Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Тепловые и ледовые процессы в устьевых областях рек Азово-Черноморского бассейна

ВАК РФ 11.00.08, Океанология

Автореферат диссертации по теме "Тепловые и ледовые процессы в устьевых областях рек Азово-Черноморского бассейна"

КОМИТЕТ ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И МОНИТОРИНГУ

ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ МИНИСТЕРСТВА ЭКОЛОГИИ И ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОКЕАНОГРАФИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

МИНЬНОВСИАЯ Роза Я к о в лев и а

ТЕПЛОВЫЕ И ЛЕДОВЫЕ ПРОЦЕССЫ

В УСТЬЕВЫХ ОБЛАСТЯХ РЕК АЗОВО-ЧЕРНОМОРСКОГО БАССЕЙНА

11.00.08—океанология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Москва—1992

1Ш9ВГ ПО ЩЯД)ЙОЕОРОЛОГИЙ и МОНИТОБШГУ ОКВЮШЩКЙ ПРБЩЫ аШЯЕГСт ОКО/ЮГШ И ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ [ШУЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Гисударственный океанографичес.'пй шсгитут

На правах рукописи

• _ МШЪКОВСШ РОЗА ЯКОВЛЕВНА

Ш1Д00ЫЕ И ЛЕДОВЫЕ ПРОЦЕССЫ В УСТЬЕВЫХ ОБЛАСТЯХ РЕК ЛЗОВО-ЧЕИЮМОРСКОГО БАССЕЙНА

11=00,08 - океанология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Москва 1992

Работа выполнена в Морском отделении Украинского научно- 'Исследовательского гедрош те о ро.гюгиче ско гс института

Научные руководимая»: - доктор геогрйфичосгаи наук,

профессор СХ.БАЙДКН

- кандидат географических наук, В.Г.СИМОВ

Официальны© оппоненты;- доктор гаографичьских наук,

профессор Б.МЛ'йНЗБУРГ

- кандидат географических наук Ю.В. ЛУПАЧЕВ

Ведущая организация - Московский государственный университет им, Ломоносова И.В., . географический факультет

Защита состоится в ^^иаеов

на заседании специализированного совета К.024,02.01 при Гсс;у дарственном океанографическом институте Роскомгидрошта — -по адресу: 119838, г.Москва, Кропоткинский пер., д.6.

С диссертациейможно ознакомиться в библиотеке Государев венного океанографического института.

Автореферат разослан "

Ученый секретарь специализированного совета

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРЛШРИСтаКА РАБОТЫ

Актуальность темы, "осле зарегулирования стока воды и тема рек Азово-Черноморского бассейна в устьевых областях рек сформировались новые гидрологические, экологические и нчоигй-дио miize уолоспл, иэнзкичись тел^огаз и ледопыз процессы. Стон гепла п тэмеразура воды уменьшились з весенне-летний период к увеличились в осокпе-эиший, сократился период с леДовшн явлениями. При осуществлении шюнирусодсс безвозвратных изъятий п прутах водохозяйственных мероприятий в устьевых областях Днепра, Южного Буга, Дона. Дуная и Цубани яоэмоаны заметные иэигне-¡шя основных характеристик тепловых ч ледовых процессов: стока тепла, температуры воды, толщины льда, сроков наступления и окончания ледовых явлений и их продо яжитзяьности, что необходи-1-ло учитывать в народном хозяйстве. Поэтому исследование еззто-связашшх т&ъмвых и ледовит процессов п оценки их зоамештх изменений в будущем является актуальной задачей.

Цель и задачи работы. Целью работы является исследование особенностей и общих закономерностей тепловых и ледопчх процессов э устъечых областях рек, впадающих в бесприливкае моря, определение роли стока тепла, изучение механизма теплообмена устьевых взморье а полузакрытого' и отбытого типов с ре::ой, «орем и атмосферой для Сценки возмогших изменоггай тепловых и ледовых условий з устьевых областях рек Азовского и Черного морей кг. перспективу.

Для достижения зтой цели решались следующие задачи:

- разработка гипотезы о существенной роли адвекции тепла с речными и морскими водами;

- анализ факторов, играющих основную роль в тепловых и

ледоьых процессах, оценка их изменений под влиянием хозяйственной деятельности;

- исследование изменений температуры веди « ледовых явлений зоны смешения соленых морских и прееннх речных вод ао времени и в пространстве;

- выявление ебцлх черт и характерных особенностей тепловых к ледовых процессов при различных гидрологических условиях и дя разных типов устьевых водоемов;

- установление масштабов влияния природных и антропогенных

ч

факторов на температуру воды и лед в современных условиях;

- разработка методов количественной оценки возможных изменений температуры воды и ледовых явлений в устьевых областях рек в естественных условиях и под влиянием хозяйственной деятельности;

- оценка происшедших и возможных изменений тепловых и ледовых условий в устьевых областях рек различного типа.

Научная новизна работы. Впервые для устьевых областей рек Азово-Черноморского бассейна комплексно исследуются взаимосвязанные тепловые и ледовые процессы.

На основе этих исследований внесены уточнения в представления об изменчивости температуры воды и ледовых характеристик в пространстве и во времени в условиях зарегулированности стока рек, получены новые сведения о воздействии на нее различных факторов, и, в частности, стока тепла рек.

Уточнено уравнение баланса тепла для устьевой области, выделены адвективные составляющие, подверженные антропогенному влиянию. Расчет адвекции тепла выполнялся в отличие от других авторов по специальным натурным наблюдениям на границах устьевых взморьев.

Разработаны методы рлсчета: ежечасных значений адвекции тепла■через проливы по стационарным наблюдениям за уровнем поды в вершинах различных взморьев и за температурой воды ка бли-аайпглх к проливам постах,площадей и объемов зон теплового влияния стока рек к морского теплопритока на устьевые взморья, стока тепла рек на длительную перспективу по прогнозу стока воды-, ылнуя прогноз температуры годы, что уменьшило погрешность расчетов. Последнее дает возможность рассчитать будущую температуру воды без использования метеорологического прогноза.

Предложена методика среднесрочного прогноза сроков появления неподвижного льда в Днепро-Бугском лимане по стоку тепла р.Днепр, что позволило з отличие от.применяющихся в практике ледовых прогнозов разработок, упростить расчеты и увеличить за-благовршонность без снижения эффективности.

Получены физико-статистические зависимости толщины льда, начала и. окончания ледовых явлений и их продолжительности от стока тепла рек, которые в комплексе с уравнением теплового баланса дозволили впервые оценить возможные изменения основных характеристик тепловых и ледовых процессов на перспективу.

Предложен нетрадиционный критерий для классификации суровости ледовых условий в зонах существенного влияния стока реки, а именно, сток тепла рек, как комплексный динамический и тец-ловой фактор.

Фактический материал. Длп выполнения работы использованы материалы регулярных гидрометеорологических наблюдений на 4В постах Азово-Черноморского бассейна, набледения за температурой воды с судов с 1955 по 1990 г. (1165 съемок), авиатемпературныз съемки (292 карты распределения температуры воды), ледокольные

наблюдения (332 ледокольные съемки), авиаразведки льда (737 карг), ледово-профильные наблвдения (90 выездов). Кроме того, привлекались специальные наблвдения в Должанскоы проливе с 1976 по 1988 г. ив Кинбурнском проливе с 1965 по 1905 г.(547 измерений расхода тепла), а .также личные наблвдения автора в экспедициях при проведении специальных ледово-температурных съемок.

Практическая значимость и реализация результатов. Работа выполнена в рамках планового задания 03.12 программы ГКНТ "Мировой океан", проект "Устья рек" (в плаке НИР и ОКР Госкомгид-ромета темы [1.166.03, П.16а.13). Полученные результаты внедрен в институте "Укргипроводхоз" Минводстроя УССР и в Гидрографической службе Краснознаменного Черноморского Флота, Подтвержденный экономический эффект 89,9 тыс.рублей.

Разработанные методы могут быть применены в других регионах, так как рассматривались различные типы устьевых областей.

Апробация работы. Результаты исследования были рассмотрены и одобрены на научных семинарах лаборатории устьев рек Сева стоподьекого отделения Государственного океанографического инс титута, отдела гидрологии морей и морских устьев рек Государст венного океанографического института (1987, 19Ш гг.), на Ученом Совете СО ГОИНа (1988, 1990 гг.), на конференциях молодых ученых и специалистов СО ГОИНа (1985 г.) и ГОИНа (1988 г.), на Совещании сетевых подразделений Укргидромета (1984 г.), на Все союзной конференции молодых ученых "Гидрология 2000 г." (Москва,. 1986 г.).

Публикации. Основные результаты диссертации отражены в семи опубликованных работах.

Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения

четырех глас, заключения, двух табличных прилокений и включает страниц машинописного текста, 28 рисунков, 9 таблиц. Список использованной литературы включает 77 наименований, з том числе 2 на иностранных языках.

содевклнив работы

Во введении показана актуальность выбранной темы, сформулирована цель и задачи диссяр'глционной работ, изложена кзио-дика псследопония и основные результата работы.

Обоснован тбор изучаемых водкчк объектов. Ими яьляэдея Днепро-Бугская и Донская устьевые области, чмегощие отмвлые полузакрытые взморья, и устьевые области Дуная и Кубани с приг;-у-иши открытыми вокорьями.

В нерпой глав8 рассмотрено состояние исследований тепловых ¿1 ледовых процессов в устьевых областях рек и факторов,' их определяющих. в результате анализа имеющихся материалов определена недостаточная изученность влияния стока тепла рек и про-никносечил морских вод на тепловые и ледовые процессы з различных типах устьзшз: областей рек, что объясняется трудоемкостью исследований и обобщений при неустойчивом ледовом редане, неучетом уровня хозяйственного освоения водннх ресурсов.

На основании по,лученных ранее и новых материалов паблщеннй• выполнен анализ факторов, определяющих пространственно-временную изменчивость температуры води и льда: температуры воздуха, стока рек, ветра и'морфометрических характеристик. При совместном воздействии этих факторов выделяется ведущая роль стока тепла рек, теплообмена с атмосферой и морем. Дана оценка иэменчи-

- « -

вости и роли каждого фактора в условиях различных устьевых областей рек. Рассматривалось также влияние ветра, течений, волнения и солености. Установлено, что зарегулирование стока воды рек вызвало существенное внутригодовое перераспределение стока тепла, что отразилось на температуре воды и ледовых явлениях. Сильному влиянию стока тепла подвержены устьевые области Днепра и Дуная, так как соотношение их объема стока и объема воды на взморье больше, чем для р.Дон и р.Кубань, где существеннее сказывается влияние атмосферных факторой.

Во второй главе рассмотрена пространственно-временная изменчивость температуры воды и ледовых характеристик, ее общие и отличительные черты в различных устьевых областях рек.

Температура воды имеет микро-, мезо- и макромасштабы изменчивости. Суточный ход и пульсации температуры воды в течение суток накладываются на синоптическую (с периодом 5-7 суток) и сезонную изменчивость, а они, в свою очередь, на вековой ход, формируя сложный процесс изменения температуры воды во времени. Под влиянием адвекции речных и морских вод в отдельные дни колебания температуры воды на взморьях в поверхностном слое достигают 5-8 °С, а в придонных слоях 3-10 °С (в Днепро-Бугском лимане) и 3-7 °С (б западной части Таганрогского залива). Смещение клина морских вод вдоль судоходного канала в Днепро-Бугском лимане приводит к существенным (15-16 °С) изменениям температуры воды. Кроме перечисленных ьидоз изменчивости, поделены недельные колебания температуры воды, связанные с особенностями работы каскада ГЭС. Подробно рассмотрены все виды временной изменчивости температуры воды в отмелых полузакрытых устьевых областях р.Днепр и р.Док и приглубых открытого типа (р.Дунай, р.Кубань).

Схемы распределения температуры воды э устьевых областях, в отличие от справочных данных, получены за период зарегулированного стока рек по стандартным и специальным наблюдениям в открыт!« 'тетях, выполненным в последнее тридцатилетие. Из схем очевидно влияние речных вод на тепловые и ледовые процессы.

Показано, что пространственная изменчивость в устьевых областях рек также существенна: разность температуры воды между поверхностью и дном (при глубине до 20 м) составляет 10-18 °С, а разность температуры между границами устьевой области (дельтой и устьем лимана, залива) достигает 10 °С.

Ледовые характеристики, как и температура воды, отличаются большой неоднородностью. Толщина льда в средне.! достигает 25 см в Днепро-Вугском лимане, на взморьях Дуная и Кубани и 35 см в Таганрогском заливе. В суровые зимы толщина льда может составлять 60-100 см, а из торосистых участках 2-3 м. Продолжительность ледовых явлений в суровые зимы достигала 150-165 дней. Сроки появления и исчезновения льда в различных частях акватории одной и той де устьевой области реки отличаются 2ачастуи на 20-25 суток5 что объясняется влиянием притока тепла с речными и морскими водами. Новые данные, полученные в специальных экспедициям позволили уточнить характер распределения толщину льда и температуры воды подо льдом, получить более полное представление о зимнем режиме ззморьев, солености и структура льда.

Комплексное воздействие тепловых и динамических фзкторов для всех типов устьев отражают сток телка рек, теплообмен с атмосферой и морем. В связи с особенностями изучаемых водных объектов это воздействие неодинаково и зависит от соотдагтзинл

объема речного стока и объема воды гиыорья. Так, например, сток тепла рек Дунай и Днепр сущеа-вотю влияет на изменение температуры воды к ледовых характеристик в пространстве и во времени, а сток тепла Ньдани и Дона не окаоыа-лст стиль существенного влияния. Большая временная изменчивость все/, характеристик и какеимельние градиенты г-емпературы вода отпечаюси во всех устьевых областях ¡,ск на язморьях. Наибольшая неоднородность отмечается в Днепро-Бугс;:о« лямако из-за сидт-лого воздействия стока тепла р.Днепр я особенностей ыорфометрии лимана, [¡а слияние стог.а тепли рек указывав'* а неоднородность полей изохрон нас^уплаиия ~л окончания ледовых явлений, /шалиэ изменчивости основных характеристик свидетельствует о нх большой неоднородности кз-зй нестаа,!гонаиности многофакторных процессов и подтверждает гипотезу о существенной роли стока тепла рок в развитии тепловых и ледовых процессов.

В..Тро?ье,й главе рассмотрен теплообизн устьевых областей рек с атмосферой, рекой и морем. Для этого проаналилсроиан баланс тепла в устьевых областях, показан вклад отдельных соста~ елкщпх и сделан вывод о ведущей роли стока тепла рек, как части баланса тепла, наиболее подверженной антропогенному влияний и требующей учета при прогнозировании характеристик тепловых и ледовых процессов. Этот вывод следует из того, что теплообмен с атмосферой для рассматриваемого региона как показывают расчеты тренда не имеет и в будущем останется согласно прогнозу ь тех же пределах, а теплообмен с морем зависит от стока реки и температуры воды при дискретности месяц и более и от ветровых условий при меньшей дискретности (ветровые условия в будущем также предполагаются в среднем постоянными).

Для определения ежечасных значений теплообмена с морем

предложен метод расчета разнонаправленных расходов тепла через Кинбурнскнй Доячансгай проливы по интенсивности изменения уровня води п вераяшах лущена или залива (Касперокга, Таганрог) и температуре води на ближайамх к проливом досках (Очаков, Мариуполь). По результатам расчетов впервые поручен годовой ход теплообмена полузакрытых усты-таз: взмсрьза с морем по непосредствен; 1Ш наблвдечюзл в проливы::. Проанализирован.-! изменчивость темпс-ратури «одц при пото::лх тепла различного направления. Боп-'оая ис--з:гглвость сродней температуры поди расходов тзпла разнонаправленных потоков отмечается в Кинбурнском проливе (па • пример, наибольший размах средней «•емперлтуры годы обратного потока здесь достигает 12,С °С, а в Долканском проливе б °С), что объясняется наличием здесь глубокого канала и незначительными радаераг.«! пролива по сравнению с Должанскш. Так как сумка-р!Шй сток тепла р.Днепр и р.КЬскый Буг почти в 2 раза больше стока тепла р.Дон, результирующий перс.чсс тепла за год через Кинбурнский пролив в 2 раза больше, чем через Должапский, хотя обгемн перенос? тепла прямого и обратного направлений в последнее а 5-10 раз больше. Установлены изменения в процесса* теплообмена через пролкш а результате регулирования стока воды и тепла рек. В лесенно-летний период уменьшился выкос тепла из лимана и несколько увеличился ар;??ок тепла из моря, а в осенне-зимний период приток тепла кя г.юря уменьшился, а вынос тепла в море возрос. В результате. приток тепла из моря -за год увеличился на 10 %, вынос тепла в море уменьшился па 15 %, а результирующий поток топла уменьшился на 30 %.

Сток тепла рек как составляющая теплообмена наибольшую роль играет а устьевых областях Днепра и Дуная,

Для определения изменений, вызванных регулированием стока

рек, сравнивались периоды до и после сооружения водохранилищ; для р.Днепр и р.Южный Буг 1916-1955, 1955-1990 гг., р.Дон 1929 -1951, 1952-1990 гг. Так как сток р.Дунай практически не зарегз лирован, а на р.Кубань изменения режима происходили через 7-10 лет, для анализа рассматривался сток тепла этих рек за 19451990 гг. (для р.Дунай) и за 1973-1990 гг. (р.Кубань)„

Эксплуатация водохранилищ привела к вчутригодовому перерас пределению стока тепла. Изменчивость стока тепла стала зависев от попусков через Каховскую ГЭС. 3 отдельные дни сток тепла в течение суток изменяется в 5-10 раз. С работой ГЭС связано характерное для стока тепла р.Днепр уменьшение его значений к КО! цу недели в 2-3 раза. Наибольший сток тепла выносит р.Дунай, наименьший - р.Южный Буг.

Детально исследовано влияние стока тепла рек в различных устьевых областях на температуру воды и ледовые характеристики, При этом использовались данные авиатемпзратурных съемок при одинаковых температурных: и ветровых условиях и разном стоке' тепла рек, выполнявшихся обычно в течение 20-30 мицут, что дает мгновенную картину распределения. Корреляционный анализ показа» что сток тепла рек обусловлен, в основном, водностью рвкк. Чем больше соотношение величины стока тепла реки и тешюоапаса взморья, тем больше воздействие стока тепла на температурные поля. Так степень воздействия стока тепле, р.Днепр и р«Дунл! намного превосходит влияние р.Кубань и р.Дон (например, сток тепла р.Кубань в среднем в 12 раз меньше стогса тепла р.Дунай).

Независимо от типа устьевой области, сток тепла рек изменяет временные масштабы тепловых процессов, замедляя или ускоряя их ход, смещает зону смешения речных г морских вод, имеющие различные температуры, способствует трансформации температурив?

- 13 -

структуры, что хорошо видно из сопоставления рассмотренных съемок. Для получения количественных характеристик степени влияния стока тепла рек на тепловые и ледовые процессы , необходимых для дальнейших расчетов, анализировались материалы судовых и авианаблвдений и определялись площади и объемы зон теплового влияния реки и моря на устьевое взморье (использовались данные при неизменных метеорологических условиях и незначительном суточном ходе температуры воды, в то же время охватывающие значительный диапазон изменений стока тепла рек! Получены зависимости, позволяющие рассчитывать объемы и площади взморья, на которые распространяется тепловое влияние реки и моря по стоку воды и тепла рек.

Анализ имеющихся авиасъемок льда, ледокольных и лздово-профильиых наблюдений, выполненный с учетом гидрометеорологической обстановки с достаточной заблагозременностью, позволил определить масштабы влияния стока тепла рек на ледовые процессы на взморьях разного типа в период ледообразования, максимального развития ледяного покрова, вскрытия и очищения ото льда. Для этого отбирались съемки распределения льда на разных стадиях рззиития ледовых процессов при одинаковых метеорологических условиях и широком диапазоне изменчивости стока тепла рек. Для всех устьевых областей получены зависимости ледовитое:«, толщины льда, отклонений дат начала и окончания ледовых явлений, а также продолжительности ледовых явлений от стока тепла рек Днепра, Дона, ,Дуная, Кубани и Южного Буга, далзщие нагляднее представление о степени воздействия стока тепла рок не. различные характеристики ледовых процессов. Все зависимости, имеющие коэффициенты корреляции выше 0,В7, широко использовались в расчетах.

На основании указанных зависимостей предложен метод прогноза различных характеристик ледовых процессов по стоку топ- -ла рек, который ранее не применялся, Приведен пример прогноза даты появления неподвижного льда у Станислава (Днепро-Вугсккй лиман) от даты устойчивого перехода температуры воздуха через О °С к отрицательным в Херсоне и стока тепла р.Днепр. Аналогичные зависимости от температуры воздуха и води на этом посту имеют коэффициенты корреляции -0,50+0,04; -0,48^0,05. Более высокий коэффициент корреляции (0,65*0,02) характеризует зависимость от стока воды р.Днепр на дату устойчивого перехода температур« воздуха через О °С к отрицательный, а при использовании в качестве второго фактора стока-тепла реки, коэффициент множественной корреляции повышается до 0,92+0,01. Зависимость даты появления неподвижного льда у Станислава от даты устойчивого перехода температуры воздуха через О °С к отрицательнш в Херсоне имеет коэффициент корреляции 0,80+0,04. Для построения зависимости использовались донные э» перкод с 1956 по 19Э0г. с большим размахом дат пзявления иеподвианого льда (66 дней) и стока тепла р.Днепр (46,ЗЛ0Р Дн/о). Средняя ааблагозремегшость прогноза составляет 13 су-гохс, средняя погрешность 2 сутск. При допустимой для данной заблагоЕреиенпости погрешности (4 сугои) обеспеченность зависимости составляет 95 %. Оправдаваемость прогнозов 87 %. Пре,!у.ах,аемый ызтод не требует' слоднах вычислений и прогноза погоды, а заблаговремеиность в ХЗ суток позволяет отнести его к среднесрочным. •

На основе вышеизложенного, подтверждается выдвинутая гипотеза о существенной роли стока тепла рек как основного теплового и динамического фактора тепловых и ледовых процессов.

Приводятся данные по обеспеченности стока тепла рек Азово-Чер-номорского бассейна при разном уровне освоения водных ресурсов. Предложена классификация суровости зим по стоку тепла рек за зиму.

Четвертая глава посвящена оценке возможных изменений температуры воды и ледовых условий в устьевых областях рек под влиянием хозяйственной деятельности. Основные изменения тепловых и ледовых процессов, как было показано, связаны с избиением стока тепла рек в связи с зарегулированием стока воды и его внутригодовым перераспределением. Показаны уже происшедшие после сооружения водохранилищ изменения температуры воды и ледовых условий, обусловленные увеличением изъятий стока воды и сбросом более теплых вод зимой и более холодных - летом. В результате этого годовые величины стока тепла рек бассейна уменьшились на 20-40 %, а сток тепла р.Днепр за зиму увеличился в 3 раза» Как следствие изменился баланс тепла устьевых обастей рек. Температура воды в Днепро-Вугском лимане летом уменьшилась на 1,5-3,4 °С, зимой возросла на 0,2-0,0 °С. В Таганрогском заливе размах изменений меньше: летом температура воды уменьшилась на 0,3-1,7 °0, зимой возросла на 0,1-0,6 °С. В суровые зимы толщина льда уменьшилась на 3-6 см, в умеренные на 2-7 см. Наибольшие изменения в Днепро-Бугской устьевой области произошли после зарегулирования стока р.Днепр. Первое ледообразование здесь стало происходить позже на 5-25 дней, а очище-' ние лимана ото льда на 5-15 дней раньше, поэтому период с ледовыми явлениями сократился на 5-40 дней. Для детального анализа динамики изменений попользовались зависимости коэффициентов за-регулированности (отношение наблюдавшихся при естественном рз-

жиме значений стока и температуры воды к их значениям при современном режиме). Они показали, что зимой температура »оды р«Днепр увеличилась на 60-125 %, а в период половодья уменьшилась на 25 %.

Для оценки возможных последствий хозяйственной деятельности использовался метод теплового баланса и физико-статистические зависимости, имеющие высокую обеспеченность. Исходя из уравнения баланса тепла рассчитывалась температура воды в проектных условиях для водотоков дельт и устьевого взморья полузакрытого отмелого типа. Планируемые изъятия стока принимались по данным института "Укргипроводхоз" Минводстроя УССР. В водотоках дельты Дуная при 50 %-кой обеспеченности водности зимы средняя за зиму температура воды при изъятии 35-76 км3/год может уменьшиться от Рени до рук.Прорва и рук.Старо-Стамбульского на 0,2-0,3 °С, в маловодные зимы на 0,6-1,1 °С, Продолжительность ледового сезона макет увеличиваться в средние по водности зимы на 5-10 дней, а в маловодные - до.45 дней (при изъятиях 76 км3/год).

Для расчета возможных изменений основных характеристик тепловых и ледовых процессов составлено уравнение баланса тепла с учетом особенностей теплообмена и ранее полученных данных по адвекции тепла с речными и морскими водами. Использовались зависимости объема льда, ледовктости, плозддк и объема вон теплового влияния от стока тепла рек. Расчеты показали-, что возможное уменьшение температуры воды , например, р.Днепр при средних климатических условиях составит 0,5 °С, а температуры воды в лимане - 0,3 °С. Сделан многовариантный расчет для различных по водности и температуре условий.

.У

- I? -

Тожцина льда в средние по водности зимы будет составлять 30-40 см (в зависимости от района устьевой области), а в маловодные суровые зимы - а среднем 60 су, Число дней со льдом мо-зсег возрасти и в маловодные суровые зимы достигать 100-120 дней.

Приводятся анализ фактических и расчетных значений толщины льда и числа дней со льдом вКасперовке по методам, базирующимся на учете стока тепла р.Днепр. Он свидетельствует ^ хорошем совпадении расчетных и фактических данных и приемлемости оценок. Достоверность расчетов для Днепро-Бугского лимана проверена также методом аналогий. В качестве аналога выбрани два участка Каховского водохранилища со сходными условиями теплообмена. Сравнение данных свидетельствует о том, что будущие ледовые условия при планируемых изъятиях стока р.Днепр и при возможном перекрытии лимана близки к условиям мелководной части Каховского водохранилища.По поведу уменьшения возможных отрицательных последствий даны соответствующие рекомендации.

В заключения изложены основные результаты исследования, которые сводятся к следующему.

1, Тепловые и ледовые процессы в устьевых областях рек непршшвных морей, находясь в тесной зависимости с многолетними и внутркгодорыми изменениями стека соды и тепла в последние 3035 лет XX столетия претерпели существенные изменения в связи с увеличением изъятий и зарегулированием стока воды многих рек.

2. На примере разных по площади и стоку воды, с полузакрытыми и открытыми взморьями устьевых областей рек Дуная и Кубани, Днепра, Южного Буга и Дона и на основе большого количества стационарных и экспедиционных наблюдений установлено, что воздей-

ствие водохозяйственной деятельности в бассейнах рек на изучаемы о процессы в устьевых областях рок проявляется через адвек-. тиьныо составляющие теплового баланса. Адвекция тепла со стоком воды и при водообмене с морем является одним из основных факторов формирования тепловых и ледовых процессов в устьях рек, так как объемы переноса тепла с речными и морскими вода;«; во много раз превосходят теплообмен с атмосферой. В отличие от других авторов адвекция тепла через Юнибурнский и До&гансниВ проливы рассчитана с часовой, месячной и гздоаой дискротпосФьз по интенсивности изменения уровня вода б вершинах залива или лимана (Таганрог, Касперовка) и температур? зод>д на блшкайгапх к проливам постах (Мариуполь, Очаков) с использованием непосредственных наблюдений в пролива:::,

3» На основе разработанных методов расчета стока тепла, теплообмена с морем, площадей и объемов зон типлогого влияния получены количественные оценки происшедших изменений характеристик теплоеых и ледовых процессов. Установлено-, что во веек устытг рек;с зарегулированным стоком воды„приток тепла на устьевое взморье осенью и зимой возрос, а за время половодья и летом уменьшился, что отразилось на изменениях температура води к характеристиках ледовы?: процессов. Так. например, в однотипных устьях рек Днепра и Дона температура воды за песепне-летмий сезон уменьшилась на 2-3 °С по сравнении с периодом естественного рзкима стоке воды. Зимой она возросла на 0,5-1 °С. Толщина льда в Днепро-Бугском лимане уменьшилась на 5-10 ем, а период с ледовыми явлениями совратился на 5-40 дной. С "учетом предполагаемого увеличения объемов изъятия стока воды и расширения хозяйственного использования водных ресурсов рек Азово-Черноморского бассейна и с помощью разработанных методов рас-

чета вкпошгена оценка воомоянмх изменений характеристик тзпло-зых и ледовых процессов на перспективу. Она показала, «то б будущем температура воды в водотоках.дельты Дуная может уменьшиться на 0,2-1,1 °С, в дельте Днепра и Днепро-Бугсксм лиманз - на 0,3-0,5 °С. Из-за этого может возрасти толщина льда и лимане на 5-10 см и продолжительность ледового периода на 5-20 дней. Указанные возмогшие изменения следует учитывать при освоении устьев рек бассейна.

4, Установление ведущей роли адвекции тепла с речнш стоком позволило разработать методику среднесрочного (заблаговре-¡ленность 13 суток) прогноза сроков появления неподвижного льда, учитывающую дату перехода температуры воздуха через О °С к отрицательным температурам и сток тепла реки. Оправдываемость проверочных прогнозов по данной методике составляет 8? %.

5. Детальные исследования тепловых и ледовых процессов а устьевых областях рек,- оценка роли различных факторов в формировании температурного режима и ледовых характеристик, определение существенной роли, стока тепла рек и теплообмена с морем, а также разработанные методы расчета и количественные оценки происшедших и возможных изменений характеристик позволяют более обоснованно определять направления использования ресурсов устьев рек с соблюдением экологических требований.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Миньковская Р-Н, Возможные изменения ледово-термического режима под влиянием хозяйственной деятельности // Сиб. отд.

АН СССР, сб. "Круговорот вещества и энергии в водоемах". -Иркутск, 1985, вып. У1. с.7-12.

2, Миньковская Р.Я., Симов В.Г. Возможные изменения ледового

ранима Днепро-Бугского лимана после его изро&ри-)'1:л. - Севастополь: СО ГОШ, 19855 - 20 с, Деп.- в Щ ВИНИТИ 16,08.85, № 6064-65.

3. Цишдсавская Р.Н. Лсдово-терьшчеснио исследования в устьзвых областях реи Лзово-Черноморсксго бассейна и повыше!а;» их еффектиЕносгп // У Всесоюзное совещание-семинар по обадех^у опытом планирования, организации и проведения «экспедиционных исследований мирового океана, внутренних к окраинных морей V. морских устьев рек: Тез. докл. - Клайпеда, 1985.

С.-58-60.

4. Обмен энергией и веществами меэду устьевыми водоемами и сопредельными морями с условиях антропогенного воздействия / Симов В.Г., Морозов В.П., Фомина И.Н., Минысовская Р.Я, // Всесоюзное совещание "Охрана природной среда морем и устьев рек" : Тез. докл. - Владивосток, 1986. С, 37-46.

5. Ммньковская Р.Я. Оценка возможных изменен»! температуры воды и ледовых явлений в устьевой области Дукая методом теплового и водного баланса. - Тр. ГОШ, 1988. вып. 189. С.86-94.

6. Симов В.Г. , Минысовская Р.Я. Теплообмен меящу Таганрогским заливом и Азовским морем по данным натурных наблюдений в 1976-1988 гг. - Севастополь, 1990. - 10 с. - Деп. в ВИНИТИ 12.07.90, Р 3906-В90.

7. Минысовская Р.Я., Демидов А.Н. Метод расчета составляющих теплообмена между Таганрогским заливом и Азовским морем. -Севастополь: СО ГОИН, 1990 г. - 10 с. - Деп. в ВИНИТИ, 22.10.90, № 5422-В90.

НПО *ЮгрыГг? эюгевгр* аз. £Ч0,ткр, 160 185': г.