Проблемы морфодинамического моделирования подводного склона и береговой линии
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Культура народов Причерноморья |
|---|---|
| Datum: | 2007 |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Кримський науковий центр НАН України і МОН України
2007
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/35274 |
| 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: | Проблемы морфодинамического моделирования подводного склона и береговой линии / Н.А. Фокина // Культура народов Причерноморья. — 2007. — № 121. — С. 146-149.— Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-35274 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Фокина, Н.А. 2012-06-23T21:06:40Z 2012-06-23T21:06:40Z 2007 Проблемы морфодинамического моделирования подводного склона и береговой линии / Н.А. Фокина // Культура народов Причерноморья. — 2007. — № 121. — С. 146-149.— Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1562-0808 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/35274 ru Кримський науковий центр НАН України і МОН України Культура народов Причерноморья Проблемы материальной культуры – ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ НАУКИ Проблемы морфодинамического моделирования подводного склона и береговой линии Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Проблемы морфодинамического моделирования подводного склона и береговой линии |
| spellingShingle |
Проблемы морфодинамического моделирования подводного склона и береговой линии Фокина, Н.А. Проблемы материальной культуры – ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ НАУКИ |
| title_short |
Проблемы морфодинамического моделирования подводного склона и береговой линии |
| title_full |
Проблемы морфодинамического моделирования подводного склона и береговой линии |
| title_fullStr |
Проблемы морфодинамического моделирования подводного склона и береговой линии |
| title_full_unstemmed |
Проблемы морфодинамического моделирования подводного склона и береговой линии |
| title_sort |
проблемы морфодинамического моделирования подводного склона и береговой линии |
| author |
Фокина, Н.А. |
| author_facet |
Фокина, Н.А. |
| topic |
Проблемы материальной культуры – ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ НАУКИ |
| topic_facet |
Проблемы материальной культуры – ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ НАУКИ |
| publishDate |
2007 |
| language |
Russian |
| container_title |
Культура народов Причерноморья |
| publisher |
Кримський науковий центр НАН України і МОН України |
| format |
Article |
| issn |
1562-0808 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/35274 |
| citation_txt |
Проблемы морфодинамического моделирования подводного склона и береговой линии / Н.А. Фокина // Культура народов Причерноморья. — 2007. — № 121. — С. 146-149.— Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT fokinana problemymorfodinamičeskogomodelirovaniâpodvodnogosklonaiberegovoilinii |
| first_indexed |
2025-11-25T23:50:39Z |
| last_indexed |
2025-11-25T23:50:39Z |
| _version_ |
1850585864878424064 |
| fulltext |
Фененко А.С., Дога Ю.А.
УПРАВЛІННЯ ЕКОЛОГІЧНИМИ ЗАГРОЗАМИ В РЕГІОНІ
146
2. Управління екологічними загрозами дає можливість підприємству розробити заходи по попередженню,
ліквідації наслідків екологічних загроз, визначити потреби в засобах і резервах для попередження і лік-
відації екологічних загроз.
3. Для управління екологічними загрозами можна запропонувати наступну послідовність дій:
Виявлення і ідентифікація (екологічних) загроз.
Моделювання ситуації розвитку (екологічних) загроз і їх наслідків.
Прогнозування очікуваного результату.
Визначення потреби в резервах, необхідних для запобігання (екологічних) загроз.
Процес запобігання (усунення) загроз.
Розробка заходів подальшого розвитку підприємства.
Отримання кінцевого результату, порівняння його з прогнозованим [3].
Джерела та література
1. Екологія Криму. Довідкова допомога/під ред Н.В. Багрова і В.А. Багрова. – Сімферополь: Кримське уч-
бовий – педагогічне державне видавництво, 2003. – 360 з.
2. Сулыма А.И. Ідентифікація загроз економічної стійкості підприємств./ Результати VII Всеукраїнської
науково – практичної конференції «Проблеми економічної стійкості підприємств санаторний – курорт-
ного комплеска», Ялта, 2006.
3. Лозиченко Ю.Г.,Ячменева В.М. Виявлення інструментарію по забезпеченню економічної стійкості під-
приємств./ Результати VII Всеукраїнської науково – практичної конференції «Проблеми економічної
стійкості підприємств санаторний – курортного комплексу», Ялта, 2006.
4. Герасимчук З. Научные основи дослідження екологічної безпеки як чинника сталого розвитку // Еконо-
міка України. – 2001. – №11. – С.62–69.
5. Дорогунцов З., Бутрім О. Риск надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру // Економі-
ка України. – 2001. – №4. – С.68-73.
6. Дорогунцов З., Федоріщева А., Ральчук А. Устойчивий розвиток в управлінні еколого – економічними
системами. // Економіка України. – 2001. – №1. – С.75–83.
7. Хлобистов Е. Теоретичні аспекти соціально-економічного дослідження екологічної безпеки // Економі-
ка України. – 2002. – №6. – С.70–76.
8. Лазор О., Загвойськая Л. Эколого-економічні підходи до реалізації екологічної політики. // Економіка
України. – 2002. – №12. –С.76–79.
9. Дорогунцов З., Федоріщева А. Государственное регулювання техногенно-екологічної безпеки в регіо-
нах України. // Економіка України. – 2002. – №4. – С.70-77.
10. Одинець В. Экономічні механізми управління ризиками надзвичайних ситуацій. // Економіка України. –
2001. – №10.- с.80-83.
11. Хлобистов Е. Экологическая безпека і основи визначення ризику техногенних катастроф. // Економіка
України. – 2000. – №6. – С.38–46.
12. Олейник К.А. Екологічні ризики в підприємницькій діяльності (питання методології). – М.: Видавницт-
во «Анкил», 2002 г.,208 з.
Фокина Н.А.
ПРОБЛЕМЫ МОРФОДИНАМИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОДВОДНОГО
СКЛОНА И БЕРЕГОВОЙ ЛИНИИ
В настоящее время наблюдается несоответствие между уровнем наших знаний о гидродинамических
процессах в прибрежно-шельфовой зоне и необходимостью эффективного прогнозирования возможных
экологических изменений вследствие ее интенсивного экономического освоения, усиливающегося в по-
следние годы. Возможность некоторого уменьшения этого несоответствия определяется результатами на-
турных исследований и научных обоснований последних лет. С середины 80-х годов прошлого века наме-
тился заметный прогресс в понимании физических закономерностей и методов расчета параметров волн,
прибрежных течений и транспорта наносов во время штормов в береговой зоне моря. Это особенно важно,
так как воздействие штормовых нагонов является основным фактором преобразования рельефа береговой
линии, при котором происходит полное переформирование пляжевых отложений и изменение ширины
пляжей со знаком плюс или минус.
Приблизительно с 80-х годов прошлого века стали производиться попытки моделирования морфодина-
мики подводного склона и береговой лини. Цель данной статьи – проанализировать существующие методы
морфодинамического моделирования в масштабе времени отдельного шторма, выявить их преимущества и
недостатки.
Морфодинамические изменения берегового склона, в общем, имеют трехмерный характер [2]. Однако
роль того или иного измерения существенно зависит от пространственного и временного масштабов рас-
Проблемы материальной культуры – ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ НАУКИ 147
сматриваемых процессов. Так, если речь идет о долговременной эволюции контура берега, скажем, под
влиянием искусственных сооружений, то более важным оказывается вдольбереговое изменение потока на-
носов. На его фоне поперечные перемещения могут выглядеть, как высокочастотные осцилляции без за-
метного результирующего значения, которое может не приниматься во внимание. Морфологические про-
цессы в масштабе времени отдельного шторма, наоборот, довольно часто могут трактоваться как изменения
профиля берега под влиянием преимущественно поперечных перемещений наносов. Вдольбереговые пото-
ки при этом играют вторичную роль, если их градиенты достаточно малы. Наконец, в условиях неоднород-
ного берега деформации дна могут в одинаковой мере зависеть как от поперечных, так и от продольных пе-
ремещений наносов.
Прогноз морфологических изменений профиля дна в процессе волнового воздействия основывается на
законе сохранения массы [2,3,4], согласно которому любые пространственные изменения потока наносов
вызывают морфологические изменения дна:
x
q
t
x x
Здесь под величиной q
x
подразумевается объемный поперечный расход твердых частиц. Согласно
этому выражению, локальное усиление потока наносов 0
x
qx ведет к размыву и углублению дна со
временем 0
t
x , а его ослабление к аккумуляции и уменьшению глубины.
Морфодинамическое моделирование может быть успешным только при условии физически обоснован-
ной параметризации расходов q
x
, создаваемого волнами и течениями во время шторма. Этой проблеме по-
священо множество исследований, среди которых выделяются три основных направления. Одно из них
включает исследования, ориентированные на моделирование всех элементарных процессов, ответственных
за перемещение твердых частиц в потоке жидкости. В этом случае конечный результат расчета расхода на-
носов является следствием громоздких вычислений детальной структуры течений, турбулентности и полей
концентрации твердых частиц (Fredsoe at al., 1985; Broker at al., 1991).
Ко второй группе относятся модели, физической основой которых служат также представления о про-
цессах движения твердых частиц, но каждый процесс отдельно детально не рассматривается, а принима-
ются интегральные следствия действующих механизмов. Сюда относятся модели, основанные на энергети-
ческой концепции (Bailard, 1981; Roelvink, Stive, 1989; Ohnaka, Watanabe, 1990; Roelvink, Broker, 1993; Ле-
онтьев, 1999, 2000). Наиболее часто для расчетов используется модель Байларда, созданная еще в 1981 году
(Bailard,1981). Детальная проверка основ этой модели по данным натурных экспериментов на основе спек-
трального и взаимно-спектрального анализов (Kos’yan et al., 1997a; Kuznetsov, Pykhov, 1998) показала, что
она, в лучшем случае, позволяет оценить лишь порядок величины расхода. В большинстве случаев, она не-
правильно предсказывает направление переноса осадков по нормали к берегу на частотах ветровых и ин-
фрагравитационных волн. Вклад переноса осадков на этих частотах в результирующий транспорт наносов
по нормали к берегу, особенно ощутим в зоне разрушения волн (Kos’yan et al., 1997). Во время штормов в
этой зоне перемещается основная масса осадков, приводя к морфодинамическим изменениям подводного
склона и береговой линии. Основная причина расхождений в том, что энергетические модели основаны
только на общефизическом подходе пропорциональности расхода наносов диссипации энергии волн без
учета реально наблюдаемых в природе механизмов взвешивания осадков со дна. Кроме этого, они не учи-
тывают: перемежаемость процессов перемещения осадков и их зависимость от групповой структуры волн
(Hanes, Huntley, 1986; Osborne, Greenwood, 1992, 1993; Kos’yan et al., 1994; Пыхов, Косьян, Кузнецов, 1997);
изменчивости спектрального состава индивидуальных волн и фазовые сдвиги между скоростью воды, па-
раметрами турбулентности и концентрацией взвешенных наносов (Pykhov, Kos’yan, Kuznetsov, 1995;
Kos’yan et al., 1997). К настоящему времени опубликован ряд морфодинамических моделей прибрежной зо-
ны моря, использующих различные подходы к описанию действующих механизмов и применимых к раз-
личным участкам берегового склона (Larson, Kraus, 1 989; Roelvink, Stive,1989; Wang, Miao, Lin, 1992;
Newe, Dette, 1995; Roelvink et al., 1995). Большинство из них относится к условиям регулярного волнения,
воздействующего на однородный вдоль береговой склон, сложенный однородными по крупности песчаны-
ми наносами. При этих условиях одним из главных механизмов перемещения наносов по профилю считает-
ся компенсационное противотечение, исследованию которого в последнее десятилетие уделялось значи-
тельное внимание (Sonu, 1972, Stive, Wind, 1986; Svendsen et al., 1987; Okayasu, Katayama, 1992).
Третья группа включает модели, основанные на идее о профиле равновесия. Транспортирующие меха-
низмы здесь вообще не рассматриваются, а поперечный расход связывается со степенью отклонения данно-
го профиля от его равновесного состояния. В связи с этим следует упомянуть работы Д. Крибеля и Р. Дина
(Kriebel, Dean, 1985), М. Ларсона и Н. Крауса (Larson, Kraus, 1989), в которых величина q
x
предполагается
пропорциональной разности между фактической скоростью диссипации энергии и ее гипотетической вели-
чиной при равновесном положении профиля.
Фокина Н.А.
ПРОБЛЕМЫ МОРФОДИНАМИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОДВОДНОГО СКЛОНА И БЕРЕГОВОЙ ЛИНИИ
148
Механизм деформации поперечного профиля галечного пляжа во время шторма до равновесного со-
стояния рассматривается Г.А. Сафьяновым [1]. Выделение характерных точек пляжа позволяет связать в
единой системе их профили, которые формируются при действии различных параметров волн. В процессе
сравнительного анализа многих равновесных профилей было установлено несколько характерных точек: А
- вершина гребня штормового вала (верхний предел самых мощных заплесков); В – пересечение уровня
спокойной воды и поверхности профиля пляжа (рис.1).
Рис. 1. Деформация поперечного профиля галечного пляжа во время шторма
до равновесного состояния и его характерные точки (Катков и др., 1984).
Введение координатной системы (x, у), своей для каждого волнения, не препятствует их объединению в
одну систему через длину b, равную горизонтальному смещению линии уреза; C – бровка намывной ступе-
ни (вершины подводного вала), соответствующая линиям разрушения волн; D – выклинивание бермы пля-
жа, соответствующее началу деформации профиля со стороны моря. Элементы равновесного поперечного
профиля между этими характерными точками чаще всего определяются в виде линий AB – вогнутой, BC –
прямой, CD - прямой или вогнутой. В процессе определения координат выделенных характерных точек бы-
ло проверено большое число безразмерных параметров. Изменения рельефа получены как функция ограни-
ченного набора параметров: характеристики группы волн, рельефа и материала пляжа.
При использовании единой системы координат вводятся параметры: b – определяющий смещение уреза
в процессе волнения до равновесного состояния, ± S - площадь размыва в верхней или аккумуляции в
нижней части профиля. Параметры выражаются через координаты характерных точек (выражения для этих
координат приводятся Сафьяновым [1]) и b, при этом SS , исходя из условия сохранения массы.
Решение имеет следующий вид:
p
p
p
p
d
h
d
h
S
b
cos
6
1
,cos
3
1
5,0
5,2
%1
5,0
5,1
%1
где, hp %1
- высота волны по линии обрушения 1%-ной обеспеченности (в системе); d – диаметр частиц
пляжа; p
- угол подхода волны к зоне разрушения.
Используя приведенные выше зависимости, можно прийти к заключению, что уклоны равновесного по-
перечного профиля на галечном пляже определяются отношением крупности частиц к глубине разрушения
волн. При постоянстве гранулометрического состава наносов и изменении глубины разрушения волн, что
может быть вызвано изменением параметров волн, происходит перестройка рельефа, связанная с массовым
перемещением наносов. Достижение некоторых критических уклонов делает невозможным дальнейшее
движение галечного материала. В сходном случае движение наносов на песчаных берегах продолжается при
действии вдольбереговых течений.
Проблемы материальной культуры – ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ НАУКИ 149
Расход галечного материала по ширине потока имеет максимум в зоне наката, убывая к зоне разруше-
ния. Совершенно аналогичные результаты дают и наблюдения на песчаных пляжах (Долотов, Жаромскис,
Кирлис, 1982). Основные особенности морфодинамики пляжа установлены для интервалов времени поряд-
ка длительности штормов. Однако они хорошо соответствуют и известным сведениям о сезонных измене-
ниях на пляжах.
На основе всего сказанного можно заключить, что не все гидродинамические процессы изучены в рав-
ной степени, многие из них требуют дальнейшего изучения и уточнения. Основные методы морфодинами-
ческого моделирования не учитывают многие важнейшие параметры, например, поток заплеска, опреде-
ляющий динамику периодически осушаемой части пляжа или флуктуационный перенос инфрагравитаци-
онными и ветровыми волнами. Это происходит из-за недостаточной изученности этих факторов, что, в
свою очередь, затрудняет количественное описание динамики наносов в этой области. В результате при
моделировании эволюции профиля подводного склона используются различного рода экстраполяции без
рассмотрения реальных механизмов перемещения наносов. Многие модели прибрежной циркуляции не
учитывают групповую структуру подходящих к берегу волн и являются весьма дорогостоящими в плане за-
трат компьютерного времени. Их применение для конкретных практических задач, связанных с большим
количеством итераций по времени, часто оказывается неудобным и не эффективным. Поэтому, актуальной
остается проблема выбора экономичной гидродинамической модели, учитывающей влияние групповой
структуры волн, адаптированной к условиям морфодинамических расчетов и обеспечивающей приемлемую
точность при минимальных затратах.
Источники и литература
1. Динамическая геоморфология. (Под ред. Г.С. Ананьева, Ю.Г. Симонова, А.И. Спиридонова). – МГУ,
1992. – 445 с.
2. Динамические процессы береговой зоны моря. (Под ред. Р.Д. Косьяна, И.С. Подымова, Н.В. Пыхова). –
М.: Научный мир, 2003. – 320 с.
3. Леонтьев И.О. Динамика прибойной зоны. –М.: ин-т океанологии им. П.П. Ширшова АН СССР, 1989. –
184 с.
4. Леонтьев И.О. Профиль динамического равновесия: проверка теории. Океанология. 1992. –Т.32. – № 2.
5. Сафьянов Г.А. Инженерно-геоморфологические исследования на берегах морей. – М., 1987. – 149с.
|