Modern Methods and Technical Instruments of Ecological Monitoring of the Estuaries of Small Rivers

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Acesso é pago ou somente para assinantes

Resumo

At present, river estuaries are constantly being explored; therefore, it is necessary to receive up-todate information on their actual environmental condition, hydrological regime, and geographical features. Therefore, it is important to develop and improve the methods and technical instruments for monitoring river estuaries. The article presents a developed methodology for integrated research of small-river estuaries using new methods and techniques. The article discusses the experience in using modern domestic devices for solving practical problems of integrated water-environmental monitoring with a case study of expeditionary work in estuaries of the Chernaya River (Crimean Peninsula, Sevastopol). The possibilities of the following technical instruments used are described: The GAP-AK-12R CTD (MHI RAS), the Condor biophysical complex (Aquastandard), and the Garmin echo sounder, which make it possible to obtain field data on turbidity, the concentration of suspended particulate matter, speed and direction of currents, the average size of suspended particles, and salinity and temperature of the aquatic environment. The results of applying a new method for determining the flow velocity and water consumption based on video image processing are presented. Application of the developed methodology makes it possible to obtain the information necessary to analyze the hydrological regime and ecological state of small-river estuaries.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

D. Antonenkov

Marine Hydrophysical Institute, Russian Academy of Sciences

Autor responsável pela correspondência
Email: dmitry_science@mail.ru
Rússia, Sevastopol

Bibliografia

  1. Алабян А.М., Беликов В.В., Крьшенко 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. 18–28.
  2. Антоненков Д.А. Измерительный комплекс для исследования динамических характеристик и структуры течения водного потока в прибрежной морской зоне // Изв. вузов. Приборостроение. 2020. Т. 63. № 12. С. 1112–1118. https://doi.org/10.17586/0021-3454-2020-63-12-1112-1118
  3. Архипкин В.С., Лазарюк А.Ю., Левашов Д.Е., Рамазин А.Н. Океанология // Инструментальные методы измерения основных параметров морской воды: Учебное пособие. М.: Изд-во МАКС Пресс, 2009. 335 с.
  4. Гидрозонд автономный портативный «ГАП-АК-12Р». URL: http://mhi-ras.ru/sensors/gidrozond_avtonomnyj_portativnyj_GAP-AK-12R.html. (дата обращения 28.09.2022).
  5. Клавен А.Б., Копалиани З.Д. Экспериментальные исследования и гидравлическое моделирование речных потоков и русловые процессы. СПб: Нестор–История, 2011. 504 с.
  6. Комплекс гидробиофизический мультипараметрический погружной автономный «КОНДОР». URL: http://ecodevice.com.ru/ecodevice-catalogue/multiturbidimeter-kondor (дата обращения: 30.04.2023г.).
  7. Лучшева А.А. Практическая гидрометрия. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 424 с.
  8. Методические указания. Гидрологические наблюдения и работы на гидрометеорологической сети в устьевых областях рек: Руководящий документ РД 52.10.324-92. Введ. с 01.01.1993 г. по 2002 год. М., 1993. 188 с.
  9. Миньковская Р.Я. Комплексные исследования разнотипных морских устьев рек (на примере морских устьев рек северо-западной части Черного моря): электронный ресурс / Р.Я. Миньковская; ФГБУН ФИЦ «Морской гидрофизический институт РАН». Севастополь, 2020. 364 с. ISBN 978-5-6043409-2-9. https://doi.org/10.22449/978-5-6043409-2-9
  10. Михалев В.Н., Добровольский А.Д., Добролюбов С.А. Гидрология: учебник для вузов. Изд. 3-е, стер. М.: Высш. шк., 2008. 463 с.
  11. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Выпуск 9. Гидрометеорологические наблюдения на морских станциях и постах. Часть 1. Гидрологические наблюдения на береговых станциях и постах: Руководящий документ РД 52.10.842-2017. Введ. с 27.11.2017 г. № 595 по 2022 год. М., 2017. 375 с.
  12. Руководство по гидрометеорологическому исследованию устьевых областей рек, впадающих в море: Руководящий документ РД 52.10.879-2019 утвержден 23.07.2019 / ФГБУ «Государственный океанографический институт имени Н. Н. Зубова»; Введ. с 08.11.2019 г. № 579 по 2025 год. М., 2020. 86 с.
  13. Хмелевой С.В. Использование GPU для расчетов скоростей газо-жидкостных сред с помощью метода PIV // Радиоэлектронные и компьютерные системы. 2012. № 6 (58). С. 124–129.
  14. Antonenkov D.A. Water flow speed determining using visualization methods // Scientific Visualization. 2020. V. 12. № 5. P. 102–111. https://doi.org/10.26583/sv.12.5.09
  15. Chepyzhenko A.A., Chepyzhenko A.I. Methods and device for in situ total suspended matter (TSM) monitoring in natural waters’ environment // Proc. SPIE 10466, 23rd International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics, 104663G (30 November 2017). https://doi.org/10.1117/12.2287127
  16. Dykman V.Z. Technical tools for studying structure and dynamics of water masses // Physical Oceanography. 2016. № 6 (192). P. 43–55.
  17. Jahanmiri M. Particle Image Velocimetry: Fundamentals and Its Applications. Research report 2011:03. Department of applied mechanics, Chalmers University of technology, Göteborg, Sweden. 2011. 58 p.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Sea mouth of the Chernaya River

Baixar (173KB)
Metadados
3. Fig. 2. Satellite image of the mouth of the Chernaya River (a), schemes of stations in the mouth (b) and in the Inkerman estuary (c)

Baixar (374KB)
Metadados
4. Fig. 3. Longitudinal profile of a separate section of the Chernaya River mouth

Baixar (199KB)
Metadados
5. Fig. 4. Satellite image of a section of the Chernaya River mouth with a marked area of sediment accumulation

Baixar (458KB)
Metadados
6. Fig. 5. Photo image and characteristics of the GAP-AK-12R hydroprobe

Baixar (348KB)
Metadados
7. Fig. 6. Spatial variability of salinity in the mouth of the Chernaya River, 2022

Baixar (353KB)
Metadados
8. Fig. 7. Image of the Condor biophysical complex and its technical characteristics

Baixar (333KB)
Metadados
9. Fig. 8. Spatial variability of turbidity and flow velocity in station 4 at the mouth of the Chernaya River, 2020

Baixar (251KB)
Metadados
10. Fig. 9. Image of the Flow Visualizer experimental device

Baixar (332KB)
Metadados
11. Fig. 10. Example of the obtained image (left) and plotted instantaneous flow velocity field in the surface water layer (right)

Baixar (175KB)
Metadados
12. Fig. 11. Distribution of the average flow velocity of the water stream in station 4 at the mouth of the Chernaya River

Baixar (246KB)
Metadados
13. Fig. 12. Example of processing video images of river water flow to determine the surface velocity of water flow

Baixar (424KB)
Metadados
14. Fig. 13. Results of bathymetric measurements and diagram of water discharge at site 1 of the Chernaya River

Baixar (199KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024