Модели донных отложений

В зависимости от существа рассматриваемой проблемы модель может быть настроена на различные уровни детализации, что, соответственно, требует различного состава исходных данных. Сложность модели варьируется, начиная с самой простой, которая включает только БПК и содержание кислорода в воде. В более сложных случаях в расчетах учитывается взаимодействие с донными отложениями, неорганическим азотом (аммонием и нитратами), делением БПК на растворенную, взвешенную и донную фракции, что позволяет моделировать как немедленную, так и отложенную потребность в кислороде. [c.316]

На упрощенной модели динамического равновесия [18], отражающей некоторые важные лимнологические превращения фосфора (см. рис. 116), видно, что такие показатели, как динамика превращений, особенно скорость восстановления питательных веществ из фитопланктона, детрита и донных отложений, или как запас растворимого фосфора в водорослях, являются часто более важными в определении продуктивности, чем концентрация растворенного фосфора или запас фосфора. Следует учитывать, конечно, что представленная на рис. 116 модель дает лишь приблизительную характеристику реальной системы ее основное назначение — дать представление о некоторых свойствах и доминирующих силах, действующих в реальных системах. [c.34]

Лабораторный метод позволяет определять физические и химические свойства воды, моделировать гидродинамические процессы, для того чтобы изучить их возникновение, развитие и затухание. В искусственных условиях на моделях, задавая внешние условия, можно изучить и сами явления и влияние на них различных сил. Так, например, при помощи моделирования исследовался дрейф льдов в Северном Ледовитом океане, возникновение ветровых и внутренних волн, сейш в морях и озерах на моделях русел рек в лабораторных условиях изучается влияние течений, расходов воды, состава донных отложений на русловые процессы и т. д. [c.9]

Лебедев Ю. М. 1967. Модель круговорота азота в водной экосистеме без донных отложений. В сб. Проблемы создания замкнутых экологических систем, изд. Наука , М. [c.186]

С помощью созданной системы моделей воспроизведены процесс антропогенного эвтрофирования озера, сукцессия фитопланктона оценены влияние изменений погодных условий на продуктивность водоема и роль внутренней фосфорной нагрузки, связанной с наличием потока фосфора из донных отложений в воду исследована роль зообентоса в обмене фосфором на границе вода— дно. Воспроизведен также кислородный режим водоема, при этом учтен обмен кислородом на границах вода—атмосфера и вода— дно. [c.15]

Это граничное условие определяется процессами поглощения и выделения кислорода донными отложениями. Величина коэффициента кь определена в модели на основе данных натурных измерений, предоставленных авторам Н. В. Игнатьевой (1992). В створах втекающих рек для ОХ граничное условие может быть поставлено в виде (5.2.8), причем (ОХ)г = ОХ (Тг), где 7). — заданная температура в створе втекающей реки. [c.202]

Анализируя механизмы, определяющие поток фосфора из донных отложений в воду, Н. В. Игнатьева (1992) отмечает, что одним из факторов, создающих диффузионный поток фосфора из донных отложений в воду, является механическая деятельность зообентоса в процессе передвижения по дну и в верхнем слое донных отложений. Оценить роль этого фактора в рамках созданных авторами моделей вряд ли возможно. В разделе 7.4 с помощью модели, включающей зообентос, получена оценка роли зообентоса в обмене фосфором на границе вода—дно только за счет учета его жизнедеятельности (потребления детрита, выделения продуктов жизнедеятельности, отмирания). В этом же разделе получены оценки потока фосфора из воды в донные отложения за счет седиментации. Результаты моделирования показали, что роль зообентоса в изменении этого потока невелика (см. раздел 7.4). [c.237]

Примечание. 1 — данные наблюдений, 2 — результаты моделирования по базовой модели, 3 — то же, с учетом потока фосфора из донных отложений. [c.240]

В табл. 7.3.5 представлены также данные наблюдений о выносе общего фосфора р. Невой (Ладожское озеро..., 1992 Кондратьев и др., 1997 Ладожское озеро..., 2002) и результаты моделирования. Сравнение выноса фосфора с водой р. Невы с данными наблюдений (табл. 7.3.5) подтверждает адекватность модели по крайней мере с точки зрения воспроизведения о цего круговорота фосфора в водоеме, т. е. баланса между поступлением фосфора в водоем, захоронением в донных отложениях и выносом его со стоком. Погрешность, т. е. разность между результатами измерений и результатами моделирования, за исключением периода 1992—1995 гг., не превыщает 20 %, причем значительную часть периода, 1962— 1995 гг., погрешность не превосходит и 10 %. [c.262]

Виды стоков растворенного кислорода, несомненно, более разнообразны, чем его источников. На рис. 5.10 показано, каким образом стоки включены в одну из моделей качества воды [154]. Каждый вид фитопланктона характеризуется своими затратами на дыхание и своей скоростью роста, которые, по-видимому, зависят от температуры воды. Использование других уравнений трофической цепи водоема дополнительно увеличивает сложность моделируемой системы. Из рис. 5.10 можно видеть, что в данном случае в рассмотрение включены зоопланктон и три вида рыб. При окислении органического вещества как в водном столбе, так и в донных отложениях образуются многочисленные продукты разложения. Суммируя сказанное выше, еще раз подчеркнем, что трудности заключаются не только в составлении исчерпывающей инвентаризации стоков, но и в учете их пространственно-временных вариаций. Последнее же имеет фундаментальное значение в обсуждаемой проблеме. [c.173]

Авторы рассмотрели несколько случаев, когда процесс денитрификации не представляет серьезного значения (т. е. когда / 4 = 0) и пришли к выводу, что в случае консервативной системы (по отношению к азоту) Рк и должны стремиться к достижению равновесия при условии неизменности внешних факторов. В то же время, если параметры окружающей озеро среды меняются, то характеристики комплекса начальных условий могут оказаться существенными по сравнению с ролью, принадлежащей равновесным условиям. Обычно Б моделях обсуждаемого типа процессы седиментации фосфора и азота не учитываются. Следует отметить, что при осаждении питательные вещества покидают водную систему, продолжая оставаться при этом в составе более широкой озерной системы. При достижении значительных концентраций фосфора в осадке через границу раздела сред возможе н обратный переход, т. е. подпитка водной среды фосфором из донных отложений. В условиях аноксии в слое гиполимниона этот процесс усиливается. [c.217]

Все описанные выше модели предполагают наличие условий хорошего перемешивания с выделением или без выделения фосфора из донных отложений или с учетом чистого осаждения фосфора концентрацию фосфора рассчитывают в виде средних годовых значений. Они полезны в качестве первого индикатора существующего трофического состояния озера и в выявлении возможных будущих подходов. Однако эти значения не несут какой-либо прогностической информации и, таким образом, не могут предсказать время и количественно охарактеризовать цветение водорослей, сезонные колебания параметров качества вод и др. [c.244]

Разработана также гидродинамическая модель распространения ХОП с речными стоками [3], которая учитьшает их осаждение на дне, разложение и двусторонний перенос на фанице водная поверхность/атмосфера. Предполагается, что содержание зафязняющих веществ в речном стоке изменяется пропорционально концентрациям в почве. Отличительной особенностью динамики ХОП является их быстрое вьшедение из воды в донные отложения, которое определяется осаждением со взвесями [c.145]

Внутри каждого ландшафта действует устоявшийся круговорот веществ, в той или иной мере замкнутый. Для микробиолога состояние ландшафта определяется деятельностью в нем микробного сообщества как важнейшего компонента единого продукционно-дест-рукционного цикла. Местообитанием для микроорганизмов служит зона в элементе ландшафта - например, донные отложения в водоеме, ризосфера. В состав ландшафта в качестве подсистем входят растительный покров и связанные с ним живые организмы (биота), почва, кора выветривания, поверхностные и грунтовые воды, составляющие водоемы и водотоки, приземная атмосфера (аэротоп). Ландшафт представляет гетерогенную систему, включающую элементарные ландшафты или фации и биогеоценозы. Элементарный ландшафт представляет такой компонент системы, который может быть увеличен до больших размеров без существенного изменения характера происходящих в нем процессов. На этом основано применение метода мезокосма, т.е. изолированного крупного образца экосистемы для изучения происходящих в ландшафте процессов в полностью контролируемых условиях. Элементарные ландшафты сами по себе гетерогенны и включают элементы ландшафта например, для верхового болота это кочки и мочажины. Для элементарного ландшафта характерна вертикальная дифференциация, которая включает ярусность наземной части, почвенные горизонты в подземной. Вертикальная дифференциация позволяет упрощать рассмотрение до одномерной модели - разреза профиля. [c.20]

Океан служит областью седиментации карбонатов. В осадках развивается микрофлора донных отложений, образующая восстановленные газы (газогенерирующий этап), прежде всего НзЗ с доминированием сульфатредукции как заключительного этапа анаэробной деградации мортмассы и развитием на поверхности ила организмов, окисляющих соединения серы (сообщество сульфуреты), и даже придонные воды обычно оксигенированы. Благодаря высокому слою оксигенированной воды донные выделения из океана не достигают поверхности, даже в случае Черного моря - модели состояния древнего стратифицированного океана. Особый случай представляет локальное просачивание метана, наподобие грязевого вулканизма на суше (холодные метановые сипы ). Источником этого метана, помимо деятельности метаногенов, может служить разложение газогидратов метана. На дне океана в области спрединга на выходе эндогенных газов, образующихся при контакте морской воды с перегретыми породами базальтов океанической коры, развиваются особые микробные сообщества подводных гидротерм (термальные глубоководные оазисы ), в которых продукция органического вещества осуществляется за счет хемосинтеза и окисления газов кислородом фотосинтетического происхождения, приносимого в глубину холодными океаническими водами. [c.104]

Рассматриваемая модель, как и предыдущие модели экосистемы Ладожского озера, является прежде всего моделью пелагиали. Роль бентоса и прибрежных зарослей макрофитов не учитывается. Ввиду резкого преобладания в озере пелагиали над литоралью такое допущение для литоральных сообществ вполне оправдано, так как их роль в формировании качества воды в озере очевидно мала. В значительной степени такое допущение оправдано и относительно бентоса, поскольку озеро имеет большую глубину и нерасчле-ненную (за исключением северной части) береговую линию. Северный шхерный район Ладоги настолько своеобразен, водная масса настолько обособлена от основной водной массы, что этот район следует рассматривать как отдельную систему. Ввиду того что для Ладожского озера по результатам исследований последних лет установлено наличие значительного потока фосфора из донных отложений (Игнатьева, 1997), далее в рамках базовой модели изучается влияние этого потока ( внутренней фосфорной нагрузки) на развитие экосистемы. [c.213]

По результатам моделирования авторы подсчитали, что за период с мая по ноябрь в первой версии базовой модели (Menshutkin et al., 1998) на дно озера выпадает 2290 тР, в том числе 1166 т в составе детрита, и 2254 т — в модели с зообентосом, в том числе 1117 тР в составе детрита. Таким образом, включение в состав базовой модели экосистемы Ладожского озера подмодели зообентоса не оказало существенного влияния на поток фосфора на дно водоема. Впрочем, ввиду того что распределение общего фосфора в воде озера по результатам моделирования близко к данным наблюдений, другой результат ожидать не следовало. Данные моделирования показывают, что роль зообентоса в образовании потока фосфора из донных отложений внутрь водоема ( внутренняя нагрузка ) невелика. Важным результатом применения созданной модели может стать ее соединение с моделью ихтиоценоза Ладожского озера (гл. 8) при определении пищевой базы для рыб-бенто-фагов. [c.285]

В многочисленные динамические модели экосистем аккумуляция биогенов в седиментах также входит как один из существенных параметров. Однако, несмотря на наличие большого числа исследований содержания и распределения отдельных биогенных элементов в отложениях водоемов, количественные оценки скоростей накопления биогенов малочисленны. В большинстве случаев они основываются на балансовых расчетах, когда аккумуляция биогенов рассчитывается как разность между поступлением их в водоем и сбросом из него. Таким способрм определена аккумуляция органического углерода в донных отложениях озер Святого Лаврентия [44] и Мирор [42], которая составила соответственно 8 и 11 % общего прихода Сорг. В обзоре Ларсена и Мерсье (411 приведены сведения о рассчитанной по балансам аккумуляции фосфора в 73 водоемах, различающихся по морфометрическим характеристикам, трофическому статусу, концентрации в питающих водотоках и удельной нагрузке этого элемента на водоем. Балансовым методом определено накопление фосфора (70 % прихода) и [c.3]

Все перечисленные факты позволили авторам работы [Возженников и др., 1990] сформулировать следующую модель диффузного загрязнения. Неоднородность загрязнения изучаемой территории авторы учли, разбив ее на почти четыре десятка отдельных водосборов, для каждого из которых радиоактивное загрязнение считалось однородным по площади. Предполагалось, что малая река (или временный водоток), принадлежащая водосбору, представляет собой камеру, в которую поступает радиоактивная примесь за счет смыва поверхностным стоком или обмена с донными отложениями. Тогда для замыкающего створа частного водосбора записываются уравнения баланса примеси [c.68]

В серии работ, посвященных вопросам моделирования высоко-эв рофного Белого озера (Уайт Лейк, 42,8° с. ш., 83,7° з. д.), расположенного в штате Мичиган, использовалась модель многослойных донных отложений в паре с моделью стратифицированного водоема. Схема счета была описана Лангом и др. [331]. Согласно этой схеме в донных отложениях выделялось 38 слоев толщиной [c.218]

Температурная модель оз. Миннесота недавно была применена для описания круговорота фосфора и цветения фитопланктона при наблюдавшемся случае дестратификации в оз. Колхоун. Поверхностный слой считается однородным, выделения из донных отложений описываются в виде входных данных и не рассчитываются моделью, а дестратификация моделируется в виде простой вертикальной адвекции (вовлечения) массы без рассмотрения возможных обратных связей из-за турбулентной диффузии. Авторы показывают (рис. 9.9), что обильное цветение водорослей происходит после поступления биогенных веществ из гиполимниона при начавшейся дестратификации вод при стратификации вод цветения водорослей не наблюдалось, что подразумевает лимитирование фитопланктона фосфором. Переориентация модели с учетом мутности в мелких озерах (новое название модели КЕЗриАЬ-И, см. рис. 9.10) позволила провести расчеты для 03. Чикот в шт. Арканзас. Эта модель, однако, включает сравнительно большое число коэффициентов, которые должны быть уточнены при каждом новом случае исследования. [c.247]

Для проектирования боковых водозаборов насосных станций на транзитных каналах представляют интерес исследования, выполненные ч МГМИ. Один вариантов исследованных моделей (М1 12) боковых водозаборов (сопряжение откосов канала с водозабором косыми плоскостями) показан на рисунке 270. Для сохранения сечения (одинакового с сечением канала) в створе водозабора канал имеет поворот (или приближение протйвойоложного откоса канала), тем самым исключается образование ковша, который обычно получается у водозабора, постоянно за-иляется и осложняет эксплуатацию боковых водозаборов. Одновременно это создает поперечную циркуляцию в потоке канала и улучшает условия водозабора, который производится в основном из верхних слоев потока при значительном снижении отложений донных наносов у водозабора и уносе их потоком. Показанное на рисунке 270 сопряжение косыми плоскостями, устраиваемыми в верховой части под углом 13° и в низовой—18°, создало лучшие условия протекания транзитного потока и забора воды, чем сопряжение с помощью конусов, ныряющих стенок и более крутым заложением (с верховой стороны до 18°) косых плоскостей. Боковые водозаборы из каналов в настоящее время получают все большее распространение (насосные станции закрытой сети и др.). [c.336]

Довольно подробные исследования перспектив гидратоносности были предприняты в последнее время на акваториях Черного и Каспийского морей. Здесь проведено сейсмопрофилирование (В. П. Номоконов, С. Н. Ступак, 1988 г., А. Н. Ско-робогатько, 1983 г.), а также несколько раз подняты гидратосодержащие осадки (при донном пробоотборе). В основном все гидратосодержащие осадки подняты с подводных диапиров, образованных грязевыми вулканами. Геологические модели накопления газогидратов в отложениях этих диапиров аналогичны модели накопления гидратов катагенетического газа на континентальном склоне Луизианы в Мексиканском заливе. Катагенетический газ, поднимаясь по разломным зонам в кратер вулкана, попадает в ЗСГ и образует гидраты. Кроме того, в гидратах Черного моря зафиксировано присутствие биохимических газов [13], что свидетельствует о возможности широкого распространения в указанных морях гидратов с микробиальным газом. [c.212]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология