А. Л. Чикин1,✉, Л. Г. Чикина2

1 Федеральный исследовательский центр Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону, Россия

2 Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону, Россия

E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Аннотация

Цель. Целью данной работы является численное исследование на модельном примере процесса поступления соленой воды из Таганрогского залива в рукав Старый Дон вследствие ветрового нагона воды.

Методы и результаты. Приводится описание комплексной математической модели течения и распространения соли в открытом русле реки. Рассматривается участок реки Дон, состоящий из рукава Старый Дон и части основного русла. Поступление соли происходит через принимающий водоем – Таганрогский залив. Модель описывается системой уравнений Сен-Венана и уравнением конвекции – диффузии. Задача решается конечно-разностными методами. Получены результаты численного исследования влияния величины уровня поверхности воды в Таганрогском заливе на характер течения в дельтовой части Дона, а также на степень проникновения соли вверх по течению реки. Численно установлено, что величина расхода не оказывает существенного влияния на концентрацию соли в основном русле Дона.

Выводы. Проведенные вычислительные эксперименты показали, что при поступлении соленой воды из Таганрогского залива в дельту Дона решающее значение имеет существенное повышение уровня воды. К этому приводят экстремальные ветровые нагоны, а предшествующие им сгоны еще более усиливают этот эффект. Приведенная модель дает представление об общей тенденции развития процесса возможного осолонения дельты Дона при нагонных явлениях.

Ключевые слова

русловой поток, дельта реки, уравнения Сен-Венана, уравнение конвекции – диффузии, сгонно-нагонные колебания, вычислительный эксперимент.

Благодарности

Публикация подготовлена в части постановки задачи в рамках реализации государственного задания ЮНЦ РАН № государственной регистрации проекта АААА-А18-118122790121-5, в части разработки методов численного моделирования в рамках научного проекта РФФИ 18-05-80025 «Опасные явления». Расчеты выполнены на кластере ЦКП ЮФУ «Высокопроизводительные вычисления».

Для цитирования

Чикин А. Л., Чикина Л. Г. Численное исследование процесса проникновения соленых вод из Таганрогского залива в устье Дона // Морской гидрофизический журнал. 2021. Т. 37, № 2. С. 247–257. doi:10.22449/0233-7584-2021-2-247-257

DOI

10.22449/0233-7584-2021-2-247-257

Скачать статью в PDF-формате