15. Методы исследования устьев рек

1)Метод непосредственных измерений (экспедиционный, дистанционный, мониторинг)

Экспедиционный метод используется как для получения данных для их последующей обработки и расчетов, так и для установления характеристик в конкретный отрезок времени. Если для простого устья этот метод легко воплощаем в жизнь, то при наличии дельты или большом размере устьевого участка это сложнее – требуется большое количество людей при одновременном измерении характеристик, работы требуют большого количества временных ресурсов. Создается сеть устьевых постов на основных рукавах и перед их разветвлениями, периодически на основные створы отправляются партии и т.п. Привлекаются методы дистанционных наблюдений – как автоматических уровнемеров, так и в более глобальном смысле – с использованием аэро- и космических снимков и методов. Важным направлением метода непосредственных измерений является гидролого-экологический мониторинг – мониторинг комплекса условий и характеристик в устьях рек и их естественных и антропогенных изменений. Он включает в себя планомерный сбор данных с помощью вышеописанных способов и анализ динамики изменений тех или иных характеристик – стока воды и наносов по рукавам дельты, мутность, прозрачность и минерализация, соленость, уровни воды и площади заливания поймы и дельты, скорости течения, температура воды и характеристики ледового режима, солевой состав воды и содержание в ней различных растворенных, в том числе загрязняющих, веществ, состав наносов и грунтов дна, состояние водной биоты и почвенно-растительного покрова. По этим наблюдениям проводится анализ данных – расчет неизвестных характеристик, пространственное распределение характеристик, прогноз ожидаемых изменений, оценка возможных последствий; полученные результаты передаются в соответствующие организации. 2)Расчетные методы – количественные оценки связей различных характеристик и их влияния. Построение эмпирических зависимостей на основе измерений – мы получаем или вычисляем основные факторы: Q в вершине дельты, в рукавах; H фоновый приемного водоема, в дельте, на устьевом взморье; h, B, L рукавов; I рукавов; F устьевого взморья, заливания дельты; мутность, минерализация, температура, соленость. Зависимости между этими характеристиками имеют общую форму, но для отдельных устьев они могут существенно отличаться. Они выводятся на основе данных наблюдений в графической или аналитической форме. Сезонные и кратковременные колебания уровней и расходов оцениваются по графикам: Нврукавах=f(Qвершиныуст.области,Hморя) и Qврукавах=f(Qвершиныуст.области,Hморя). Оценка площадей заливания производится по Fзал=f(Hвдельте,Hморя)=g(Qвершиныуст.области,Нморя). Приливные колебания K оцениваются как (Кх/Кморя)=exp(-kx), где k – декремент затухания, х – расстояние от моря. Соленость на взморье S=f(Qврукавах,Vветра). Дальность проникновения осолоненных вод L=f(Qврукавах). По смещениям этих графиков в течение каких-то периодов можно говорить о тенденциях изменений гидролого-экологических условий и устанавливать их причины.

3)Гидродинамические, гидравлические (моделирование) – в основном разработаны для квазиустановившегося режима, на основе уравнений гидравлики, и в результате их решения сводятся к приведенным выше уравнениям колебаний уровней и расходов для створов или узлов русловой сети. Используются при ограниченном количестве данных (например, при измерениях только выше первого разветвления. Более сложные методы (для неустановившегося движения) используют уравнения Сен-Венана. Также используются методы для определения качества воды, основанные на уравнениях адвекции и дисперсии. Также используются метод объемного моделирования.

4)Воднобалансовые – используют уравнения балансов воды, наносов, солей для расчетов, например, потерь стока в дельтах рек, расчетов изменения объема устьевого конуса выноса и выдвижения дельты в море и т.п. В том числе, используются в комплексной модели изучения изменчивости.