доктор географических наук;
doctor of geographical sciences;
кандидат географических наук;
candidate of geographical sciences;
Предложен подход к совместному применению модели, реализованной в программном комплексе HEC-RAS, и балансовой модели для описания переноса и трансформации взвешенных веществ в речной дельте. В устьевой области реки выделяются гидрологические районы: русловые районы, пойменные районы, затапливаемые при высоких паводках и штормовых нагонах со стороны моря, и районы авандельты. Для гидрологических районов строится динамическая модель баланса воды и веществ, переносимых водным потоком. Вводится параметризация процессов осаждения взвешенных веществ и их взмучивания в зависимости от скорости движения воды и размера частиц. Рассматривается три градации взвеси по размерам: пелитовая фракция (глина), алевритовая фракция (ил) и мелкий песок. Акцент делается на оценке влияния морских штормовых нагонов на перенос взвешенных веществ в речную дельту и их осаждение. Для описания потоков воды между районами, скоростей ее движения, динамики ее уровня и процессов затопления поймы применяется детальная модель на базе программного комплекса HEC-RAS, адаптированная к условиям устьевой области р. Дон. Выполнены расчеты переноса и накопления взвешенных веществ в устьевой области Дона для двух вариантов гидрологических условий – с нагоном воды со стороны моря и без него. Рассмотрена пространственно-временная изменчивость концентрации и гранулометрического состава взвешенных наносов в зависимости от гидрологических условий. Показано, что в отсутствие нагонных явлений при небольших расходах воды взвешенные вещества в основном осаждаются в авандельте за пределами морского края дельты, а в период нагона насыщают воду и на этапе подъема ее уровня поступают в дельту, частично осаждаясь в рукавах и в пойменных районах. При этом на этапе спада уровня воды из русловых районов они выносятся за морской край дельты, а в пойменных в основном остаются. Для условий маловодья при наблюдаемой частоте нагонных явлений и при отсутствии паводков устьевая область Дона задерживает в среднем 20% взвешенных веществ, поступающих со стоком р. Дон.
An approach is proposed for the joint use of the model implemented in the HEC-RAS software and a balance model to describe the transport and transformation of suspended solids in a river delta. In the river estuary region, hydrological areas are distinguished: channel areas, floodplain areas, flooded during high floods and storm surges from the sea, and the delta front areas. For the hydrological areas, a dynamic model of the balance of water and substances transported by water flow is built. Parameterization of the suspended solids sedimentation processes and their resuspension is introduced depending on the speed of water movement and particle size. Three gradations of suspended solids in size are considered: pelitic fraction (clay), alevrit fraction (silt) and fine sand. The emphasis is on assessing the impact of marine storm surges on the transport of suspended solids into the river delta and their deposition. To describe water flows between areas, movement speeds, level dynamics and floodplain flooding processes, a detailed model based on the HEC-RAS software adapted to the conditions of the Don River estuary area is used. Calculations of the transport and accumulation of suspended solids in the Don River estuary area were carried out for two variants of hydrological conditions – with the water surge from the sea and without it. The spatiotemporal variability of the concentration and granulometric composition of suspended sediment depending on hydrological conditions is considered. It is shown that in the absence of surge phenomena and low water flow rates, suspended solids are mainly deposited in the avandelta outside the sea edge of the delta, and during the surge period they saturate the water and, at the stage of rising its level, enter the delta, partially settling in the branches and in the floodplain areas. At the same time, at the stage of the water level decline, they are carried out of the channel segments beyond the sea edge of the delta, and mostly remain in the floodplain areas. For low-water conditions with the observed frequency of surge events and in the absence of floods, the Don estuary area retains on average 20% of suspended solids entering with the Don River runoff.