МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРАНСФОРМАЦИИ СОЕДИНЕНИЙ АЗОТА, ФОСФОРА И КИСЛОРОДНОГО РЕЖИМА В ЭКОСИСТЕМЕ ТЕЛЕЦКОГО ОЗЕРА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрены наиболее существенные особенности моделирования круговорота соединений биогенных элементов азота и фосфора и динамики растворенного кислорода в экосистеме Телецкого озера. Выполнена калибровка модели с учетом данных многолетних наблюдений за качеством воды 1985–2003 гг., а также сценарного варианта гидрологического режима 2016 г. Проведен анализ внутригодовой изменчивости переменных состояния, внешних и внутренних потоков соединений азота и фосфора в воде Телецкого озера. Рассчитана предварительная величина допустимой нагрузки азота и фосфора на озеро. Модельный анализ показал, что у озера ассимиляционный потенциал по отношению к соединениям фосфора – незначителен, практически отсутствует. По отношению к соединениям азота небольшой запас самоочищения пока имеется. Вода Телецкого озера – чистая по причине до сих пор низкой антропогенной нагрузки. Полученные модельные результаты свидетельствуют о неотложной необходимости приведения исследований на Телецком озере к современному уровню как по числу наблюдательных пунктов мониторинговой сети в характерных зонах, увеличению перечня контролируемых показателей и частоты контроля, так и по повышению качества инструментальной и методической базы.

Об авторах

А. А Цхай

Институт водных и экологических проблем СО РАН

Email: tskhai@ivep.ru
Барнаул, Россия

М. А Романов

Институт водных и экологических проблем СО РАН

Email: taa1956@mail.ru
Барнаул, Россия

Список литературы

  1. Указ Президента Российской Федерации от 21 июля 2020 г. № 474 “О национальных целях развития Российской Федерации на период до 2030 года” // Российская газета. Федеральный выпуск. 22 июля 2020 г. № 159 (8213).
  2. Акулова О.Б., Букатый В.И. Оценка влияния оптически активных компонентов воды на ослабление света в озере Телецкое // Ползуновский альманах. 2019. № 4. С. 63—65.
  3. Акулова О.Б., Букатый В.И., Вагнер А.А., Дьяченко А.В., Коломейцев А.А., Зиновьев А.Т. Фотосинтетически активная солнечная радиация в Телецком озере в период открытой воды // Изв. Алтайского гос. ун-та. 2022. № 4 (126). С. 11—17. https://doi.org/10.14258/jzvasu(2022)4-01
  4. Бочаров О.Б., Васильев О.Ф., Квон В.И., Овчиншкова Т.Э. Численное исследование гидротермических процессов и процессов переноса в глубоких водоемах // Сиб. экол. журн. 2003. Т. 10. № 2. С. 221—230.
  5. Брандт З. Анализ данных. Статистические и вычислительные методы для научных работников и инженеров. М.: Мир, 2003. 686 с.
  6. Данчев В.Н. Разработка и применение информационно-вычислительного комплекса для моделирования циркуляций и термического режима Телецкого озера. Дис. ... канд. техн. наук. Новосибирск: ИВЭП СО РАН, 2013. 160 с.
  7. Даценко Ю.С. Методы оценки внутренней биогенной нагрузки водоемов (обзор) // Тр. Кар. НЦ РАН. 2019. № 9. С. 116—124. https://doi.org/10.17076/lim1049
  8. Зиновьев А.Т., Кошелев К.Б., Дьяченко А.В. Анализ результатов моделирования и натурных данных содержания растворенного кислорода в Телецком озере // Вод. хоз-во России: проблемы, технологии, управление. 2023. № 6. С. 57–69. https://doi.org/10.35567/19994508_2023_6_5
  9. Зиновьев А.Т., Кошелев К.Б., Дьяченко К.В., Марусин К.В. Численное моделирование и натурные исследования термобара в Телецком озере // Метеорология и гидрология. 2021. № 5. С. 86–94. https://doi.org/10.52002/0130-2906-2021-5-86-94
  10. Зуйкова Е.И. Современное состояние зоопланктонного сообщества Телецкого озера. Дис. ... канд. биол. наук. Краснокурск: КГУ, 1998. 124 с.
  11. Квон Д.В. Математическое моделирование гидротермических процессов в Телецком озере. Дис. ... канд. физ.-мат. наук. Барнаул: ИВЭП СО РАН, 1998. 136 с.
  12. Леонов А.В. Моделирование природных процессов на основе имитационной гидроэкологической модели трансформации соединений С, N, P, Si. Южно-Сахалинск: СахГУ, 2012. 148 с.
  13. Леонов А.В., Пищальник В.М. Моделирование природных процессов в водной среде. Теоретические основы. Южно-Сахалинск: СахГУ, 2012. 228 с.
  14. Лозовик П.А. Гидротехнические критерии состояния поверхностных вод гумидной зоны и их устойчивости к антропогенному воздействию. Дис. ... доктора хим. наук. М.: ГЕОХИ РАН, 2006. 481 с.
  15. Лозовик П.А. Нормирование допустимой антропогенной нагрузки на водные объекты с экологической и геохимических позиций // Научное обеспечение реализации “Водной стратегии Российской Федерации на период до 2020 года”. Т. 1. Петрозаводск: Кар. НЦ РАН, 2015. С. 446–452.
  16. Лозовик П.А., Бородулина Г.С., Карпечко Ю.В., Кондратьев С.А., Литвиненко А.В., Литвинова И.А. Биогенная нагрузка на Онежское озеро по данным натурных наблюдений // Тр. Кар. НЦ РАН. 2016. № 6. С. 35–52.
  17. Лозовик П.А., Кулик Н.В., Ефременко Н.А. Литрофильные элементы и тяжелые металлы в Онежском озере: источники поступления, содержащие и трансформация // Тр. Кар. НЦ РАН. 2020. № 4. С. 62–74. https://doi.org/10.17076/lim1189
  18. Лозовик П.А., Рыжаков А.В., Сабылина А.В. Процессы трансформации, круговорота и образования веществ в природных водах // Тр. Кар. НЦ РАН. 2011. № 4. С. 21–28.
  19. Лозовик П.А., Фрумин Г.Т. Современное состояние и допустимые биогенные нагрузки на Псковско-Чудское озеро // Тр. Кар. НЦ РАН. 2018. № 3. С. 3–10.
  20. Митрофанова Е.Ю. Фитопланктон Телецкого озера (Горный Алтай, Россия). Дис. ... канд. биол. наук. М.: МГУ, 2000. 200 с.
  21. Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества воды водоемов и водотоков. ГОСТ 17.1.3.07–82. М.: Госстандарт СССР, 1982. 10 с.
  22. Подгорный К.А. Математическая модель для изучения экосистемы Вислинского залива Балтийского моря. Ч. 1. Теоретические основы и структура модели, методология подготовки исходных данных для выполнения расчетов. Калининград: Атлант НИРО, 2018. 271 с.
  23. Пушистов П.Ю., Викторов Е.В. Прикладной системный анализ циркуляций и термического режима Телецкого озера. Барнаул: Пять плюс, 2016. 152 с.
  24. Руховец Л.А., Филатов Н.Н. Использование математических моделей для решения задач сохранения водных ресурсов Онежского озера // Тр. Кар. НЦ РАН. 2011. № 4. С. 77–87.
  25. Селегей В.В. Телецкое озеро. Очерки истории. Кн. первая. Новосибирск: Офест, 2009. 119 с.
  26. Селегей В.В., Селегей Т.С. Телецкое озеро. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 143 с.
  27. Филатов Н.Н., Мешиуткин В.В. Проблемы оценки изменений экосистем крупных стратифицированных водоемов под влиянием климата и антропогенных факторов // Уч. зап. Рос. гос. гидрометеорол. ун-та. 2017. № 48. С. 120–147.
  28. Филатов Н.Н., Назарова Л.Е., Литовинко А.В. и др. Крупнейшие озера-водохранилища Северо-запада европейской территории России: современное состояние и изменения экосистем при климатических и антропогенных воздействиях. Петрозаводск: Кар. НЦ РАН, 2015. 375 с.
  29. Цхай А.А., Агейков В.Ю. Математическое моделирование процессов трансформации соединений азота и фосфора и изменчивости кислородного режима в водохранилищах // Вод. ресурсы. 1997. Т. 24. № 6. С. 718–728.
  30. Цхай А.А., Агейков В.Ю. Моделирование изменения уровня энтрофирования водохранилища на основе воспроизведения биотехнических циклов // Вод. ресурсы. 2020. Т. 47. № 1. С. 105–113. https://doi.org/10.31857/S0321059620010149
  31. Цхай А.А., Агейков В.Ю., Романов М.А. Модель циклов трансформации биогенных элементов и динамики растворенного кислорода в Телецком озере // Изв. Алтайского отд. РГО. 2024. № 1 (71). С. 43–56. https://doi.org/10.24412/2410-1192-2023-17104
  32. Цхай А.А., Леонов А.В. Прогноз качества воды проектируемого водохранилища на основе модели трансформации соединений азота и фосфора // Вод. ресурсы. 1995. Т. 22. № 3. С. 261–272.
  33. Цхай А.А., Романов М.А. Об условиях протекания циклов биогенных элементов в Телецком озере: анализ данных для моделирования // Изв. Алтайского отд. РГО. 2023. № 4 (71). С. 40–60. https://doi.org/10.24412/2410-1192-2023-17104
  34. Шевченко Г.А. Геоэкологическое состояние акватории и прибрежной зоны Телецкого озера (Горный Алтай). Дис. ... канд. геол.-минерал. наук. Томск: ТПУ, 2010. 149 с.
  35. Bai J., Zhao J., Zhang Z., Tian Z., Assessment and a review of research on surface water quality modeling // Ecol. Modelling. 2022. V. 466. 10988. https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2022.109888
  36. Koshelev K., Zinoviev A., De Goede E., De Graaff R. Modelling of Thermal Stratification and Ice Dynamics with Application to Lake Teletskoye, Altai Republic, Russia // Water Resour. 2021. V. 48. № 3. P. 368–377. https://doi.org/10.1134/S0097807821030088
  37. Theil H. Applied economic forecasting. Amsterdam: North-Holland; 1971. 474 p.
  38. Wetzel R.G. Limnology: Lake and River Ecosystems. Third Edition. San Diego: Acad. Press, 2001. 1006 p.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025