимнего стока на основе анализа условий уменьшения стока в разных частях речного бассейна. Установлено регулирующее влияние верхних звеньев речной сети на нижние звенья.

На основе руслоформирующих расходов воды и учета экологических аспектов водного режима рек разработана режимно-экологическая номенклатура речных систем.

В результате анализа методов расчета пропускной способности пойменных русел установлена необходимость учета в них кинематического эффекта. При этом наиболее перспективной, хотя и недостаточно разработанной, является методика, основанная на системе уравнений движения потока с переменной по длине массой.

Данные гидрологических и спутниковых наблюдений, полученные в июне 2007 г., позволили исследовать влияние стока реки Амур на гидрологические условия Амурского лимана и Охотского моря в период весенне-летнего паводка. Соленые воды, поступающие в Амурский лиман из Японского моря, перемешиваются в эстуарии с водами речного стока. Распресненные воды поступают из эстуария в Охотское море как струйное стоковое течение.

Рассматриваются изменения химического стока основного притока озера Байкал - реки Селенга. Полученные оценки указывают на уменьшение годовых значений выноса растворенных веществ на 20-40% из-за уменьшения водного стока реки, вызванного происходящими колебаниями климата.

Систематизированы виды научной деятельности по исследованию гидрологических объектов в антарктических оазисах за весь период их изучения. Перечислены проводившиеся исследования с изложением основных полученных научных результатов, а также планируемые исследования в будущем.

Для подготовки достоверных долгосрочных прогнозов радиоактивного загрязнения рек проведен анализ потенциально возможных механизмов, влияющих на изменение концентрации 137Cs в поверхностных водах. Рассматривались следующие механизмы: 1) радиоактивный распад; 2) адвективный вынос водами реки; 3) необратимая сорбция; 4) заглубление в донные отложения за счет диффузии; 5) захоронение чистыми донными отложениями.

Выполнен анализ данных Государственной сети наблюдений о стоке воды за весь период наблюдений и уровнях воды в дельте реки Волга за период зарегулированного режима стока (1961-2006 гг. ). С помощью разностно-интегральной кривой восстановленного естественного годового стока выделены периоды с разной водностью, установлена современная тенденция многолетних изменений стока воды.

В стратосфере в первой декаде марта сохранялся глубокий циркумполярный вихрь. В экваториальной стратосфере продолжалось ослабление восточной фазы ветров квазидвухлетнего цикла. В поле приземного давления следует отметить атлантическую пару центров действия атмосферы.

Показано, что значения поправочных коэффициентов в моделях турбулентного движения потока можно определять альтернативным приему тарировки способом по синергетическому критерию равновесия тела с внешней средой - экстремуму локального эффекта противодействия интегральному эффекту в релаксационном процессе перехода тела в состояние равновесия.

В январе 2011 г. наблюдалось 28 опасных гидрометеорологических явлений, кроме того, 5 явлений были причислены к категории неблагоприятных гидрометеорологических явлений. Днем 1 января в Саратовской области отмечалось сложное гололедное отложение диаметром 35 мм. 1-10 января сильный мороз наблюдался в Уральском и Сибирском федеральных округах: в Курганской области температура понижалась до -31 {0} C, в Челябинской области - до -35 {0}C.

Рассматриваются вопросы применения методики по расчету суммарного испарения с речных бассейнов с использованием результатов наблюдений на сети водно- и почвенно-испарительных станций. Показано, что величина суммарного испарения и его межгодовая изменчивость зависят от тенденций в колебаниях испарения с поверхности воды и суши, с одной стороны, и изменений характеристик ландшафта, с другой.

Показано соответствие между значениями среднемноголетней годовой транспирации, полученными по методам Пенмана-Монтейса и с использованием коэффициента транспирационной активности. Предлагается учитывать климатические особенности региона при расчете транспирации по методу Пенмана-Монтейса.

Для расчета неустановившихся течений в руслах с поймами рассмотрены две математические модели, основанные на уравнениях Сен-Венана. В модели 1 влияние наличия поймы на прохождение волн попуском или паводком учитывается через суммарные для русла и поймы морфометрические и гидрологические характеристики. В модели 2, основанной на выделении руслового потока, пойма играет роль аккумулирующей емкости.

Рассмотрен подход к оценке расчетных гидрологических характеристик в нестационарных условиях. На примере обработки данных наблюдений за стоком рек в бассейне Верхнего Дона рекомендован байесовский алгоритм определения прогностических (расчетных) характеристик минимального стока.

В октябре 2010 г. наблюдалось 16 опасных гидрометеорологических явлений, кроме того, 4 явления были причислены к категории неблагоприятных гидрометеорологических явлений. 1-10 октября в Калининградской области, в Центральном и Южном федеральных округах местами отмечались заморозки. 13-19 октября в большинстве областей Кировской и Нижегородской областей, Удмуртии, Чувашии, Марий Эл произошло установление временного снежного покрова, что на 10 дней и более раньше средних многолетних сроков.

Рассмотрены причины и особенности формирования экстремального весенне-летнего половодья на Дунае в 2006 г. Уровни воды на некоторых постах на Среднем Дунае и на большинстве постов на Нижнем Дунае превысили максимумы, наблюдавшиеся в предшествующие 100-130 лет.

Рассмотрена изменчивость гидролого-экологического состояния водной среды устьевой области реки Колыма. Описаны ее гидрологический режим и изменчивость компонентного состава водной среды. Исследована структура гидробиоценоза по качественным и количественным показателям уровня развития фито- и зоопланктона устьевой области.

Определены основные закономерности поведения металла и его соединений в донных осадках акватории. Изучена роль литологического состава, pH и Eh среды, присутствия сероводорода для содержания и форм нахождения ртути в донных отложениях региона. Выделены осадки, относящиеся к техногенным образованиям.

Отмечены особенности атмосферной циркуляции Северного полушария. В стратосфере происходило усиление полярного антициклона. В экваториальной стратосфере значительно усилилась восточная фаза ветров квазидвухлетнего цикла. Наблюдалось 56 опасных гидрометеорологических явлений и 4 неблагоприятных.

Представлены результаты расчета и анализа долгопериодной пространственной изменчивости объемов притока широкого спектра растворенных химических веществ в Обско-Тазовскую устьевую область. Показано, что физический перенос минеральных форм азота и фосфора, кремнекислоты, нефтяных углеводородов, фенолов, соединений тяжелых металлов по течению рек, впадающих в Обско-Тазовскую устьевую область, преобладает над процессами их химико-биологической трансформации.

В ноябре 2010 г. наблюдалось 36 опасных гидрометеорологических явлений, кроме того, 7 явлений были причислены к категории неблагоприятных гидрометеорологических явлений. 2 ноября на Сахалине прошли сильные и очень сильные осадки (за 12 час 20-32 мм осадков, за период 33-55 мм, или 40-66% месячной нормы). 6 ноября сильный ветер отмечался в Челябинской области до 26 м/с, в Оренбургской области 25-29 м/с, в Башкортостане 25-29 м/с.

Представлены результаты исследования формирования зимнего стока в бассейнах рек Северная Двина и Ловать. Установлено существенное влияние температурного фактора на водообмен между верхними и нижними частями речного бассейна.

Сильная жара отмечалась 1 сентября в центральных и восточных районах Краснодарского края (39-41{0}C), в северо-западных районах Ставропольского края. 1 и 2 сентября при прохождении активного южного циклона и холодного атмосферного фронта на юге Центрального федерального округа, в Южном и Северо-Кавказском федеральных округах отмечался комплекс метеорологических и опасных явлений погоды: грозы, сильные дожди, порывы ветра 16-19 м/с.

Дан обзор современного состояния проблемы численного моделирования процесса заторообразования на реках. Приводятся описание и алгоритмы математических моделей заторов льда. Рассмотрены вопросы, связанные с их практическим применением для целей прогноза заторных наводнений.

Рассмотрен ряд методических вопросов оценки возможных изменений речного стока на основе расчетов глобального климата с помощью моделей общей циркуляции атмосферы, объединенных в проекте CMIP3 (Coupled Model Intercomparison Project). По результатам моделирования температуры и количества осадков рассчитано изменение годового стока на Восточно-Европейской равнине в середине и конце XXI в. в условиях глобального потепления по сценарию А2 - одному из самых неблагоприятных. Особое внимание уделено исследованию влияния межмодельного разброса на оценки изменения стока.

Метеорологические явления. Сильный мороз отмечался 1 марта в Татарстане (до -34{0} C), 1-5 марта в Челябинской области (-35... -38{0} C). Аномально холодная погода отмечалась 1 и 2 марта в Рязанской области, среднесуточная температура воздуха на 7-14{0} C была ниже нормы. В Краснодарском крае 7 марта отмечалось сильное налипание мокрого снега (диаметр 50-82 мм).

Получены многолетние характеристики сроков наступления весенних ледовых фаз на гидрологических постах устьевых областей Оби и Енисея. Проведен анализ связи сроков наступления ледовых фаз с повторяемостью синоптических процессов над Атлантикой и Евразией в осенне-зимние месяцы, датами накопления температур 5, 10, 20, 30 и 40{0} C по наблюдениям на метеорологических станциях, а также сроками начала ледохода.

В мае 2011 г. осредненное за месяц поле геопотенциала в средней тропосфере (изобарическая поверхность 500 гПа) было очень неоднородным - присутствовали значительные аномалии противоположного знака. В околополярной области геопотенциал H [500] был больше климатической нормы. Наиболее интенсивными, особенно во второй половине месяца, были гребни, направленные сюда с Восточной Сибири (аномалия 14 дам) и Канадского арктического архипелага (аномалия 10 дам).

Представлены результаты обобщения многолетних данных гидрохимического мониторинга загрязнения пресноводных экосистем в наиболее развитых экономических районах России. Подробно описаны факторы формирования антропогенно-измененного природного фона по приоритетным загрязняющим веществам.

В верхней стратосфере на уровне изобарической поверхности 10 гПа в начале мая 2010 г. произошла смена циркуляции на летний режим. Несмотря на то, что стратосферная перестройка была поздней, установившийся над полюсом антициклон в течение месяца по положению и интенсивности соответствовал средним многолетним значениям. В экваториальной стратосфере продолжалось усиление восточной фазы ветров квазидвухлетнего цикла.