Введение к работе
Актуальность теш исследования. Проблема охраны и рационального спольэования водных ресурсов стала в настоящее время настолько акту-льной, что привлекает внимание не только специалистов и государствен-ых органов, но и широкой общественности. Это не удивительно, если честь, что водопотребление в промышленности и сельском хозяйстве неп-ерывно возрастает, и столь же быстрыми темпами растет уровень загряэ-е'нил "водных объектов, начиная от мелких и кончая морями и океаном. ыход из создавшейся ситуации состоит как в срочней разработке практике ккх мероприятия, так и в расширении фундаментальных исследований роцессов, происходящих в водных объектах, что поэеолит надежнее прог-оэкровать экологическую обстановку. Следовательно, осуществление уп-авления водными ресурсам:; деллче- быть обеспечено достаточно надежный кологичееким прогнозе» для создаваемой техногенной системы, а это озмелко только при максимально полном учете всех физико-химических и иологичеекнх процессов, прсисхсдяшіл в воднем обїекте.
Е совокупности явлении, происходящих а еодных объектах, особо ажное место ванимавт процессы массопереноса на границах раздела аэ. Таковой является, в частности, граница раздела вода-донные отло.до-ия. Характерней особенностью гтоп зоны является резкое кэшиенио в ей физических, химических и биологических свойств, что нзиёГеяно от-аэится на интенсивности процессов массопереноса. Так, под" воздествиеи иологических факторов (а именно,присутствие бентосных организмов в онных отложениях) заметно изменяется- скорость массопереноса в зоне онтакта, что, в свою очередь,отражаетсян&величине общего потока верства в водной массе. Без знания гаковомерностей переноса рзстворен-ых и взеєеєнкьсс веществ невоэмолно прогнозировать развитие водных косистем в реальных условиях.
Отсюда следует, что при разработке экологических моделей водных
- г -
обгектов на основе конвективно--диффузионных уравнений переноса необходимо учитывать биологические факторы (в частности, обитаемость донных отложений организмами бентоса). Это позволит получить реальные значения коэффициентов обмена и тем самым повысить надежность прогностических оценок.
Диссертационная работа посвящена изучению влияния биологических факторов на процессы массопереноса на границе раздела вода-донные отложения и влияния величин коэффициентов переноса на поток растворенных веществ в воду, потребление кислорода донными отложениями и размыв связных грунтов.
Исследования выполнялись в лаборатории массопереноса в пограничных слоях ИВП РАЕ
Црли и задачи работы. Целью работы является ЩЦуеММв Закономерностей массопереноса на границе вода-донные отложения при воздействии биологических факторов. В связи с этим был определен следующий состав задач:
1) Исследование процесса массопереноса в зоне раздела вода-донные от
ложения в присутствии организмов макробентоса и выявление его роли в
интенсификации этого процесса:
а) изучение воздействия макробентоса на процесс обмена растворен
ным веществом на границе раздела вода-дно;
б) определение влияния организмов макробентоса на потребление
кислорода донными отложениями;
в) исследование" влияния макробентоса на размыв связных грунтов.
2) Практическое применение результатов исследований для реальных вод
ных объектов и разработка соотЕетсггущлх рекомендаций.
истпдипп исследования. Решение поставленных задач осуществлялось
на основе лабораторных экспериментов и теоретических построений. Лабо-
з -раторныэ опыты проводились на разработанных в лаборатории установках с применением современных методов исследования.
Научная новизна определяется следующими результатами:
-
Разработана методика оценки влияния организмов макробентсса на диффузию растворенного вещества з донных отложяиях и переход его в воду при помощи трития в качестве вещества-метки;
-
В экспериментах по потребления кислорода донними отложениями доля макробентоса определялась из непосредственней зависимости меяду скоростью потребления кислорода и численностью этих организмов;
-
исследовано влияние организмов макробентоса на размыв связных грунтов и транспорт взвешенных наносов.
Полученные результаты подтверждаются сопоставлением с данными других исследователей.
Практическое значен;** работы заключается в том, что выявленные и уточненные представления о роли С по логического t актора в процессе мас-ссг.еренсса и полученные эмпирические завпсн).:::отп являются ссног-оЛ-для расчета потоков растворенных и взвешенных верств в реальных водных обгектах. Эти данные могут быть использованы при ;асчетах кислородного режима водоемов и водотоков, потоков растворенного вещества на границе раздела вода-донные отложения, а такжэ при разработке методики! расчета размывающих скоростей для связных грунтов- с учетам биологических 'факторов при сценке опасности вторичного загрязнения водногї'среды и токсичности донных отложений при проведении различного рода гидрсмелиерп-тивных работ.
На защиту выносятся результату;
лабораторных исследований процессор ыассопереноса на границе раздела веда-донные отдаленна в присутствии органи;; uc з «акро5«ятоса;
расчетов коэффициентов массспереноса и потоков веществ-» а указанной зоне с уч^стіьм макробентсез;
- расчетов размывающих скоростей сеяэпых грунтов при-наличии организмов макроОэнтсса в них.
Апробация работы. Результаты исследований представлялись и докладывались на Научно-технической конференции "Молодежь и экология Моек-вы"( Москва,1986), на Симпозиуме "Контроль эа качеством воды в Москве -Париже'Ч Москва,1991,Всесоюзной конференции "Динамика и термика рек, водохранилищ и зстуариеЕ"( Москва, 19S9), неоднократно на заседаниях Московского общества испытателей природы и ЗГЕО.
Публикации. По результатам исследований автором опубликовано 5 статей я 2 тезисов докладов. 2 статьи находятся в печати.
Обгем работы. Работа состоит из введеній, четырех глав, заключали (основные результаты и выводы) и списка литературы (85 наименований) . Диссертация содержит 89 станиц машинописного текста,имеются рисунки и фотографии.