Евсеева С.С. , Сокольский А.Ф.

ГАОУ АО ВПО «Астраханский инженерно-строительный институт» (Россия г. Астрахань)

Основные черты циркуляции вод, преобладающие течения при различных ветровых полях КАСПИЯ

Основными составляющими циркуляции вод являются течения, волнения и сгонно-нагонные процессы.

Главенствующими причинами, вызывающими течения в море, являются атмосферная циркуляция, в особенности ветровые поля над водоемом, а также неравномерное распределение плотности в различных его акваториях. Кроме того, течения зависят от колебаний уровня, речного стока, имеющего основное значение для северной части моря, испарения (Аполлов и др., 1969). На направление и скорость течений существенное влияние оказывают и сила Кориолиса, конфигурация берегов, рельеф дна.

Распределение полей ветра над морем вызывает дрейфовые течения, а плотностная неравномерность обусловливает конвективные течения. На предустьевых пространствах крупных рек под влиянием речного стока образуются стоковые течения.

Значительное место занимают на Каспии и компенсационные течения. Так, длительные и сильные южные ветры создают нагон в северной части моря, откуда вода еще до смены ветра устремляется на юг, усиливая течение вдоль западного берега.

Таким образом, режим течений Северного Каспия очень сложен и зависит от многих факторов.

Скорости течения в этой части моря изменяются от нескольких до 100 см/с. Максимальные скорости, рассчитанные путем экстраполяции зависимости скорости течений от скорости ветра, могут достигать 1,2–1,3 м/с при скорости ветра 24–28 м/с. Средняя скорость течений для различных районов Северного Каспия – 14–18 см/с (Блатов и др., 1986).

Направления течений с наибольшими абсолютными и средними скоростями совпадают с направлениями течений наибольшей повторяемости. В связи с этим основной перенос воды происходит вдоль главной оси Северного Каспия на юго-запад и северо-восток, захватывая и акваторию участка «Северный». При юго-западных ветровых полях воды из участка «Северный» будут переноситься с запада на восток с адвекцией в восточную часть Северного Каспия; при ветрах северо-восточного направления – с востока на запад в направлении Бахтемирской бороздины, через которую проходят миграции проходных рыб (осетровые, белорыбица, сельдь-черноспинка).

Работы по построению схем преобладающих течений, приуроченным к основным полям ветра над акваторией Северного Каспия, были выполнены Ю.И. Компанийцем (1973) (рис. 5.5.1).

Рисунок 5.5.1 Схемы течений Северного Каспия.

а) поверхностные ‑ при северо-восточном ветре;

б) придонные ‑ при северо-восточном ветре;

в) поверхностные ‑ при юго-западном ветре;

г) придонные ‑ при юго-западном ветре

Наибольшую повторяемость имеют течения юго-западного (25,2%) и северо-восточного (15,6%) направлений, наименьшую – юго-восточного (5,2%) и северо-западного (6,7%) направлений, что согласуется с повторяемостью действующих над акваторией Северного Каспия ветров. Наиболее опасно для биоты возникновение возможных аварийных ситуаций при северо-восточных ветрах, поскольку нефтяное загрязнение охватит наиболее высокопродуктивные акватории: о. М. Жемчужный, банку Ракушечную, о. Чистая Банка, банку Средняя Жемчужная и миграционную зону проходных рыб (Волго-Каспийский канал – Бахтемирская бороздина – о. Чечень). Средние скорости юго-западных и северо-восточных течений составляют у поверхности 22 см/с и у дна 17 см/с. Значительно меньшие скорости имеют юго-восточные и северо-западные течения (13 см/с на поверхности и 9 см/с у дна). Максимальные зарегистрированные скорости течений (до 72 см/с у поверхности и 65 см/с у дна) устанавливаются при устойчивом северо-восточном ветре силой 15–16 м/с.

При умеренных ветрах юго-западного и северо-восточного направлений и при возникновении аварийной ситуации нефтяное загрязнение в первый день достигнет банок Ракушечная, Средняя Жемчужная и о. М. Жемчужный. Для боле удаленных районов от участка «Северный» (о. Чистая банка, Бахтемирская бороздина, выходная часть Волго-Каспийского канала, о. Чечень) распространение нефтяного загрязнения произойдет в течение 2–3 суток.

Наиболее сложная ситуация может возникнуть при устойчивых северо-восточных ветрах силой 6–7 баллов, при которых развиваются максимальные течения в Северном Каспии. В этом случае при аварии на нефтяной скважине нефтяное загрязнение охватит все высокопродуктивные районы, расположенные западнее участка «Северный» в течение одних суток.

Это свидетельствует о необходимости предельно осторожного освоения углеводородного сырья в Северном Каспии и строгого соблюдения технологической дисциплины с тем, чтобы исключить возможность нефтяного загрязнения.

В северной части моря в основном наблюдается ветровое волнение, а зыбь отмечается редко. Величины параметров волн зависят от скорости и продолжительности ветра и глубины места. Уже при ветре 5–9 м/с волны на мелководье могут достигать своих предельных размеров.

Наибольшие величины элементов волн в этой части моря следующие: высота – 5 м, период – 10 секунд, длина – 85 м. В районе свала глубин отмечаются волны высотой 2 м, южнее их высота достигает 4 и более метров (Владимирцев, 1986).

В западной части Северного Каспия наибольшую повторяемость имеют волнения юго-восточного и восточного направлений, в южной – восточного и северного.

Средняя годовая повторяемость волн высотой менее 0,5 м составляет 58,6%, от 0,5 до 1,0 м – 27,5%, от 1,0 до 2,0 м – 13%, от 2,0 до 3,0 м – 0,8%, и более 3,0 м – 0,1%. Наиболее слабое волнение наблюдается в мае – июле, когда часто отмечаются случаи полного штиля на всей акватории.

Сгонно-нагонные явления вызывают непериодические колебания уровня и связанные с ними циркуляции вод. Характер и величина сгонов и нагонов зависят от направления, скорости и продолжительности ветра, а также от типа берегов, рельефа дна и глубины моря, наличия растительности и ледового покрова.

Часто повторяющиеся юго-восточные и восточные ветры вызывают нагон у западного, северо-западного побережий и на приустьевом взморье Волги, а западные, северо-западные и северные ветры вызывают в этих районах сгон. В западной части моря исключительный нагон (ноябрь 1952 г.) достигал максимальной величины 4,5 м у г. Лагань, наибольший подъем на морском крае дельты составил 1,0–1,5 м. На свале глубин (4–10 м) величина максимальных нагонов составляет 1,0–1,2 м, а сильных сгонов – 1,0–1,4 м. Средняя продолжительность нагона составляет 4,8 суток, максимальная – 8,1 суток. Средняя продолжительность сгона не превышает 3,3 суток, максимальная – 7,2 суток (Герштанский, 1986).

В Северном Каспии имеют место также правильные суточные колебания уровня, вызываемые бризами, с минимумом – утром и максимумом – во второй половине дня. Наблюдаются они в теплый период года, чаще всего в июле, на всей акватории моря. Наибольшая величина этих колебаний приходится на глубины 1,5–2,0 м. Высота бризовых колебаний уровня не превышает 10-20 см, но иногда может достигать 40–50 см.

Список литературы

1.Абдурахманов, Г.М., Анализ экологического состояния Среднего Каспия и проблема воспроизводства рыб [Текст]: монография/ Г.М Абдурахманов, А. А. Гаджиев, М. М. Шихшабеков, А. А. Мунгиев- Москва, «Наука», 2003. -26,3 п. л.

2.. Абдурахманов, Г.М., Современное состояние эколого-экономические перспективы развития рыбного хозяйства в Западно-Каспийском регионе России. [Текст]: монография/ Г.М Абдурахманов, А. С.Абдусамадов, М. И. Карпюк - Москва, «Наука», 2004.- 35 п. л.

3. Абдурахманов, Г.М., Поисковое бурение скважины №1 в глубоководной части Среднего Каспия – Комплексная оценка и анализ состояния фитопланктона флуоресцентными методами анализа как объект антропогенного воздействия [Текст]: монография/ Г.М Абдурахманов, Ал. А.Гаджиев, Ах. А. Гаджиев – Немецкая национальная библиотека - LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH&Co. KG DudweilerLandstr. 99, 66123 Saarbrucken, Germany, 2011.- 4 п.л.

4.Preston. Natural oil removal mechanisms. -J.Water Pollut. Contr. Fed., 1989, P. 61.

5.Rotschein J. Uber die Produktion and Befischung von Fisch bestanden //Fol. Zool. 1977. Vol. 26, 1 P. 79-91.

6.Rice S.D., Short I.V., Karinen I.F. Effects of hydrocarbons on biological systems: behavioral, physioloqical ahd morpholoqical. /Symposium on sources, effects ahd sinks of hydrocarbons in the aquatic environment. Washinqton DS, USA, 1976. P. 48.

7.A. Water Quality Assessment of the Former Soviet Union. London and New York. E and Spon. 1998. P.610.

8.Rotschein J. Uber die Produkion und Befischung von Fisch bestanden // Fol. Zool. 1977. Vol. 26.17-21

9. Skjoldal H.R., Thingstad T.F. Oil pollution and plankton dynamics. // IV Summary of enclosure experiments in LindaspoIIene, Norway, with special emphasis on the balance between autotrophic and heteretrophic processes. Fate and Eff. Oil Mar. Ecosyst. Proc. Conf. Oil Pollut., Amsterdam. 23-27 Febr., 1987. Dordrecht, etc., 1987. P. 23-26.