Введение к работе
Актуальность темы. Зона смешения речных и морских вод как место
трансформации гидролого-гидрохимических и гидробиологических
характеристик речных вод в морские обладает . большими
пространственно-временными градиентами физико-химических свойств воды и поэтому представляет собой наиболее изменчивую и уязвимую часть устьевой области реки и системы река - устье - море в целом. Она очень чутко реагирует на хозяйственную деятельность как в бассейне реки (регулирование и изъятие стока, загрязнение вод), так и в самой устьевой области (строительство гидротехнических сооружений, водозабор, дноуглубление в целях улучшения судоходных условий и т.п.). Поэтому, особое значение приобретает изучение процессов, протекающих непосредственно в зоне смешения двух разных по генезису водных масс -речной и морской. Основой этих процессов служит пространственно-временное распределение гидрологических характеристик в зоне смешения, и, в первую очередь, солености воды, как наилучшего индикатора процессов перемешивания речных и морских вод.
Цель и задачи работы. Цель работы состояла в изучении структуры и динамики зоны смешения речных и морских вод в устьях рек различных морфологических типов, расположенных в разных физико-географических зонах.
При этом необходимо было решить следующие задачи:
вскрыть физические основы процесса смешения речных и морских вод в устьях рек в зависимости от типа устьевого взморья (открытое, полузакрытое; отмелое, приглубое);
выявить комплекс естественных и антропогенных факторов, влияющих на формирование зоны смешения вод рек и их приемных водоемов;
- на примере конкретных приливных и неприливных устьев рек
изучить пространственно-временные изменения структуры и положения
зоны смешения вод под влиянием изменчивости отдельных факторов
устьевых процессов;
- предложить на основе проведенного анализа наиболее оптимальные
методы количественной оценки характеристик зоны смешения. для
различных по морфологии и географическому положению устьевых
областей рек;
- применить теорию водных масс и T,S - анализ при исследовании процессов смешения речных и морских вод.
Научная новизна. Проведенный анализ позволил рассмотреть весь комплекс природных и антропогенных факторов, влияющих на формирование структуры зоны смешения и ее динамику в зависимости от физико-географических условий и морфологических особенностей устьевых областей рек.
Исследовано влияние отдельных факторов (речного стока, фонового уровня приемного водоема, морфологии устья, приливов и др.) на пространственно-временную изменчивость зоны смешения.
Разработан эмпирический метод расчета поля солености воды и ее изменчивости на устьевом взморье Килийского рукава дельты Дуная.
Получено эмпирическое уравнение для расчета проникновения осолоненных вод в рукава дельт Дуная и Яны.
Применена теория водных масс для исследования процессов смешения речных и морских вод в устьях рек.
Впервые проведен подробный анализ гидрологического режима малых губ Кандалакшского залива Белого моря. Выявлены структура течений и характер пространственно-временной изменчивости температуры и солености воды. Выделены водные массы Кандалакшского залива и исследованы особенности их взаимодействия и трансформации.
Научно-практическая иенность. Результаты работы могут быть использованы при анализе процессов, происходящих в зонах смешения речных и морских вод в устьях малоизученных рек и при составлении прогнозов изменчивости структуры и динамики зоны смешения вод под воздействием изменения естественных и антропогенных факторов. Выявленные закономерности распределения солености воды в зоне смешения могут послужить основой для анализа трансформаций консервативных и неконсервативных веществ в устье реки.
Результаты полевых работ в Кандалакшском заливе Белого моря позволяют более детально изучить гидрологический режим залива и его губ. Проведенные обобщения дают возможность использовать метод аналогии при изучении других губ залива, не рассматриваемых в работе.
Работа выполнялась в рамках научно-исследовательской госбюджетной темы географического факультета МГУ "Исследования естественных и антропогенных изменений природных условий в устьевых областях рек и разработка научных основ их прогноза и регулирования в
5 целях рационального, использования и охраны природных ресурсов", как части проекта 08.10 "Морские устья рек и геохимические барьеры" (Государственная научно-техническая программа "Комплексные исследования океанов и морей, Арктики и Антарктики", 1991-1995 гг.), а также в рамках программы англо-российских междисциплинарных исследований (проект ARIES - Anglo-Russian Interdisciplinary Estuarine Study). Программа ARIES - результат сотрудничества между географическим факультетом МГУ и Плимутской морской лабораторией (Plymouth Marine Laboratory). Базой полевых исследований в рамках этой программы являлась Беломорская биологическая станция МГУ.
При написании работы использованы следующие материалы:
1) Фондовые данные наблюдений за стоком рек и распределением
солености воды в устьях рек Волги за период с 1948 по 1989 гг., Дуная (с
1961 по 1983 гг.) и Яны (за 1985-1988 гг.). Материалы по устью Волги .
предоставлены лабораторией устьев рек Государственного
океанографического института (ГОИН). Данные по устью Дуная
предоставлены Дунайской гидрометобсерваторией (Измаил, Украина), по
устью Яны - Лабораторией эрозии почв и русловых процессов
географического факультета МГУ.
-
Данные по распределению солености воды в Таганрогском заливе и стоку р.Дон СІ926 по 1985 гг. из монографии Симова В.Г. [Симов, 1989].
-
Результаты экспедиционных работ (при участии автора) в малых губах Кандалакшского залива Белого моря в 1993-1995 гг. по программе англо-российских междисциплинарных исследований ARIES.
-
Литературные источники по многим устьям рек мира (Австралии, Африки, Америки и Европы).
Апрдбаиия работы. Основные положения и результаты работы докладывались на Четвертой конференции "Динамика и термика рек, водохранилищ, внутренних и окраинных морей"(Москва, ИВП РАН) в ноябре 1994 г., на Международной студенческо-аспирантской конференции в МГУ в апреле 1995 г., на Конференции Международного географического союза "Глобальные изменения и география"(август 1995 г., Москва, МГУ) и на семинаре кафедры гидрологии суши географического факультета МГУ в мае 1995 г. Доклады по теме диссертации представлены на Второй международной конференции по гидрологии и инженерным дисциплинам (Китай, Пекин, март 1995 г.) и на XXI Генеральной Ассамблее
международной ассоциации наук по физике океана (США, Гавайи, Гонолулу, август 1995 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ и 1 находится в печати.