Динамика потока в многорукавном приливном устье крупной реки (на примере р. Северная Двина) тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.27, кандидат наук Лебедева Серафима Витальевна

• Лебедева Серафима Витальевна
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Лебедева Серафима Витальевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ДИНАМИКИ ПОТОКА В МНОГОРУКАВНЫХ ПРИЛИВНЫХ УСТЬЯХ КРУПНЫХ РЕК

1.1. Становление устьевой гидрологии в России

1.2. Численное моделирование динамики потока в устьях рек

1.3. Современное состояние исследований устьев рек в России

1.4. Особенности многорукавных приливных устьевых областей

1.5. Исследования приливных устьев рек зарубежными учеными

ГЛАВА 2. ИЗУЧЕННОСТЬ ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА УСТЬЕВОЙ

ОБЛАСТИ СЕВЕРНОЙ ДВИНЫ

2.1. История исследований

2.2. Гидрография и морфология

2.3. Сток воды и его распределение по рукавам

2.4. Уровенный режим

2.5. Ледовый режим

2.6. Проникновение соленых морских вод в дельту

2.7. Наводнения

ГЛАВА 3. КОМПЛЕКСНАЯ МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ

ПОТОКА В МНОГОРУКАВНОМ ПРИЛИВНОМ УСТЬЕ КРУПНОЙ РЕКИ

3.1. Концепция методики

3.2. Компьютерное гидродинамическое моделирование

3.2.1. Математическая основа

3.4.2. Обзор гидродинамических моделей

3.4.3. Адаптация модели для приливного устья реки

3.2. Полевые наблюдения

3.3. Данные дистанционного зондирования Земли

ГЛАВА 4. ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ УСТЬЕВОГО УЧАСТКА СЕВЕРНОЙ ДВИНЫ

4.1. Выбор гидродинамической модели и границ расчетной области

4.2. Рельеф и расчетная сетка

4.3. Граничные условия и фактические данные для калибровки и верификации модели

4.4. Калибровка и верификация модели

4.5. Анализ чувствительности модели к входным данным, параметрам и граничным условиям

ГЛАВА 5. ДИНАМИКА ПОТОКА НА УСТЬЕВОМ УЧАСТКЕ РЕКИ СЕВЕРНОЙ ДВИНЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ МОДЕЛИРОВАНИЯ

5.1. Летняя межень (приливный период в отсутствии ледостава)

5.2. Ветровой нагон (на примере нагона 15-16 ноября 2011 г.)

5.3. Половодье в отсутствии ледовых явлений (бесприливный период)

5.4. Взаимосвязь динамических характеристик потока

5.5. Районирование устьевого участка по величине прилива

5.6. Рекомендации по совершенствованию системы мониторинга

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А. Пространственное распределение удельных расходов воды и направлений течения на устьевом участке Северной Двины по результатам моделирования в течение приливного цикла в межень

(на примере 16-17 июля 2013 г.)

Приложение Б. Пространственное распределение удельных расходов воды и направлений течения на устьевом участке Северной Двины по результатам моделирования в нагон (на примере нагона 15-16 ноября 2011 г.)

Приложение В. Продольные профили уровня воды вдоль судоходного русла на устьевом участке Северной Двины по результатам

моделирования. Группа сценариев

Приложение Г. Продольные профили уровня воды вдоль судоходного русла на устьевом участке Северной Двины по результатам

моделирования. Группа сценариев

Приложение Д. Продольные профили уровня воды вдоль судоходного русла на устьевом участке Северной Двины по результатам

моделирования. Группа сценариев

Приложение Е. Продольные профили уровня воды вдоль судоходного русла на устьевом участке Северной Двины по результатам

моделирования. Группа сценариев

Приложение Ж. Продольные профили уровня воды вдоль судоходного русла на устьевом участке Северной Двины по результатам моделирования. Группа сценариев

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Динамика потока в многорукавном приливном устье крупной реки (на примере р. Северная Двина)»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Многорукавные приливные устья -наиболее сложные гидрологические объекты с точки зрения динамики потока. Их исследования всегда были сопряжены со значительными трудозатратами, особенно с учетом того, что большая часть приливных устьев в России - это устья рек, впадающих в Северный Ледовитый океан, и рек Дальнего востока, труднодоступные для экспедиционных исследования. Многие устья крупных рек до сих пор остаются малоизученными, несмотря на то, что в там расположены важные морские и речные порты, а методики гидрологических исследований в устьевых областях разрабатываются с первой половины ХХ века.

В последние годы значительно возрос интерес к изучению Арктики, в связи с тенденциями освоения ресурсов арктического шельфа и транспортными проблемами России. Решение связанных с этим задач требует подробного изучения побережья, в том числе северных устьев крупных рек.

Динамика потока - одна из основ всего комплекса устьевых процессов. Выявление режимов уровней воды, скоростей течения и расходов воды первостепенно при организации полевых наблюдений в устьевой области.

Сокращение наблюдательной сети устьевых станций за последние 30 лет в условиях увеличения антропогенной нагрузки и изменений климата обуславливает необходимость оптимизации и модернизации методов наблюдений и исследований.

Численное гидродинамическое моделирование представляется эффективным способом восполнить недостаток натурных данных. Оно позволяет перейти от рассмотрения гидрологической ситуации в дискретные временные срезы к ее континуальному пространственно-временному анализу (подобно переходу от диафильмов к анимации).

В октябре 2011 г. в Государственном океанографическом институте им. П.П.Зубова (ГОИН) прошло пятое Совещание-семинар по проблемам состояния наблюдений и исследований морских устьев рек. По инициативе Арктического и Антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ) одним из

основных был рассмотрен вопрос о внедрении технологии оперативного мониторинга устьевых процессов на базе комплекса натурных наблюдений и математического моделирования [Третьяков, 2013].

При построении модели течений каждый объект требует специфического подхода. К главным особенностям приливных устьевых областей относится наличие дельты, воздействие приливов на уровни воды, пульсации и смена направления и скоростей течения на устьевом участке реки.

Выбор устья Северной Двины в качестве объекта исследования и демонстрации возможностей представляемой методики определен тем, что оно, с одной стороны, обладает сложной гидрографический сетью и многофакторным режимом динамики потоков, а с другой стороны, наиболее доступно для полевых исследований и относительно хорошо изучено [Гидрология устьевой области ... , 1965; Шевченко, 2013] по сравнению с другими многорукавными приливными устьями рек России.

Цель работы - разработать методику комплексного анализа динамики потока в многорукавном приливном устье крупной реки, основанную на сочетании современных методов гидрологических исследований (полевые работы, моделирование, ГИС, анализ ДЗЗ) и продемонстрировать ее возможности на примере устьевой области Северной Двины.

Для достижения цели работы были поставлены и решены следующие задачи:

- сбор и обобщение данных о методах и результатах предшествующих исследований динамики потоков в приливных многорукавных устьях крупных рек;

- исследование особенностей гидрологического режима устьевой области Северной Двины и выбор математической модели, подходящей для изучения движения водного потока в ее пределах;

- разработка компьютерной гидродинамической модели устья Северной Двины, ее калибровка и верификация на основе натурных данных, определение

границ применимости модели и спектра воспроизводимых гидрологических явлений;

- сценарное моделирование типичных и опасных гидрологических ситуаций, таких как половодье, межень, нагон;

- анализ изменения гидродинамических характеристик в пределах устьевой области в приливном и синоптическом масштабе времени.

Предмет исследования - динамика потока в многорукавном приливном устье крупной реки в разных гидрологических условиях: приливных, бесприливных, нагонных; пространственно -временная изменчивость гидродинамических характеристик (уровень воды, уклон водной поверхности, скорости течения, распределение расходов воды по рукавам) в приливном и синоптическом масштабах времени.

Объект исследования - устьевая область Северной Двины.

Методы исследования. В работе используется сочетание методов экспедиционных исследований и математического моделирования. За последние десятилетия появился целый ряд новых полевых методов и приборов, позволяющих получать большие объемы фактических данных принципиально нового качества: дифференциальные системы спутникового позиционирования (DGPS), автоматические цифровые регистраторы уровня воды (логгеры) и акустик-доплеровские измерители течений (ADCP). Полученные с помощью этих инструментов массивы данных используются для калибровки и верификации двумерной нестационарной гидродинамической модели STREAM_2D [Беликов, Кочетков, 2014] при динамичных граничных условиях. Использование модели позволяет выполнить пространственно-временной анализ изменений гидрологических характеристик в пределах устьевой области.

Источники информации:

- научная и справочная литература, Интернет;

- гидрологические и морские ежегодники;

- топографические и навигационные карты, космические снимки устьевой области Северной Двины;

- результаты полевых работ экспедиции ГОИНа и Северодвинской устьевой станции (СДУС) 2013 г. (с участием автора);

- фондовые материалы Лаборатории эрозии почв и русловых процессов географического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова, Архангельского филиала ФГУП «Росморпорт», Архангельского филиала ФБУ «Администрация «Севводпуть», Северного УГМС.

Научная новизна. Работа является качественно новой в условиях современного развития вычислительной техники и гидрологических измерительных приборов.

С использованием откалиброванной и верифицированной модели по эпизодическим гидрологическим измерениям воспроизведена континуальная картина динамического взаимодействия речных и морских водных потоков в устье Северной Двины в нагонных, приливных и бесприливных условиях. Продемонстрирована эффективность использования полученной модели для проведения анализа динамики потока и развития опасных гидрологических явлений в приливном устье. По результатам моделирования для различных фаз водного режима выявлена взаимосвязь распределения стока по рукавам дельты Северной Двины от среднего уровня моря и от параметров приливных колебаний уровня воды на морском крае дельты.

Основные защищаемые положения:

1) методика исследования динамики потоков в многорукавном приливном устье крупной реки, основанная на сочетании компьютерного моделирования и современных методов полевых гидрологических исследований;

2) двумерная плановая модель течений на устьевом участке Северной Двины (от Усть-Пинеги до морского края дельты), адекватно отражающая ход уровней воды и пространственную картину течений в синоптическом и приливном масштабе времени;

3) результаты расчетов экстремального половодья (с максимальным расходом 1% обеспеченности) и катастрофического нагона (на примере 15-16 ноября 2011 г.);

4) зависимости распределения стока воды по рукавам дельты и дальности распространения приливных колебаний уровня от расхода воды Северной Двины и уровня моря.

Достоверность результатов исследования обусловлена тем, что работа выполнена на основе обработки надежного массива данных наблюдений за гидрологическим режимом устьевой области Северной Двины. Достоверность результатов моделирования подтверждается высокой сходимостью рассчитанных величин с результатами полевых наблюдений, которая подтверждается статистическими критериями.

Практическая значимость работы. В устье Северной Двины расположен крупный воднотранспортный узел Европейского севера России - город Архангельск, а также центр судостроения и судоремонта Северодвинск. Берега дельтовых рукавов и проток в значительной степени освоены, на них располагаются лесозаготовительные и лесоперерабатывающие предприятия.

Разработанная модель устья Северной Двины может использоваться для определения дальности проникновения приливных колебаний уровня воды и обратных течений вверх по руслу реки, распределения расходов воды по рукавам дельты при различных сочетаниях морского и речного факторов (расхода воды в Усть-Пинеге и уровней воды на морском крае дельты) как в естественных условиях, так и при проведении гидротехнических мероприятий (дноуглубление, перекрытие отдельных проток и т.п.).

Модель может быть использована для ретроспективного, сценарного и упреждающего моделирования развития опасных гидрологических процессов. В сочетании с океанологическими и метеорологическими моделями, а также моделью формирования стока с водосбора Северной Двины, она может стать частью системы оперативного прогнозирования наводнений, воспроизводя картину распределения гидродинамических параметров потока в пределах устьевой области.

Представленная методика может быть основой для оптимизации гидрологических наблюдений и исследований на малоизученных устьевых

областях со сложным гидродинамическим режимом. По результатам ее реализации для устьевой области Северной Двины в работе представлены рекомендации по оптимизации наблюдений за динамикой потока в этом устье.

Результаты работы используются при выполнении проекта РФФИ «Исследование динамики приливных волн и сгонно-нагонных явлений в устьях рек бассейна Белого моря» (№16-05-01018 А), а также проектов РНФ «Изменения окружающей среды в Арктике и их влияние на население и хозяйство» (№14-37-00038) и «Параметризация характеристик речного стока для диагностики возникновения опасных гидрологических явлений и их экологических последствий» (№14-17-00155).

Апробация результатов работы. Результаты диссертационного исследования докладывались на следующих конференциях:

Международная научная конференция молодых ученых и талантливых студентов «Водные ресурсы, экология и гидрологическая безопасность» (Москва, 2012), VIII общероссийская конференция изыскательских организаций «Перспективы развития инженерных изысканий в строительстве в Российской Федерации» (Москва, 2012), Всероссийская научная конференция «Водная стихия: опасности, возможности прогнозирования, управления и предотвращения угроз» (Краснодар, 2013), X юбилейная всероссийская конференция с международным участием «Перспективы развития инженерных изысканий в строительстве в Российской Федерации» (Москва, 2014), IV международная научно-практическая конференция «Морские исследования и образование (MARESEDU)» (Москва, 2015), Международная научно-практическая конференция памяти выдающегося русского ученого Ю.Б. Виноградова «Вторые Виноградовские чтения. Искусство гидрологии» (Санкт-Петербург, 2015).

Кроме того, работа была представлена на оперативно-производственном собрании Гидрометцентра Северного УГМС (Архангельск, 2015) и на научном семинаре в ГОИНе (Москва, 2015).

По теме диссертации опубликовано 7 работ, в том числе 2 статьи в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения. Общий объем диссертации 211 страниц, основной текст изложен на 163 страницах и содержит 26 таблиц и 56 рисунков. Список литературы включает 170 наименований, в том числе 36 на иностранном языке.

Автор выражает благодарность заведующему кафедрой гидрологии суши МГУ доктору географических наук профессору Н.И. Алексеевскому, сотрудникам кафедры, кандидатам географических наук доценту Д.В. Магрицкому, с.н.с. И.Н. Крыленко, сотруднику ИВП РАН доктору технических наук В.В. Беликову, сотруднику ГОИНа О.Н. Горелиц за консультации и ценные советы, заведующему лабораторией морских устьев рек ГОИНа кандидату географических наук В.Ф. Полонскому за предоставленную возможность участвовать в экспедиции и доступ к многолетним данным наблюдений, начальнику отдела морских и речных прогнозов Северного УГМС Е.Н. Скрипник за предоставленные материалы, консультации, сотруднику НИЛ Эрозии почв и русловых процессов к.г.н. С.Н. Рулевой, сотрудникам Архангельского филиала ФБУ «Администрации «Севводпуть», начальнику службы морских каналов Архангельского филиала ФГУП «Росморпорт» А.Ю. Богунову за предоставленные материалы наблюдений.

ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ДИНАМИКИ ПОТОКА В МНОГОРУКАВНЫХ ПРИЛИВНЫХ УСТЬЯХ

КРУПНЫХ РЕК

1.1. Становление устьевой гидрологии в России

Устье реки - уникальный географический объект по своему экологическому значению, уязвимости природных систем и потенциалу хозяйственного освоения.

В устьях большинства крупных рек в нашей стране и во всем мире расположены крупные портовые города (Санкт-Петербург, Роттердам, Антверпен, Гавр, Нью-Йорк, Гамбург и др.) Старейший в России морской порт Архангельск возник в XVI в. в устье Северной Двины. Тогда же в Россию потянулись первые европейские суда и стали появляться первые письменные и картографические описания берегов и глубин на судоходных путях в порт.

До середины ХХ в. изучение динамики потока в устьях рек (глубины, скорости течения, уровни воды, расходы воды) выполнялось различными проектными организациями, что чаще всего было вызвано необходимостью решения конкретных практических задач (организацией работы портов, строительством пристаней, обеспечением судоходных условий и т. д.). Наиболее значительные работы такого рода связаны с именами Ю.М. Шокальского, Б.А. Аполлова , В.Е. Ляхницкого [1918], Т.П.Марютина [1934].

По мере нарастания интенсивности и расширения спектра отраслей хозяйственного освоения устьев крупных рек росло понимание необходимости комплексных исследований с обширными натурными наблюдениями по единым комплексным программам, включающим изучение режима как уровней воды, скоростей течения, расходов в рукавах, ледовых явлений, так и солености, мутности, гидробиологических показателей и т. д.

В 1948 г. в Государственном океанографическом институте (ГОИН) состоялось совещание «по вопросам организации исследования устьев рек СССР» [Залогин, Родионов, 1969], по результатам которого были приняты меры

по развёртыванию всестороннего изучения крупнейших устьев страны по единой программе. В ГОИНе была создана лаборатория морских устьев рек. Перед лабораторией была поставлена задача - координация и направление работы устьевых станций, которые вскоре были основаны в целом ряде крупных устьев рек Советского Союза (Волги, Терека и Сулака, Куры, Дуная, Днепра и Южного Буга, Дона, Кубани, Даугавы, Невы, Северной Двины, Печоры, Амура, Амударьи). Методической основой работы этих станций стало выпущенное в 1951 г. руководство [Руководство устьевым станциям, 1951]. Обновленные и дополненные указания по исследованию устьев издавались также в 1965, 1972, 1993 гг. [Руководство по гидрологическому исследованию..., 1965; Руководство по гидрологическим исследованиям..., 1972; Гидрологические наблюдения и работы ... , 1993]. Научной основой устьевых исследований послужила монография И.В. Самойлова «Устья рек» [1952], в которой были подведены итоги исследований устьев рек в первой половине ХХ в. и представлен комплексный географический подход, ставший традиционным для российской школы изучения устьевых областей [Михайлов, 1997]. В развитие этого подхода внесли большой вклад сотрудники ГОИНа С.С. Байдин [1971], М.М. Рогов, В.Н. Михайлов [1971, 1986, 1997], Н.А. Скриптунов, В.Ф. Полонский, Ю.В. Лупачев [1991] и др.

Наблюдениями в устьях крупных сибирских рек руководил Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт (ААНИИ), в котором был создан для этого специальный отдел гидрологии устьев рек и водных ресурсов

Итогом интенсивной работы устьевых станций в 1950-1960-х гг. стало издание серии региональных монографий, посвященных устьевым областям крупных рек: Волги [Байдин, Линберг, Самойлов, 1956], Терека и Сулака [Байдин, Скриптунов, Шейман и др., 1971], Куры [Гидрология ... , 1971], Невы [Гидрология ... , 1965], Западной Двины [Рогов, Ромашин, Штейнбах, 1964], Амударьи [Рогов, Ходкин, Ревина, 1968], Дона [Родионов, 1958], Кубани, Днепра и Юж. Буга [Костяницын, 1964], Северной Двины [Гидрология..., 1965], Оби [Антонов, Маслова, 1965], Лены [Антонов, 1967], Дуная [Гидрология ... , 1963]. Эти

монографии представляют собой и по сегодняшний день уникальные собрания данных гидрологических наблюдений в устьях рек и результатов их анализа.

Динамика водных потоков лежит в основе сложного взаимодействия и трансформации речной и морской водных масс в устьях рек. Характеристики, отражающие динамику потока - уклоны водной поверхности, скорости течений, распределение расходов воды по рукавам дельт измеряются с конца XIX - начала XX века. Первые попытки рассчитывать распределение расходов воды по рукавам методами гидравлики относится к 1930-50-м гг. [Войнович, 1932; Мордухай-Болтовский, 1952]. В 1960-е гг. с появлением ЭВМ гидравлический метод расчета распределения расходов воды по рукавам широко использовался и развивался в Ленинградском и Новосибирском институтах водного транспорта (ЛИВТ и НИИВТ) в работах, связанных с обеспечением судоходных условий в русловых разветвлениях [Гришанин, 1967; Чернышов, 1968; и др.] Гидравлический подход, применимый, главным образом, только для случаев установившегося и квазиустановившегося движения, был переложен и использовался при расчете стока в рукавах дельт Волги, Лены, Колымы на методической основе работ К.В. Гришанина [1967], В.В. Иванова [1968] и др. Различные модификации этого метода так же представлены в работах В.Н. Михайлова [Михайлов, Ган, Макарова, 1973] и В.Ф. Полонского [Полонский, 1991].

Для исследования особенностей трансформации прямых и обратных волн в нестационарных условиях в случае приливных и сгонно-нагонных колебаний уровня проводился анализ уравнения движения в одномерной схематизации [Михайлов, 1971; Михайлов, Полонский, 1990]. Таким образом, на основе данных измерений в течение приливного цикла была исследована последовательность наступления экстремумов параметров динамики потока во время смены течений в устье [Михайлов, Даценко, 1973], осуществлялись попытки анализа внутренней структуры потока в течение приливного цикла [Полонский, Горелиц, 1985, 1990] .

В связи с активным развитием устьевой гидрологии, в течение 1960-80-х годов были переведены на русский язык несколько монографий, обобщающих

зарубежный опыт по исследованию динамики потока в устьях [Гидродинамика береговой зоны..., 1970; Дронкерс, 1967; Мак-Доуэлл, О'Коннор, 1983]. Эти книги освещают направление, связанное с изучением динамики воды, наносов, загрязняющих веществ в приливных устьях в основном методами математического моделирования. В книге Д.М. Мак-Доуэлла и О'Коннора также изложены результаты натурных измерений в устьевой области Ганга и Брахмапутры, представляющие безусловный интерес.

1.2. Численное моделирование динамики потока в устьях рек

Начиная с 1970-х гг. по мере развития вычислительной техники, наряду с физическим моделированием [Гиляров, Иванов, 1967; Михалев, Марченко, Кумина, 1990], стали развиваться методы математического моделирования динамики водных потоков, основанные на решениях уравнений Сен-Венана численными методами. Такого рода одномерные и двумерные модели были реализованы для целого ряда устьевых областей рек - Оби [Пискун, 1987; Иванов, Святский, 1987; Виноградова, 1990], Енисея [Иванов, Котрехов, 1976], Северной Двины [Котрехов, Павлова, 1983], Надыма, Пура, Таза, Колымы [Третьяков, 2013]. Это направление активно развивалось и поддерживалось в ААНИИ. Математической и численной основой для многих из этих моделей послужили разработки сотрудников Института гидродинамики им. М.А.Лаврентьева Сибирского отделения (СО) РАН в Новосибирске [Васильев, Шугрин, Притвиц и др., 1965; Воеводин, Никифоровская, 1983; Воеводин, Шургин, 1981 и др.].

Численные гидродинамические модели для устьевых взморий разрабатывались в институте Гидропроект им. С.Я. Жука [Лятхер, Милитеев, 1981; Милитеев, Соколов, Школьников, 1990], в Российском государственном гидрометеорологическом университете (РГГМУ, ранее - Ленинградский гидрометеорологический институт) [Доронин, Лукьянов, 1994], в

Дальневосточном управлении по гидрометеорологии [Черепок, Бирюков, Бережной и др., 1990]. При этом часто использовались методические основы

численных решений уравнений "мелкой воды", изначально разрабатывавшиеся для решения океанологических задач [Вольцингер, Пясковский, 1977; Марчук,

1982].

Модели разрабатывались и адаптировались как для конкретных устьев, так и для абстрактных объектов с целью исследования закономерностей неустановившегося движения и распространения прямых и обратных волн в устьевых областях с разными параметрами морфометрии и самих волн [Котрехов,

1983].

В 1986 году на V Всесоюзном гидрологическом съезде работала секция «Устья рек», в которой приняло участие около 80 человек. В трудах секции [Труды V Всесоюзного ... , 1990] было представлено большое количество работ по численному моделированию динамики потока в устьевых областях рек (11 из 30 докладов). По итогам работы секции были сделаны важные заявления и выводы, некоторые из которых не потеряли актуальности и в настоящее время:

• Е.П. Котрехов (ААНИИ): «... представляется, что аппарат, основанный на

решении уравнений Сен-Венана......достаточно надежно описывает как

процесс прохождения по устьевой области паводочных и половодных волн, так и распространение вверх по дельтовым водотокам длинных волн приливов и сгонов-нагонов» [Труды V Всесоюзного ... , 1990, ^ 219].

• А.А. Иванова (ААНИИ): «.нужны новые, более гибкие, формы концентрации усилий по натурным исследованиям устьевых объектов. Может быть, следует использовать весь парк приборов и судов страны, поочередно для каждого объекта» [Труды V Всесоюзного ... , 1990, ^ 225].

• Е.П. Котрехов (ААНИИ): «Не заменяя натурных исследований, численное моделирование позволяет получить важную информацию о процессах, происходящих в переходной зоне река-море» [Труды V Всесоюзного ... , 1990, ^ 219].

1.3. Современное состояние исследований устьев рек в России

Уникальная в своем роде сеть устьевых станций и вся система исследований устьев рек под методическим руководством ГОИНа в том виде, в каком она была создана в 1950-70-е гг., в 1990-е годы в значительной мере прекратила свое существование. Однако, сейчас в Европейской части России функционирует семь специализированных подразделений Росгидромета, занимающихся мониторингом устьев рек на прикрепленной к ним наблюдательной сети [Землянов, 2013]: три устьевых станции (Донская, Кубанская, Северодвинская), группа-устье Печоры в ОГМС Нарьян-Мар, три ЦГМС (Санкт-Петербургский, Астраханский, Дагестанский). На Дальнем Востоке работает Амурская устьевая станция. Пункты, работающие по программам речной и морской наблюдательной сети, действующие в устьевых областях бассейнов арктических морей, прикреплены к подразделениям Северного, Обь-Иртышского, Среднесибирского, Якутского и Чукотского УГМС.

В числе научных направлений продолжает развиваться географическая школа устьевой гидрологии в МГУ, основанная В.Н.Михайловым, под руководством которого был выполнен ряд научных исследований как регионального, так и теоретико-методологического характера [Бабич, 1993; Магрицкий, 2001; Исупова, 2003; Алешкин, 2004; Горин, 2009 и др.]

В 1997 году вышло две знаковые монографии В.Н. Михайлова. В книге «Устья рек России и сопредельных стран» [Михайлов, 1997б] обобщены исследования по устьям многих крупных рек и даны ссылки на значимые исследования по каждому из них. В монографии «Гидрологические процессы в устьях рек» [Михайлов, 1997а] приведен обзор определений и классификаций устьев рек и их элементов. В том числе, дается следующее определение устьевой области: «Устьевая область - особый физико-географический объект, охватывающий место впадения реки в приемный водоем (океан, море, озеро); состоящий из нижнего течения реки - устьевого участка реки, включая дельту,

если она имеется, и части прибрежной зоны приемного водоема - устьевого взморья; формирующийся в результате специфических устьевых процессов; характеризующийся специфическим ландшафтом, переходным от речного к морскому гидрологическим режимом, резким изменением физических, химических и биологических свойств водных масс и повышенной биологической продуктивностью и представляющий собой седиментологический, морфологический, геохимический и гидробиологический барьер между рекой и приемным водоемом» [Михайлов, 1997а, ^ 16]. Систематизирована совокупность всех устьевых процессов, под которыми понимаются все естественные процессы, происходящие в устьевой области реки и подразделяющиеся на категории: физические, химические, биохимические и биологические. Первые три из этих категорий в совокупности составляют гидрологические устьевые процессы.

Среди физических процессов отдельно выделяют динамику вод, ледотермические процессы, динамику наносов и эрозионно-аккумулятивные процессы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Лебедева Серафима Витальевна, 2016 год

ЛИТЕРАТУРА

Алабян А. М., Беликов В. В., Баталкина С. А. Модель паводковых течений и ее интеграция в ГИС // ГИС и их возможности в водном секторе. М.: ГИС-Ассоциация, 1998. С. 56-58.

Алабян А.М., Беликов В.В., Крыленко И.Н., Лебедева С.В. Применение двумерных гидродинамических моделей для решения проблем регулирования русла Нижней Волги в условиях дефицита данных гидрологических изысканий // Инженерные изыскания, 2014. №2. С. 24-34.

Алексеевский Н.И., Михайлов В.Н., Алабян А.М., Бабич Д.Б. Опасные гидрологические процессы в Голландской дельте и меры по уменьшению их негативного влияния на население, хозяйство и экосистемы. 1. Географо-гидрологические условия // Водные ресурсы, 2009. Т. 36. № 1. С. 3-14.

Алексеевский Н. И., Самохин М. А. Пространственно-временная зменчивость уровней воды в руслах рек // Ученые записки РГГМУ, 2007. №5. С. 21-28.

Алексеевский Н.И., Магрицкий Д.В., Михайлов В.Н. Антропогенные и естественные изменения гидрологических ограничений для природопользования в дельтах рек Российской Арктики // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление, 2015. № 1. С. 14-31.

Алешкин С.А. Математическое моделирование гидролого-морфологических процессов в неприливных дельтах рек. Дисс. канд. геогр. наук. М.: МГУ, 2004. 243 с.

Антонов В. С. Устьевая область реки Лены: гидрологический очерк. Л.: Гидрометеоиздат, 1967. 107 с.

Антонов В.С., Маслова Н.Г. Низовье и устье реки Оби. Л.; Гидрометеоиздат, 1965. 423 с.

Бабич Д.Б. Гидролого-морфологические процессы в дельте р. Яны и их антропогенные изменения. Автореф. дис. канд. геогр. наук. Москва, 1992. 24 с.

Байдин С.С., Линберг Ф.Н., Самойлов И.В. Гидрология дельты Волги. Л.: Гидрометеоиздат, 1956. 331 с.

Байдин С.С., Скриптунов Н.А., Штейман Б.С., Ган Г.Н. Гидрология устьевых областей Терека и Сулака. М.: Гидрометеоиздат, 1971. 198 с.

Барышников Н.Б. Гидравлическое сопротивление речных русел. СПб: изд-во РГГМУ, 2003. 147 с.

Беликов В.В., Кочетков В.В. Программный комплекс STREAM_2D для расчета течений, деформаций дна и переноса загрязнений в открытых потоках. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ №2014612181. М.: Российское агентство по интеллектуальной собственности, 2014.

Беликов В.В., Кочетков В.В. Программный комплекс для расчета течений, деформаций дна и переноса загрязнений в протяженной и разветвленной системе русел (RIVER_1D) Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2014612182. М., 2014.

Беликов В.В., Милитеев Л.Н. Двухслойная математическая модель катастрофических паводков // сб. «Вычислительные технологии», т. 1, №3. Новосибирск. 1992, с.167-174.

Беликов В.В., Румянцев А.Б., Кочетков В.В. Программный комплекс для расчета гидротермических режимов и переноса загрязнений в водотоках, водоемах и на шельфе (STREAM_3D). Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2014612186. М., 2014.

Беликов В.В. Совершенствование методов и технологий прикладного численного моделирования в гидравлике открытых потоков. Дис. д -ра техн. наук. М., 2005. 373 c.

Беликов В.В., Зайцев А.А., Милитеев А.Н. Математическое моделирование сложных участков русел крупных рек // Водные ресурсы, 2002. Т. 29, №6. С. 698-705.

Беликов В.В., Зайцев А.А., Милитеев А.Н. Численное моделирование кинематики потока на участке неразмываемого русла // Водные ресурсы, 2001. Т. 28, №6. С. 701-710.

Беликов В.В., Семенов А.Ю. Численный метод распада разрыва для решения уравнений теории мелкой воды // Журнал вычислительной математики и математической физики, 1997. Т.37, №8. С. 1006-1019.

Брызгалов В.В., Скибинский Л.Э., Богунов А.Ю. Исследование устьевой области реки Северной Двины хронокартографическим методом. Архангельск: Людия, 2008. 143 с.

Бублик О.Е., Грязнов В.Г., Залялов И.М., Кадничанский С.А., Самратов У.Д., Хвостов В.В., Чуркин О.Ф., Шарков А.М. Авиационные батиметрические сканирующие системы. Возможности и сферы применения // Геопрофи, 2011. №3. С. 58-63.

Васильев О.Ф., Шугрин С.М., Притвиц Н.А., Атавин А.А., Гладышев М.Т., Воеводин А.Ф. Применение современных численных методов и цифровых ЭВМ для решения задач гидравлики открытых русел // Гидротехническое строительство, 1965. № 8. С. 44-48.

Великанов М.А. Динамика русловых потоков. Том 1. Структура потока. М.: Гос. изд-во технико-теоретической литературы, 1954. 322 с.

Виноградова Т.А. Анализ взаимодействия волн половодья с колебаниями уровня моря на закрытых устьевых взморьях сибирских рек // Труды V Всесоюзного гидрологического съезда, 1990. Т. 9. С. 150-157.

Воеводин А.Ф., Никифоровская В.С. // Сборник тезисов международной научно-практической конференции "Вторые Виноградовские Чтения. Искусство гидрологии" памяти Ю.Б. Виноградова. СПб., 2015. С. 283-284.

Воеводин А.Ф., Никифоровская В.С., Овчарова А.С. Численные методы решения задачи о неустановившемся движении воды на устьевых участках рек // Труды ААНИИ, 1983. Т. 378. С. 23-34.

Воеводин А.Ф., Шугрин С.М. Численные методы расчета одномерных систем. Новосибирск: Наука, 1981. 208 с.

Войнович П.А. К вопросу о распределении расхода по разветвлениям открытого русла // Изв. науч.-исслед. ин-та гидротехники, 1932. т.5. С.73-105.

Вольцингер H.E., Пясковский Р.В. Теория мелкой воды. Океанологические задачи и численные методы. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 207 с.

Гидродинамика береговой зоны и эстуариев: пер. с англ. / под ред. А.Е. Иппен. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 392 с.

Гидрологические наблюдения и работы на гидрометеорологической сети в устьевых областях рек. Методические указания. РД 52.10.324-92. М.: Гидрометеоиздат, 1993. 183 с.

Гидрология устьевой области Дуная. М.: Гидрометеоиздат, 1963. 383 с. Гидрология устьевой области Куры. Л.: Гидрометеоиздат. 1971. 323 с. Гидрология устьевой области Невы. М.: Гидрометеоиздат, 1965. 384 с. Гидрология устьевой области Северной Двины. М.: Гидрометеоиздат, 1965.

376 с.

Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. II. Белое море. Вып. 1. Гидрометеорологические условия. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 240 с.

Гиляров Н. П., Иванов В. В. Водный режим дельты р. Колымы по лабораторным исследованиям // Труды ААНИИ, 1967. Т. 278. С. 22-38.

Горин С.Л. Гидролого-морфологические процессы в эстуариях Камчатки. Автореф. дис. канд. геогр. наук. Москва, 2009. 26 с.

Горин С.Л., Коваль М.В., Сазонов А.А., Терский П.Н. Современный гидрологический режим нижнего течения реки Пенжины и первые сведения о гидрологических процессах в ее эстуарии (по результатам экспедиции 2014 г.) // Исследования водных биологических ресурсов Камчатки и Северо-Западной части Тихого океана, 2015. №37. С. 33-53.

Гринвальд Д.И. Турбулентность русловых потоков // Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 168 с.

Гришанин К.В. Гидравлический расчет элементов водного режима в дельтах рек арктической зоны // Труды ААНИИ, 1967. Т. 278. С. 5-21.

Гришанин К.В. Гидравлическое сопротивление естественных русел. Спб.: Гидрометеоиздат, 1992. 182 с.

Гришанин К.В. Динамика русловых потоков. Л.: Гидрометеоиздат, 1979.

312 с.

Гришанин К.В., Гладков Г.Л., Журавлев М.В. Гидравлические сопротивления в подвижных руслах // Динамика и термика рек, водохранилищ и окраинных морей: Тезисы доклада III Всесоюзной конференции. Т.2. М., 1989. С. 87-89.

Дебольская Е.И., Дебольский В.К., Дербенев М.В., Ермаков А.В. Численное моделирование распространения примеси при катастрофических наводнениях в условиях ледовых затруднений // Водные ресурсы, 2007. Т. 34. № 6. С. 673-681.

Дебольская Е.И., Дербенев М.В., Масликова О.Я. Численное моделирование ледовых заторов // Водные ресурсы, 2004. Т. 31. № 5. С. 533-539.

Демиденко Н. А., Зиновьев А. Т., Алабян А. М., Панченко Е. Д., Фингерт Е. А, Льюменс М. Х. Исследование и моделирование параметров гидрологического режима и динамики взвешенных наносов в Мезенском заливе и эстуариях Мезени и Кулоя // Материалы XXI Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. Т. 3 Геология морей и океанов, 2015. М.: ГЕОС. С. 175-179.

Дианский Н.А. Численное моделирование океанов и морей с помощью сигма-модели ИВМ РАН // Труды ГОИН, 2011. Вып. 213. С. 57-73.

Дианский Н.А., Фомин В.В., Грузинов В.М., Кабатченко И.М., Литвиненко Г.И. Оценка влияния подходного канала к порту Сабетта на изменение гидрологических условий Обской губы с помощью численного моделирования // Арктика: экология и экономика, 2015. № 3 (19). С.18-29.

Доронин Ю.П., Лукьянов С.В. Математическое моделирование взаимодействия морской и речной воды на устьевом взморье с помощью двуслойной модели // Метеорология и гидрология, 1994. № 10. С. 70-77.

Дронкерс Й.Й [Dronkers J.J.]. Расчеты приливов в реках и прибрежных водах: пер. с англ. Л.: 1967. 294 с.

Железняков В.С. Гидравлика и гидрология // М.: Транспорт, 1989. 376 с.

Завадский А.С., Иванов В.В., Рулёва С.Н., Чалов Р.С., Чалов С.Р. Русловые процессы, ледовые явления и регулирование русла в Холмогорском разветвлении на реке Северной Двине // Эрозия почв и русловые процессы. Т. 17. М.: Географ. ф-т МГУ, 2010. С. 194-213.

Залогин B.C., Родионов Н.А. Устьевые области рек СССР. М.: Мысль, 1969.

312 с.

Зеленцов В.А., Алабян А.М., Крыленко И.Н., Кожанов А.Н., Потрясаев С.А., Соколов Б.В., Хименко В.И. Доступные сервисы оперативного прогнозирования наводнений на базе интегрированной обработки наземно-аэрокосмических данных // Сборник тезисов 2-й международной конференции «Дистанционное зондирование Земли - сегодня и завтра». М.: ИТЦ СканЭкс, 2014. С. 17-20.

Землянов И.В. Гидрологические проблемы устьевых областей рек // Тезисы VII Всероссийского гидрологического съезда. Пленарные доклады, 2013. СПб. Иванов В.В. Метод гидравлического расчета элементов водного режима в дельтах рек // Труды ААНИИ, 1968. Т. 283. С. 30-63.

Иванов В.В., Котрехов Е.П. Опыт численного моделирования неустановившегося движения в многорукавной дельте реки // Труды ААНИИ, 1976. Т. 314. С. 16-35.

Иванов В.В., Святский А.З. Численное моделирование вторжения морских вод в устья рек в сезонном временном масштабе // Водные ресурсы, 1987. № 5. С. 116-122.

Исупова М.В. Естественные и антропогенные изменения гидрологического режима низовьев и устьев крупнейших рек Восточной Сибири. Автореф. дис. канд. геогр. наук. М., 2003. 25 с.

Караушев А.В. Речная гидравлика. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. 418 с.

Карты из путеводителя по Северу России, 1898 год [Электронный ресурс]. URL: http://russian-maps.livejournal.com/22315.html (дата обращения: 14.02.2016)

Колмогоров А. Н. О локальной структуре турбулентности в вязкой несжимаемой жидкости при очень больших числах Рейнольдса // Доклад АН СССР, 1941. Т. 30, С. 9-13.

Костяницын М.Н. Гидрология устьвой области Днепра и Юж. Буга. М.: Гидрометеоиздат, 1964. 335 с.

Котрехов Е.П. Исследование распространения обратных волн в гипотетическом однорукавном устье реки // Труды ААНИИ, 1976. Т. 314. С. 7293.

Котрехов Е.П., Павлова А.В. К расчету взаимодействия прилива и штормового нагона в дельте Северной Двины // Метеорология и гидрология, 1983. №3. С. 79-86.

Крыленко И.Н. Исследование подпорных явлений в узле слияния рек Сухоны и Юга на основе компьютерного моделирования // Вестник Моск. ун-та. Серия 5. География, 2009. № 1. С. 53-58.

Лебедева С.В., Алабян А.М. Методика исследования динамики потока в устьевых областях крупных рек и ее реализация для устья Северной Двины // Сборник тезисов международной научно-практической конференции «Вторые Виноградовские Чтения. Искусство гидрологии» памяти Ю.Б. Виноградова. СПб., 2015. С. 337-341.

Лебедева С.В., Алабян А.М., Крыленко И.Н., Федорова Т.А. Наводнения в устье Северной Двины и их моделирование // Геориск, 2015. №1. С. 18-25.

Лещев А.В., Хоменко Г.Д., Коробов В.Б., Лохов А.С., Чульцова А.Л., Ружникова Н.Н., Махнович Н.Н., Белоруков С.К., Яковлев А.Е., Ефремова О.П., Муангу Ж.Э.Р. Экспедиционные работы в устьевой области реки Северной Двины в марте 2014 г. // Океанология, 2015. Т. 55. № 2. С. 315-317.

Ломоносов - великий сын Поморья [Электронный ресурс]. URL: http://lomonosov.aonb.ru/ (дата обращения: 14.02.2016).

Лупачев Ю.В. К вопросу об аномалиях приливных колебаний уровня в устьях некоторых рек, впадающих в Белое море // Труды ГОИН, 1974. Вып. 118. С. 77-82.

Лупачев Ю.В. Особенности проникновения соленой воды в приливное устье реки // Труды ГОИН, 1976. Вып. 129. С. 37-52.

Лупачев Ю.В. Динамическое взаимодействие морских и речных вод в приливных устьях рек // Труды ГОИН, 1984. Вып. 172. С. 64-82.

Лупачев Ю.В., Макарова Т.А. Проникновение морских вод в рукава дельты Северной Двины и его возможные изменения // Труды ГОИН, 1984. Вып. 172. С. 117-125.

Лупачев Ю.В., Скрипник Е.Н., Кучейко А.А. Опыт космического мониторинга развития весеннего половодья на реке Северная Двина в 2010 г. // Земля из космоса, 2010. Вып. 6. С. 57-68.

Лятхер В.М., Милитеев А.Н. Гидравлические исследования численными методами // Водные ресурсы, 1981. № 3. С. 60-79.

Ляхницкий В.Е. Общие основания улучшения судоходных условий устьев рек, подверженных действию морских приливов, и необходимых при этом исследований // Труды отдела торговых портов, 1918. Вып. XI. 358 с.

Магрицкий Д.В. Естественные и антропогенные изменения гидрологического режима низовьев и устьев крупнейших рек Восточной Сибири. Автореф. дис. канд. геогр. наук. М., 2001. 25 с.

Макарова Т.А. Сток и уровни воды в устьевой области Северной Двины и их возможные изменения // Труды ГОИН, 1984. Вып. 172. С. 110-117.

Мак-Доуэлл Д.М., О'Коннор Б.А [McDowell D.M., O'Connor B.A.] Гидравлика приливных устьев рек. Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1983. 312 с.

Марчук Г.И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды.// М., «Наука», 1982, 320 с.

Марютин Т.П. Основные принципы исследования дельт рек // Известия ГГИ, 1934. №66. С. 3-8.

Марютин Т.П. Уравнения прогноза нагонных и сгонных уровней в дельте р. Северной Двины // Труды НИУ ГУМС, 1941. Сер. 5. Вып. 1. С. 108-116.

Милитеев А.Н., Соколов Б.И., Школьников С.Я. Математическое моделирование течений на устьевых взморьях неприливных морей с учетом

реальных гидрометеорологических условий // Труды V Всесоюзного гидрологического съезда. Т. 9. Устья рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. С. 174-181.

Михайлов В.Н. Динамика потока и русла в неприливных устьях рек. М.: Гидрометеоиздат, 1971. 260 с.

Михайлов В.Н. Гидрологические процессы в устьях рек. М.: ГЕОС, 1997 а.

176 с.

Михайлов В.Н. Устья рек России и сопредельных стран: прошлое, настоящее и будущее. М.: ГЕОС, 1997б. 413 с.

Михайлов В.Н., Михайлова М.В. Влияние многолетних изменений морских факторов на устья рек // Водные ресурсы, 2015. Т. 42. № 4. С. 367-379.

Михайлов В.Н., Полонский В.Ф., Чернецова Г.М. Закономрности кинематики и динамики потока в приливных устьях рек // Вестник Моск. ун-та. Серия 5. География, 1990. № 1. С. 16-24.

Михайлов В.Н., Рогов М.М., Макарова Т.А., Полонский В.Ф. Динамика гидрографической сети неприливных устьев рек. М.: Гидрометеоиздат, 1977. 294 с.

Михайлов В. Н., Даценко Ю.С. Расчет сдвига фаз уровня и скорости течения в приливном устье реки // Труды ГОИН, 1973. Вып. 116. С. 113-124.

Михайлов В.Н., Ган Г.Н., Макарова Т.А. Метод расчета расходов и уровней воды в водотоках дельты с применением общих модулей сопротивления // Труды ГОИН, 1973. Вып. 116. С. 63-73.

Михайлов В.Н., Горин С.Л. Новые определения, районирование и типизация устьевых областей рек и их частей - эстуариев // Водные ресурсы, 2012. Т. 39. № 3. С. 243-257.

Михайлов В.Н., Горин С.Л. Новые определения, районирование и типизация устьевых областей рек и их частей - эстуариев // Водные ресурсы, 2012. Т. 39. № 3. С. 243-257.

Михайлов В.Н., Рогов М.М., Чистяков А.А. Речные дельты. Гидролого-морфологические процессы. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 279 с.

Михалев М.А., Марченко А.С., Кумина Т.Д., Чудинова Л.Б., Вансявичус А.Ю. Моделирование гидравлических явлений в разветвленном русле. // Труды V Всесоюзного гидрологического съезда. Т.9. Л.: 1990. С.94-101.

Мишин Д.В., Полонский В.Ф. Исследование нестационарных водных потоков в неприливном устье реки Дон // Труды ГОИН, 2013. Вып. 214. С. 166-179.

Мордухай-Болтовской А.И. Приближенный расчет распределения расходов по рукавам методом повторения // Метеорология и гидрология, 1952. № 6. С.39-41.

На севере [Электронный ресурс]. URL: http://sanatatur.ru/ (дата обращения: 14.02.2016)

Пискун А.А. Численное моделирование динамики вод в дельте Оби при сгонах-нагонах // Водные ресурсы, 1987. № 5. С. 129-135.

Полонский В.Ф. Влияние приливов на перераспределение стока воды в дельте реки Печоры // Арктика: экология и экономика, 2012. № 2(6). С. 20-27.

Полонский В.Ф. Метод типовых графиков дл определения расходов воды в приливных устьях рек // Водные ресурсы, 1987. №4. С. 105-113.

Полонский В.Ф. Модификация метода модулей сопротивления для расчета расходов и уровней воды в системах дельтовых водотоков со слияниями // Труды ГОИН, 1991. Вып. 199. С. 69-95.

Полонский В.Ф., Горелиц О.В. Влияние приливов на скоростную структуру потока на примере устья р. Северной Двины рек // Гидрофизические процессы в реках и водохранилищах. М.: Наука, 1985. С. 220-227.

Полонский В.Ф., Горелиц О.В. Количественная оценка изменений структуры речного потока в приливном устье реки // Труды V Всесоюзного гидрологического съезда. Т. 9. Устья рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. С. 189-195.

Полонский В.Ф., Кузьмина В.И. О распределении стока в дельте Северной Двины // Труды ГОИН, 1986. Вып.179. С. 49-56.

Полонский В.Ф., Лупачев Ю.В., Скриптунов Н.А. Гидролого-морфологические процессы в устьях рек и методы их расчета (прогноза). СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. 383 с.

Полонский В.Ф., Мишин Д. В. Исследование нестационарных водных потоков в приливном устье Северной Двины // Труды ГОИН, 2013. Вып. 214. С. 149-165.

РД 52.08.767-2012. Расход воды на водотоках. Методика измерений акустическими доплеровскими профилографами "Stream Pro" и "Rio Grande".

Рейнеке М.Ф. Гидрографическое описание северного берега России. Ч. 1. Белое море. СПб.: Морская типография, 1883. 512 с.

Рогов М.М., Ромашин В.В., Штейнбах Б.В. Гидрология устьевой области Западной Двины. М.: Гидрометеоиздат, 1964. 349 с.

Рогов М.М., Ходкин С.С., Ревина С.К., Гидрология устьевой области Амударьи. М.: Гидрометеоиздат, 1968. 268 с.

Родионов Н.А. Гидрология устьевой области Дона. М.: Гидрометеоиздат, 1958. 95 с.

Руководство по гидрологическому исследованию морских устьев рек. М.: Гидрометеоиздат, 1965. 340 с.

Руководство по гидрологическим исследованиям в прибрежной зоне морей и в устьях рек при инженерных изысканиях. М.: Гидрометеоиздат, 1972. 393 с.

Руководство устьевым станциям. Л.: Гидрометеоиздат, 1951. 188 с.

Русловые процессы и водные пути на реках бассейна Северной Двины / под ред. Р.С.Чалова. М.: Журнал «РТ», 2012. 492 с.

Самойлов И.В. Устья рек. М.: Государственное изд-во географической литературы, 1952. 526 с.

Серебряков А.В. Основные закономерности приливо-отливных явлений в устьях рек. Труды ГОИН, 1967. Вып. 89. С. 16-38.

СКАНЕКС [Электронный ресурс]. URL: http://www.scanex.ru (дата обращения: 14.02.2016).

Судольский А.С. Динамические явления в водоемах. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 263 с.

Сычев В.И. Определение глубины в водах I типа по спутниковым данным, 2012 [Электронный ресурс]. URL:

http://d33.infospace.ru/d33_conf/tarusa12/pdf/29.02/Sychev.pdf (дата обращения: 14.02.2016)

Третьяков М.В. К моделированию гидрологических процессов в эстуариях с ледовым покровом // Проблемы Арктики и Антарктики, 2008. №2 (79). С. 67-74.

Третьяков М.В. Моделирование сезонной и синоптической изменчивости гидрологических полей Енисейского эстуария. Дисс. канд. геогр. наук. Спб: ААНИИ, 2001. 130 с.

Третьяков М.В., Иванов В.В. Состояние и проблемы развития технологий оценки и прогнозирования интрузии морских вод // Труды ГОИН, 2013. Вып. 214. С. 200-212.

Труды V Всесоюзного гидрологического съезда. Том 9. Устья рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 286 с.

ФГБУ «Северное управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» [Электронный ресурс]. URL: http://sevmeteo.ru (дата обращения: 14.02.2016).

Фидман Б.А. Турбулентность водных потоков. Л.: Гидрометеоиздат, 1991.

240 с.

Черепок А.А., Бирюков А.А., Бережной В.Т., Любицкий Ю.В. Численное моделирование уровней воды в приливной устьевой области Амура // Труды V Всесоюзного гидрологического съезда. Т. 9. Устья рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. С.201-206.

Чернышов Ф.М. Расчет распределения расходов по рукавам разветвленных рек // Труды НИИВТ, 1968. Вып.28. С. 68-90.

Шевченко Л.Б. Состояние наблюдений и работ в устьевой области р. Северной Двины // Труды ГОИН, 2013. Вып. 214. С. 85-95.

Штеренлихт Д.В. Очерки истории гидравлики, водных и строительных искусств. М.: ГЕОС, 1999. кн. 1. 392 с.

Эббот М.Б [Abbott M.B.]. Гидравлика открытого потока. Вычислительная гидравлика: пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1983. 272 с.

Airborne Hydrography AB [Электронный ресурс]. URL: http://www.airbornehydrography.com (дата обращения: 14.02.2016).

Bates P.D., Lane S.N., Ferguson R.I. (eds). Computational Fluid Dynamics: Applications in Environmental Hydraulics. Chichester: John Wiley & Sons, 2005. P. 531.

Belikov V. V., Semenov A. Y. Non-Sibsonian interpolation on arbitrary system of points in Euclidean space and adaptive isolines generation // Applied numerical mathematics, 2000. Т. 32. №. 4. P. 371-387.

Darby S.E., Alabyan A.M., Van de Wiel M.J. Numerical simulation of bank erosion and channel migration in meandering rivers // Water Resources Research, 2002. Vol. 28. №9. P. 1163

Deltares - Enabling Delta Life [Электронный ресурс]. URL: https://www.deltares.nl/en/ (дата обращения: 14.02.2016).

FLO-2D Software [Электронный ресурс]. URL: http://www.flo-2d.com/ (дата обращения: 14.02.2016).

Garel E., Ferreira O. Monitoring estuaries using non-permanent stations: practical aspects and data examples// Ocean Dynamics, 2011. Vol. 61. P. 891-902.

Gunn K., Stock-Williams C. On validating numerical hydrodynamic models of complex tidal flow // International Journal of Marine Energy, 2013. №3. P. e82-e97.

Howarth J., Palmer M. The Liverpool Bay Coastal Observatory // Ocean Dynamics, 2011. Vol. 61. №11. P. 1917-1926.

Jiang A. W., Ranasinghe R., Cowell P. Contemporary hydrodynamics and morphological change of a microtidal estuary: a numerical modelling study //Ocean Dynamics, 2013. Vol. 63. №. 1. P. 21-41.

Jiang A. W., Ranasinghe R., Cowell P., Savioli J.C. Tidal asymmetry of a shallow, well-mixed estuary and the implications on net sediment transport: A

numerical modelling study //Australian Journal of Civil Engineering, 2011. Vol. 9. №1. P. 1-18.

Jouanneau N., Sentchev A., Dumas F. Numerical modelling of circulation and dispersion processes in Boulogne-sur-Mer harbour (Eastern English Channel): sensitivity to physical forcing and harbour design //Ocean Dynamics, 2013. Vol. 63. №11-12. P. 1321-1340.

Lalander E., Thomassen P., Leijon M. Evaluation of a Model for Predicting the Tidal Velocity in Fjord Entrances // Energies, 2013. Vol. 6. №4. P. 2031-2051.

Leonardi N. Canestrelli A., Sun T., Fagherazzi S. Effect of tides on mouth bar morphology and hydrodynamics //Journal of Geophysical Research: Oceans, 2013. Vol. 118. №. 9. P. 4169-4183.

Leonardi N., Kolker A.S., Fagherazzi S. Interplay between river discharge and tides in a delta distributary // Advances in Water Resources, 2015. Vol. 80. P. 69-78.

Magritsky D.V., Lebedeva S.V., Polonsky V.F., Skripnik E.N. Inundations in the delta of the Northern Dvina River // Journal of Geographical Institute Jovan Cvijic, SASA, 2013. Vol. 63. №3. P. 133-145.

Martyr R.C., Dietrich J.C., Westerink J.J., Kerr P.C., Dawson C., Smith J.M., Pourtaheri H., Powell N., Van Ledden M., Tanaka S., Roberts H.J., Westerink H.J., Westerink L.G. Simulating Hurricane Storm Surge in the Lower Mississippi River under Varying Flow Conditions // Journal of Hydraulic Engineering, 2012. Vol. 139. No. 5. P. 492-501.

McAlpin T.O., Savant G., Brown G.L., Smith S.J., Chapman R.S. Hydrodynamics of Knik Arm: Modeling Study // Journal of Waterway, Port, Coastal, and Ocean Engineering, 2013. V. 139. №3. P. 232-245.

MIKE Powered by DHI [Электронный ресурс]. URL: https://www.mikepoweredbydhi.com/ (дата обращения: 14.02.2016).

NOS standards for evaluating operational nowcast and forecast hydrodynamic model systems / US Department of Commerce, National Oceanic and Atmospheric Administration, National Ocean Service, Office of Coast Survey, Coast Survey Development Laboratory. Silver Spring, 2003.

ROMS > start [Электронный ресурс]. URL: https://www.myroms.org/ (дата обращения: 14.02.2016).

Rouse H., Ince S. Hystory of hydraulics. State University of Iowa, USA: Iowa institute of Hydraulic research, 1957, 259 p.

Sassi M.G., Hoitink A.J., Brye B., Vermeulen B., Deleersnijder E. Tidal impact on the division of river discharge over distributary channels in the Mahakam Delta // Ocean Dynamics, 2011. Vol. 61. №12. P. 2211-2228.

Second-generation Louvain-la-Neuve Ice-ocean Model (SLIM) [Электронный ресурс]. URL: http://sites.uclouvain.be/slim/ (дата обращения: 14.02.2016).

Simpson M.R. Discharge measurements using a broad-band acoustic Doppler current profiler. Sacramento: USGS, 2001. 123 p.

Simpson M.R., Oltmann R.N. Discharge measurement system using an acoustic Doppler current profiler with applications to large rivers and estuaries. Washington: United States Government Printing Office, 1993. 32 p.

Standard for Verification and Validation in Computational Fluids and Heat Transfer / The American Society of Mechanical Engineers, ASME V&V 20-2009. New York, 2009.

Teledyne Optech. Lidar & Imaging Sensor Systems [Электронный ресурс]. URL: http://www.optech.ca (дата обращения: 14.02.2016).

The official ADCIRC Web site [Электронный ресурс]. URL: http://www.adcirc.org/home/ (дата обращения: 14.02.2016)

The Princeton ocean model [Электронный ресурс]. URL: http://www.ccpo.odu.edu/POMWEB/ (дата обращения: 14.02.2016).

Twigt D.J. Goede E.D., Zijl F., Schwanenberg D., Chiu A.Y. Coupled 1D-3D hydrodynamic modelling, with application to the Pearl River Delta // Ocean Dynamics, 2009. Vol. 59. №6. P. 1077-1093.

Warner J.A., Geyer W.R., Lerezak J.A. Numerical modeling of an estuary: A comprehensive skill assessment // Journal of geophysical research, 2005. Vol. 110 (С5).

Weiming Wu. Computational river dynamics. London: Taylor & Francis Group, 2007. 494 p.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А. Пространственное распределение удельных расходов воды и направлений течения на устьевом участке Северной Двины по результатам моделирования в течение приливного цикла в межень (на примере 16-17 июля 2013 г.)

Схемы (а) - (о) соответствуют номерам часов с 1го по 13й

Ж) е V Л - Лл. Номер часа: 7

N 1 \ ^СЭ^ ^^ТХ. VI С V ш, \ и С У т ^^Гч п ■ тоЗгч ? 0

Шл! \ С \?\Л* 1 ✓ 4 • - г Северодвинск л . г ф Архангельск ?

V. Л.

Г удельный расход воды, м/с *м \\ \ Н>ю > 2-10 0,5 - 2

0,01 -0,5 — | 1

направления течений ] зона смены направления течений 0 10 20 40 км 1 I I I I I I I I Холмогоры • ■ Ш I

Приложение Б. Пространственное распределение удельных расходов воды и направлений течения на устьевом участке Северной Двины по результатам моделирования в нагон (на примере нагона 15-16 ноября 2011 г.)

а) 15 ноября 10:00

б) 15 ноября 22:00

в) 16 ноября 04:00

- первый экстремальный максимум нагона на МКД;

- второй экстремальный максимум нагонного уровня на МКД;

- спад нагонной волны.

а) С /г 15 ноября 10:00

^ - д \ У^и А. 'I ^ 1 л 1 \ 7

Северодвинск ^^ ^ 1 г ^ 1 ® Архангельск у V

удельный расход воды, м/с *м \ >10 / г^

2-10 ■■ 0,5 2 0,01 -0,5 ^ -

направления течений зона смены направления течений Холмогоры ®

0 10 20 40 км 1 I I I I I I I I

Приложение В. Продольные профили уровня воды вдоль судоходного русла на устьевом участке Северной Двины по результатам моделирования.

Группа сценариев 1

Уровень на МКД: Нср = - 0,17 м, А = 0,5 м; расход воды в вершине устьевой области 1500 (а), 5000 (б), 10000 (в), 15000 (г), 20000 (д), 25000 (е) м3/с.

Номер расчетного часа в приливном цикле (период приливного цикла 12,5 ч):

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Расстояние от морского края дельты, км

б) Сценарий 7 О = 5 0 0 0 м; с. Я = - 0.1 7 м а бс. А= 0.5 м

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 Расстояние от морсого края дельты, км

в) Сценарий 8

О 0= 10000м3/с, Я =-0,17мабс, А= 0,5 м

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Расстояние от морского края дельты, км

г) Сценарий 9

Приложение Г. Продольные профили уровня воды вдоль судоходного русла на устьевом участке Северной Двины по результатам моделирования.

Группа сценариев 2 Уровень на МКД: Яср = - 0,4 м, А = 0,5 м;

расход воды в вершине устьевой области 1500 (а), 5000 (б), 10000 (в), 15000 (г). Номер расчетного часа в приливном цикле (период приливного цикла 12,5 ч):

Приложение Д. Продольные профили уровня воды вдоль судоходного русла на устьевом участке Северной Двины по результатам моделирования.

Группа сценариев 3 Уровень на МКД: Нср = 0 м, А = 0,5 м;

расход воды в вершине устьевой области 1500 (а), 5000 (б), 10000 (в), 15000 (г). Номер расчетного часа в приливном цикле (период приливного цикла 12,5 ч):

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 Расстояние от морского края дельты, км

Приложение Е. Продольные профили уровня воды вдоль судоходного русла на устьевом участке Северной Двины по результатам моделирования.

Группа сценариев 4

Уровень на МКД: Нср = - 0,17 м, А = 0,35 м;

расход воды в вершине устьевой области 1500 (а) , 5000 (б), 10000 (в), 15000 (г). Номер расчетного часа в приливном цикле (период приливного цикла 12,5 ч):

1 -I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I— 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Расстояние от морского края дельты, км

1 1—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I— О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Расстояние от морского края дельты, км

Приложение Ж. Продольные профили уровня воды вдоль судоходного русла на устьевом участке Северной Двины по результатам моделирования.

Группа сценариев 5

Уровень на МКД: ИСр = - 0,17 м, А = 0,75 м;

расход воды в вершине устьевой области 1500 (а), 5000 (б), 10000 (в), 15000 (г). Номер расчетного часа в приливном цикле (период приливного цикла 12,5 ч):

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Расстояние от морского края дельты, км б) Сценарий 26