Модель екогідродинаміки мілкої водойми
Побудована тривимірна система моделей мілких водойм, яка складається з термогідродинамічної моделі ТРИТОКС, а також моделі переносу намулів та моделі екодинаміки. Модель екодинаміки описує перенос і реакції перетворення основних органічних та неорганічних речовин, в тому числі розвиток придонної рос...
Gespeichert in:
| Datum: | 2010 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут гідромеханіки НАН України
2010
|
| Schriftenreihe: | Прикладна гідромеханіка |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/87729 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Модель екогідродинаміки мілкої водойми / Р.В. Беженар // Прикладна гідромеханіка. — 2010. — Т. 12, № 2. — С. 3-7. — Бібліогр.: 13 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-87729 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-877292015-10-25T03:02:06Z Модель екогідродинаміки мілкої водойми Беженар, Р.В. Побудована тривимірна система моделей мілких водойм, яка складається з термогідродинамічної моделі ТРИТОКС, а також моделі переносу намулів та моделі екодинаміки. Модель екодинаміки описує перенос і реакції перетворення основних органічних та неорганічних речовин, в тому числі розвиток придонної рослинності. Досліджені зв'язки між моделями, а самевплив придонної рослинності на гідродинаміку, процеси переносу намулів та поживних речовин, а також вплив концентрації змучених намулів та поживних речовин на розвиток придонної рослинності. Проведено розрахунок характеристик мілкої водойми з використанням описаного комплексу моделей. Построена трехмерная система моделей мелких водоемов, которая включает в себя термогидродинамическую модель TРИТОКС, а также модель переноса взвеси и модель экодинамики. Модель экодинамики описывает перенос и реакции превращения основных органических и неорганических веществ, в том числе и развитие придонной растительности. Исследованы связи между моделями, а именно влияние придонной растительности на гидродинамику, процессы переноса взвеси и питательных веществ, а также влияние концентрации взвеси и питательных веществ на развитие придонной растительности. Проведен расчет характеристик мелкого водоема с использованием описанного комплекса моделей. 3-dimensional system of models for shallow waters that includes thermohydrodynamical model THREETOX, model of sediments transport and model of ecodynamics was built. Model of ecodynamics describes transport and reactions of transformation main organic and inorganic matter including evolution of submerged macrophytes. Interactions between these models such as influence of submerged microphytes on hydrodynamics and transport of sediments and nutrients as well as affect of concentration of sediments and nutrients on evolution of submerged macrophytes were investigated. Calculation of characteristics of shallow water body using described system of models was realized. 2010 Article Модель екогідродинаміки мілкої водойми / Р.В. Беженар // Прикладна гідромеханіка. — 2010. — Т. 12, № 2. — С. 3-7. — Бібліогр.: 13 назв. — укр. 1561-9087 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/87729 532.465, 574.586 uk Прикладна гідромеханіка Інститут гідромеханіки НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| description |
Побудована тривимірна система моделей мілких водойм, яка складається з термогідродинамічної моделі ТРИТОКС, а також моделі переносу намулів та моделі екодинаміки. Модель екодинаміки описує перенос і реакції перетворення основних органічних та неорганічних речовин, в тому числі розвиток придонної рослинності. Досліджені зв'язки між моделями, а самевплив придонної рослинності на гідродинаміку, процеси переносу намулів та поживних речовин, а також вплив концентрації змучених намулів та поживних речовин на розвиток придонної рослинності. Проведено розрахунок характеристик мілкої водойми з використанням описаного комплексу моделей. |
| format |
Article |
| author |
Беженар, Р.В. |
| spellingShingle |
Беженар, Р.В. Модель екогідродинаміки мілкої водойми Прикладна гідромеханіка |
| author_facet |
Беженар, Р.В. |
| author_sort |
Беженар, Р.В. |
| title |
Модель екогідродинаміки мілкої водойми |
| title_short |
Модель екогідродинаміки мілкої водойми |
| title_full |
Модель екогідродинаміки мілкої водойми |
| title_fullStr |
Модель екогідродинаміки мілкої водойми |
| title_full_unstemmed |
Модель екогідродинаміки мілкої водойми |
| title_sort |
модель екогідродинаміки мілкої водойми |
| publisher |
Інститут гідромеханіки НАН України |
| publishDate |
2010 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/87729 |
| citation_txt |
Модель екогідродинаміки мілкої водойми / Р.В. Беженар // Прикладна гідромеханіка. — 2010. — Т. 12, № 2. — С. 3-7. — Бібліогр.: 13 назв. — укр. |
| series |
Прикладна гідромеханіка |
| work_keys_str_mv |
AT beženarrv modelʹekogídrodinamíkimílkoívodojmi |
| first_indexed |
2025-07-06T15:24:45Z |
| last_indexed |
2025-07-06T15:24:45Z |
| _version_ |
1836911675901476864 |
| fulltext |
ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2010. Том 12, N 2. С. 3 – 7
УДК 532.465, 574.586
МОДЕЛЬ ЕКОГIДРОДИНАМIКИ МIЛКОЇ ВОДОЙМИ
Р. В. Б Е ЖЕ Н АР
Iнститут проблем математичних машин i систем НАН України, Київ
Одержано 11.12.2009
Побудована тривимiрна система моделей мiлких водойм, яка складається з термогiдродинамiчної моделi ТРИТОКС,
а також моделi переносу намулiв та моделi екодинамiки. Модель екодинамiки описує перенос i реакцiї перетворення
основних органiчних та неорганiчних речовин, в тому числi розвиток придонної рослинностi. Дослiдженi зв’язки мiж
моделями, а саме вплив придонної рослинностi на гiдродинамiку, процеси переносу намулiв та поживних речовин,
а також вплив концентрацiї змучених намулiв та поживних речовин на розвиток придонної рослинностi. Проведено
розрахунок характеристик мiлкої водойми з використанням описаного комплексу моделей.
Построена трехмерная система моделей мелких водоемов, которая включает в себя термогидродинамическую мо-
дель TРИТОКС, а также модель переноса взвеси и модель экодинамики. Модель экодинамики описывает перенос и
реакции превращения основных органических и неорганических веществ, в том числе и развитие придонной расти-
тельности. Исследованы связи между моделями, а именно влияние придонной растительности на гидродинамику,
процессы переноса взвеси и питательных веществ, а также влияние концентрации взвеси и питательных веществ на
развитие придонной растительности. Проведен расчет характеристик мелкого водоема с использованием описанного
комплекса моделей.
3-dimensional system of models for shallow waters that includes thermohydrodynamical model THREETOX, model of
sediments transport and model of ecodynamics was built. Model of ecodynamics describes transport and reactions of
transformation main organic and inorganic matter including evolution of submerged macrophytes. Interactions between
these models such as influence of submerged microphytes on hydrodynamics and transport of sediments and nutrients
as well as affect of concentration of sediments and nutrients on evolution of submerged macrophytes were investigated.
Calculation of characteristics of shallow water body using described system of models was realized.
ВСТУП
Для моделювання гiдродинамiки мiлких водойм
важливе значення має врахування течiй, поверх-
невих хвиль, детальний опис всiх теплових пото-
кiв, включаючи теплообмiн з дном, а також моде-
лювання росту придонної рослинностi (перiфiто-
ну), яка впливає на величину шорсткостi дна во-
дойми. Для моделювання росту перiфiтону необ-
хiдно описати кругообiг поживних речовин у во-
доймi. А для опису розсiяння свiтла в товщi води
потрiбно врахувати концентрацiї змучених наму-
лiв та фiтопланктону в водi. Отже, основнi проце-
си в мiлких водоймах можна описати за допомо-
гою чотирьох взаємодiючих мiж собою моделей:
моделi циркуляцiї, моделi хвиль, моделi переносу
намулiв та моделi екодинамiки.
На рис. 1 показанi основнi процеси, якi описує
розроблена модель мiлких водойм. Пiд дiєю вiтру
в водоймi формуються течiї, якi разом з поверх-
невими хвилями зумовлюють турбулентнi проце-
си. Пiд їхнiм впливом вiдбувається змучення на-
мулiв. Також течiї переносять поживнi речовини,
необхiднi для росту фiтопланктону i перiфiтону.
В свою чергу, перiфiтон гальмує течiї, сприяючи
осадженню намулiв. Тепловий режим водойми ви-
значається сонячною радiацiєю. Вдень свiтло по-
глинається водою та дном, причому поглинання
свiтла в водi залежить вiд концентрацiї фiтоплан-
ктону i змучених намулiв. Вночi вiдбувається зво-
ротнiй обмiн тепла: вода вiддає тепло в атмосферу,
а з дна тепло переходить у воду. До моделi вклю-
чений опис областей, якi можуть осушуватись при
опусканнi рiвня води i затоплюватись при його пiд-
няттi. При цьому деяка частина водойми може бу-
ти вiдокремлена вiд основної областi. В цьому ви-
падку всi процеси моделюються в кожнiй частинi
окремо, а взаємодiя вiдбувається лише в моменти
затоплення.
В данiй роботi описана тривимiрна модель, що
включає до себе модель термогiдродинамiки ТРИ-
ТОКС, яка детально описана в [5, 11], модель пе-
реносу змучених намулiв та модель екодинамiки.
Вплив хвиль на течiї, описаний в [13], у данiй за-
дачi не розглядається. Побудована модель викори-
стана для розрахунку характеристик мiлкої водо-
йми.
1. МОДЕЛЬ ПЕРЕНОСУ НАМУЛIВ
Процеси переносу змучених намулiв описанi
адвективно-дифузiйним рiвнянням
∂Sd
∂t
+ U
∂Sd
∂x
+ V
∂Sd
∂y
+ (W − Wg)
∂Sd
∂z
=
=
∂
∂z
(
ν ′
t
∂Sd
∂z
)
+
∂
∂x
(
Ah
∂Sd
∂x
)
+
∂
∂y
(
Ah
∂Sd
∂y
)
, (1)
c© Р. В. Беженар, 2010 3
ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2010. Том 12, N 2. С. 3 – 7
Рис. 1. Схема гiдротермодинамiчних процесiв у мiлкiй водоймi
де Sd – концентрацiя змучених намулiв; t – час;
U , V , W – компоненти вектора швидкостi; x, y –
горизонтальнi координати; z – вертикальна коор-
дината; ν ′
t i Ah – коефiцiєнти вертикальної i го-
ризонтальної дифузiї вiдповiдно; Wg – швидкiсть
осiдання змучених частинок у полi сили тяжiння.
Граничну умову на поверхнi водойми можна пред-
ставити як вiдсутнiсть потоку змучених намулiв.
На доннiй границi вертикальний потiк змучених
намулiв приймається рiвним сумi потокiв змуче-
ння i осадження твердих частинок. При цьому, в
залежностi вiд розмiрiв, намули дiляться на не-
коагулюючi i коагулюючi. Для кожного з цих ти-
пiв частинок використовуються свої формули для
опису потокiв змучення i осадження. Оскiльки ко-
агулюючi частинки злипаються, то це приводить
до збiльшення їхнiх розмiрiв, що необхiдно враху-
вати у виразi для швидкостi осiдання частинок.
Згiдно [12], формулу для швидкостi осiдання зму-
чених частинок можна записати у виглядi
Wg =
(ρs − ρw)gD2
0
18µ
+
kA
kB
D0
(ρs − ρw
18ν
Sd√
G
, (2)
де ρw i ρs – густини води i частинок намулу вiдпо-
вiдно; g – прискорення вiльного падiння; D0 – дiа-
метр твердої частинки (вважається, що всi частин-
ки однакового дiаметру); µ i ν – динамiчна i кiне-
матична в’язкiсть води; G =
√
ε/ν, ε – швидкiсть
дисипацiї енергiї турбулентностi; kA = 14.6 м2кг−1
i kB = 14000 с1/2м2 – емпiричнi коефiцiєнти [10].
2. МОДЕЛЬ ЕКОДИНАМIКИ
Екологiчний стан водойми можна охарактеризува-
ти концентрацiєю органiчних i неорганiчних речо-
вин. Як правило, важливим є вмiст сполук азо-
ту i фосфору в водi. Коротко кругообiг речовин
при формуваннi первинної продукцiї можна опи-
сати так: фiтопланктон i перiфiтон для свого ро-
сту використовують неорганiчний азот, фосфор i
вуглекислий газ, видiляючи при цьому кисень у
процесi фотосинтезу. Пiсля вiдмирання фiтоплан-
ктону i перiфiтону видiляються органiчнi сполуки
азоту, фосфору i вуглецю, якi в результатi мiне-
ралiзацiї та окислення трансформуються знову ж
таки в неорганiчнi сполуки.
Видiлимо три областi застосування моделi: во-
да, придонний шар i доннi вiдкладення. У водi
процеси переносу i реакцiї перетворення розчин-
них сполук, фiтопланктону та зоопланктону опи-
санi адвективно-дифузiйними рiвняннями
∂Ci
∂t
+ U
∂Ci
∂x
+ V
∂Ci
∂y
+ (W − Wgi)
∂Ci
∂z
= (3)
=
∂
∂z
(
ν ′
t
∂Ci
∂z
)
+
∂
∂x
(
Ah
∂Ci
∂x
)
+
∂
∂y
(
Ah
∂Ci
∂y
)
+Si,
де Ci – концентрацiя i-тої змiнної моделi екодина-
мiки; i = 1 вiдповiдає амонiйному азоту, i = 2 –
нiтратному азоту, i = 3 – неорганiчному фосфо-
ру, i = 4 – фiтопланктону, i = 5 – бiологiчному
споживанню кисню, i = 6 – розчиненому у водi
кисню, i = 7 – органiчному азоту, i = 8 – органi-
чному фосфору, i = 9 – зоопланктону; Wgi – швид-
кiсть осiдання нерозчинних у водi частинок у по-
лi сили тяжiння; Si – доданки, якi вiдповiдають
реакцiям хiмiчних перетворень кожного з компо-
нентiв моделi, взятi з камернiй моделi якостi води
i циклiв поживних речовин WASP6 [1]. Граничнi
умови аналогiчнi граничним умовам для змучених
намулiв. Виняток становить розчинений у водi ки-
сень, якщо його концентрацiя нижча концентрацiї
насичення. В цьому випадку граничною умовою,
4 Р. В. Беженар
ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2010. Том 12, N 2. С. 3 – 7
що описує процес аерацiї, є формула О’Коннора
[1].
В придонному шарi до дев‘яти описаних вище
речовин додається моделювання перiфiтону, для
якого розв’язується рiвняння балансу мас у вигля-
дi
∂CP
∂t
= SP , (4)
де CP – концентрацiя перiфiтону на днi; SP – до-
данок, який описує хiмiчнi перетворення. Варто
зауважити, що оскiльки перiфiтон, на вiдмiну вiд
iнших змiнних моделi екодинамiки, прикрiплений
до дна, то доданки, пов’язанi з адвекцiєю i дифу-
зiєю в рiвняннi балансу мас вiдсутнi, i в хiмiчних
взаємодiях вiн приймає участь лише в придонних
вузлах.
Хiмiчнi реакцiї, якi приводять до змiни концен-
трацiї перiфiтону, можна подiлити на реакцiї росту
та вiдмирання. Iнтенсивнiсть росту перiфiтону за-
лежить вiд температури, концентрацiї поживних
речовин i освiтленостi, тодi як величина вiдмира-
ння залежить лише вiд температури води.
В донних вiдкладеннях також розв’язується рiв-
няння балансу мас для кожної змiнної з урахува-
нням хiмiчних взаємодiй мiж ними. Це дає змо-
гу розрахувати загальну масу речовин у донних
вiдкладеннях, їхню товщину та концентрацiю ко-
жної сполуки в них, що визначає потоки змучення
в граничних умовах для сполук у водному шарi.
Оскiльки наявнiсть змучених намулiв та фiто-
планктону в водi впливає на розсiяння свiтла, не-
обхiдно враховувати їхню концентрацiю при роз-
глядi проходження свiтлового потоку крiзь товщу
води. Поширення сонячної радiацiї в водi описує-
ться за законом Ламберта-Беєра. Потiк сонячної
радiацiї бiля дна (на глибинi H) буде мати вигляд:
I(H) = I0 · exp(−Kd ·H), (5)
де I0 - потiк сонячної радiацiї на поверхнi водойми;
Kd – коефiцiєнт вертикального затухання свiтла.
Згiдно [4], величину Kd можна представити у ви-
глядi
Kd =
ad
cos θ
√
0.81 + 0.425 cosθ, (6)
де ad характеризує оптичнi властивостi води,
зокрема поглинання i розсiяння свiтла; θ – кут па-
дiння сонячних променiв. Спiввiдношення для I0
та θ описанi в [5].
В роботi [9] оптичнi властивостi води характери-
зуються поглинанням i розсiянням свiтла власне в
водi, а також за рахунок наявностi в водi змучених
намулiв i фiтопланктону:
ad = adw + ads + adg, (7)
де iндекс w вiдповiдає водi, s – змученим намулам,
g – фiтопланктону. Величина adw в загальному ви-
падку залежить вiд довжини свiтла, але в данiй
роботi згiдно [8] було прийнято adw = 0.5 м−1 для
середнiх довжин у видимому дiапазонi.
Концентрацiя змучених намулiв Sd згiдно [7]
впливає на коефiцiєнт затухання свiтла в шарi во-
ди наступним чином:
ads = cs · Sd, (8)
де cs – стала. В роботi [3] cs знаходиться в про-
мiжку 0.4–1.5 м−1мг−1л i залежить вiд розмiрiв
частинок намулу. Причому меншим розмiрам ча-
стинок вiдповiдає бiльше значення сталої.
Аналогiчно до змучених намулiв на коефiцiєнт
затухання свiтла впливає концентрацiя фiтоплан-
ктону C4 [7]:
adg = cg · C4, (9)
де cg – стала, визначена в [7] в промiжку 1.7–
2.5 м−1мг−1л.
3. ПАРАМЕТРИЗАЦIЯ ВЗАЄМОДIЇ ПЕРIФI-
ТОНУ З ГIДРОДИНАМIКОЮ ВОДОЙМИ
В загальному випадку гiдродинамiчнi процеси у
водоймi знаходяться пiд впливом придонної ро-
слинностi. Зокрема це проявляється у зменшеннi
швидкостей течiй, змiнi структури течiй та турбу-
лентних процесiв, що приводить до змiни швидко-
стей змучення i осадження намулiв, а отже, змi-
нює концентрацiю змучених намулiв у водi i, вiд-
повiдно, коефiцiєнт розсiяння свiтла в товщi води.
В данiй роботi вплив придонної рослинностi на гi-
дродинамiку водойми здiйснюється через змiну ко-
ефiцiєнта придонного тертя. Як було показано в
[13], величина коефiцiєнта придонного тертя зале-
жить ще й вiд характеристик поверхневих хвиль,
що є суттєвим для мiлких водойм, коли турбулен-
тнi процеси, викликанi хвилями, проникають на
всю глибину водойми. Ця залежнiсть у данiй стат-
тi не розглядається.
Згiдно [6], придонне тертя за рахунок рослин-
ностi на днi водойми залежить вiд густини її по-
крову. В роботi [2] цей пiдхiд був узагальнений
на широкий спектр густин придонної рослинностi.
Згiдно цiєї роботи, коефiцiєнт придонного тертя
CDfull можна представити у виглядi лiнiйної ком-
бiнацiї коефiцiєнта тертя дна CDZ i коефiцiєнта
тертя, пов’язаного з елементами (листками, сте-
блами) придонних рослин CDP . Отже,
CDfull = (1 − ad)CDZ +
1
2
CDP · ad
H
pd
, (10)
Р. В. Беженар 5
ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2010. Том 12, N 2. С. 3 – 7
де ad – частина об’єму водойми, зайнята перiфiто-
ном,
ad =
(
pn · pd · ph
H
)
· pd, (11)
pn – кiлькiсть рослин на одиницю площi дна; pd –
дiаметр рослини; ph – висота рослини.
Оскiльки в моделi всi придоннi рослини вважаю-
ться однаковими, то pn можна знайти, маючи кон-
центрацiю перiфiтону CP та вважаючи, що стебла
рослин мають цилiндричну форму:
pn =
CP
ρP · π · pd2
4
· ph
, (12)
де ρP – густина рослин. Величини pd, ph i ρP є па-
раметрами моделi i можуть приймати рiзнi значен-
ня в рiзних водоймах, але в межах однiєї водойми
вони вважаються постiйними величинами. Вираз
для коефiцiєнта тертя, пов’язаного з елементами
придонних рослин, згiдно [6, 2], має вигляд
CDP = −0.255 · ln(ad). (13)
Внесенi в модель гiдродинамiки змiни, пов’яза-
нi з наявнiстю перiфiтону, приводять до зростання
коефiцiєнта донного тертя, внаслiдок чого зростає
турбулентнiсть у придоннiй областi, а отже i зму-
чення намулiв. Але вiдомо, що наявнiсть придон-
ної рослинностi зменшує iнтенсивнiсть змучення.
Тому в формулу для визначення потоку змучення
була внесена поправка у виглядi коефiцiєнта ерозiї
Er, який приводить до зменшення величини зму-
чення намулiв у залежностi вiд густини покрову
дна перiфiтоном:
Er = 1 − CEr · ad, (14)
де CEr = 3000 – емпiрична стала. В данiй формулi
використано безрозмiрний параметр ad як величи-
ну, що характеризує концентрацiю перiфiтону на
днi.
4. МОДЕЛЬНI РОЗРАХУНКИ
В даному роздiлi проведене моделювання iдеалiзо-
ваного мiлкого озера розмiром 20 на 30 км. Глиби-
на 90% озера не перевищувала 4 м. Iнша частина
озера мала глибину понад 10 м. Для розрахункiв
були вибранi перiодичнi метеоумови: лiтнiй день
на широтi 40◦ з середньою атмосферною темпера-
турою 22.4 ◦С, вiтром змiнного напрямку i швид-
кiстю в дiапазонi 0.5 - 5.0 м/с, постiйними хмар-
нiстю 0.49, вологiстю 0.62 i атмосферним тиском
0.1 МПа. Для оцiнки взаємодiї гiдродинамiчної i
Рис. 2. Середня по дну озера густина перiфiтону для
випадку 1
екологiчної моделей було проведено два розрахун-
ки: в першому використовувалася модель екоди-
намiки (випадок 1), а в другому (випадок 2) – нi.
На рис. 2 зображено середню по дну озера густи-
ну перiфiтону за мiсяць розрахунку. Видно, що пi-
сля iнтенсивного росту протягом кiлькох перших
днiв концентрацiя перiфiтону прямує до рiвнова-
жної для заданих у моделi клiматичних умов та
бiохiмiчних характеристик озера. Пiсля цього рiст
перiфiтону в денний час врiвноважується вiдми-
ранням протягом доби.
На рис. 3 порiвняно мiж собою середню по озеру
густину кiнетичної енергiї течiй
1
2
ρ(U2 + V 2) для
обох випадкiв. Видно, що у випадку з наявнiстю
перiфiтону на днi середня енергiя течiй менша,
тобто, перiфiтон гальмує течiї. Порiвняння тур-
булентних характеристик показало, що для обох
випадкiв енергiя турбулентностi практично одна-
кова, тодi як величина швидкостi дисипацiї турбу-
лентної енергiї у випадку з перiфiтоном дещо бiль-
ша. Тобто, загальна енергiя у випадку з перiфiто-
ном менша, нiж без перiфiтону. А оскiльки при
цьому турбулентна енергiя однакова, то це свiд-
чить про збiльшення частки турбулентної енергiї
у випадку наявностi перiфiтону.
На рис. 4 видно, що наявнiсть перiфiтону зни-
жує концентрацiю змучених намулiв за рахунок
зменшення величини їхнього змучення.
ВИСНОВКИ
В данiй роботi представлена модель взаємодiї тер-
могiдродинамiчних i бiохiмiчних процесiв у мiлких
водоймах, а також процесiв переносу змучених на-
мулiв. Особливiстю роботи є моделювання впли-
ву змiнної в просторi i в часi густоти перiфiтону,
6 Р. В. Беженар
ISSN 1561 -9087 Прикладна гiдромеханiка. 2010. Том 12, N 2. С. 3 – 7
Рис. 3. Середня по озеру густина кiнетичної енергiї
течiй для розрахункiв з перiфiтоном i без нього
Рис. 4. Середня по озеру концентрацiя змучених
намулiв у водi для двох випадкiв
яка визначає величину придонної шорсткостi, на
гiдродинамiку водойми. Приведено приклад роз-
рахунку характеристик мiлкої водойми з викори-
станням описаного комплексу моделей. Показано,
що наявнiсть перiфiтону приводить до турбулiза-
цiї водойми на фонi зменшення загальної кiнети-
чної енергiї.
Автор висловлює подяку докт. фiз.-мат. наук
В.С. Мадеричу за наукове керiвництво i кориснi
поради.
1. Ambrose R.B., Wool T.A., and Martin J.L. The water
quality analysis simulation program WASP6. User
Manual.– U.S. EPA: Athens, GA, 2001.– 267 p.
2. Chen S.N., Sanford L.P., Koch E.W., Shi F.,
North E.W. A nearshore model to investigate the
effects of seagrass bed geometry on wave attenuation
and suspended sediment transport // Estuaries and
Coasts.– 2007.– 30.– P. 296-310.
3. Hekkink A., Blom G. Observations and simulations
of water-sediment heat exchange in a shallow coastal
lagoon // Estuaries.– 2002.– 25.– P. 483—487.
4. Kirk J.T.O. Attenuation of solar radiance in scatteri-
ng absorbing waters, a simplified procedure for its
calculation // Appl. Optics.– 1984, 23.– P. 3737-3739.
5. Maderich V., Heling R., Bezhenar R., Brovchenko I.,
Jenner H., Koshebutsky V., Kuschan A., Terletska K.
Development and application of 3D numerical model
THREETOX to the prediction of cooling water
transport and mixing in the inland and coastal
waters // Hydrological Processes.– 2008.– 22.–
P. 265–277.
6. Nepf H.M. Drag, turbulence and diffusion in flow
through emergent vegetation // Water Resources
Research.– 1999.– 35.– P. 479-489.
7. Prieur L., Sathyendranath S. An optical classificati-
on of coastal and oceanic waters based on the speci-
fic absorption curves of phytoplankton pigments, di-
ssolved organic matter and other particulate materi-
als // Limnol. Oceanogr.– 1981.– 26.– P. 671-689.
8. Smith R., Baker K. Optical properties of the cleanest
natural waters // Appl. Optics.– 1981.– 20.– P. 177-
184.
9. Van Duin E.H.S., Blom G., Los J.M, Maffi-
one R., Zimmerman R., Cerco C.F., Dortch M.S.,
Best E.P.H. Modeling underwater light climate in
relation to sedimentation, resuspension, water quali-
ty and autotrophyc growth // Hydrobiologia.– 2001.–
444.– P. 25-42.
10. Winterwerp J.C. On the dynamics of high-
concentrated mud suspensions.– PhD Thesis: Delft
University of Technology, Delft, Netherlands.–
1999 p. 204
11. Р. Беженар, В. Мадерич. Модель теплообмiну во-
дного шару i донних вiдкладень в мiлкiй водо-
ймi // Прикладна гiдромеханiка.– 2008.– 10(82)
N3.– С. 10-17.
12. И.А. Бровченко, В.С. Мадерич. Трехмерная ла-
гранжевая модель переноса многофракционных
наносов и ее применение к описанию гравитацион-
ных течений // Прикладна гiдромеханiка.– 2008.–
10(82) N2.– С. 22-31.
13. В. Мадерич, Р. Беженар, И. Бровченко. Трехмер-
ное моделирование взаимодействия волн и тече-
ний // Прикладна гiдромеханiка.– 2010.– 12(84)
N2.– С. 20-25.
Р. В. Беженар 7
|