Динамика взвешенного вещества и процессы седиментации в макроприливных эстуариях Мезени и Кулоя

Гидрологические и геоморфологические процессы, происходящие в макроприливных эстуариях Мезени и Кулоя, полностью подчиняются воздействию приливной волны. Основная цель изучения динамики взвешенного вещества и процессов седиментации состоит в определении речных и морских факторов, влияющих на транспорт наносов и особенностей литодинамических процессов. Экспедиционные исследования эстуариев Мезени и Кулоя, которые проведены автором в 2005−2019 гг. показали, что высокая концентрация взвешенных наносов, по сравнению с прилегающими районами реки и моря, наблюдается на участках реверсивных течений. Концентрация наносов определялась весовым методом посредством фильтрования проб, отобранных в течение приливного цикла, при одновременной регистрации гидравлических параметров водного потока. Максимальная величина сизигийных приливов в эстуарии Мезени достигает 9.8 м, в квадратуру – 5.0; в эстуарии Кулоя 10 и 4.8 м соответственно. Скорости приливных течений во время сизигии равны 2.5 м/с. Соленость воды в эстуариях Мезени и Кулоя изменяется от 3.5 до 24.0 единиц практической солености. Максимум мутности в нижней части эстуария Мезени достигает 56.3 кг/м³ в малую воду за счет концентрации взвешенных наносов в придонном горизонте. В поверхностном горизонте, даже при смене направления течения и в период стоячей воды, мелкие глинистые частицы не осаждаются на дно, а находятся во взвешенном состоянии. Мутность воды в поверхностном горизонте сохраняется в пределах 0.05–0.10 кг/м³. Увеличению мутности способствует ветровое волнение на взморье и интенсивная абразия берегов в эстуариях. Условия хозяйственного использования устьев Мезени и Кулоя зависят от приливов. Судоходство может осуществляться лишь в период полной воды и требует учета динамики фарватера. При проектировании Мезенской приливной электростанции важно знать области наибольшей седиментации в открытой и отделенной частях приливного бассейна.

1. Алексеевский Н.И. Формирование и движение речных наносов. М.: МГУ, 1998. 202 с.

2. Вихман А.М. Несколько данных о скорости течения и количестве влекомых наносов в устье р. Мезени // Изв. ЦГМБ. Вып. 5. 1925.

3. Геоэкологическое состояние арктического побережья России и безопасность природопользования / под ред. Н.И. Алексеевского. М.: ГЕОС, 2007. 585 с.

4. Гидрометеорологические условия шельфовой зоны морей СССР. Т. 5. Белое море. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 235 с.

5. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. 2. Белое море. Вып. 1. Гидрометеорологические условия / отв. ред. Ф.С. Терзиев. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 240 с.

6. Гордеев В.В. Речной сток в океан и черты его геохимии. М: Наука, 1983. 159 с.

7. Гордеев В.В. Геохимия системы река–море. М.: И.П. Матушкина И.И., 2012. 452 с.

8. Горелков В.М., Григорьева Л.Н., Моносов М.Л. Трансформация полусуточного прилива в северной части Белого моря при условии строительства Мезенской ПЭС // Тр. Ленгидропроекта. 1981. № 77. С. 74–80.

9. Демиденко Н.А. Типы движения наносов в приливных устьях рек // Тр. ГОИН. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. Вып. 198. С. 130–140.

10. Демиденко Н.А. Пространственно-временные масштабы изменения концентрации взвешенного вещества в приливных устьях рек севера России // Динамика и термика рек, водохранилищ и прибрежной зоны морей (Тр. IV конференции). М.: Изд. ИВП РАН, 1994. Т. 2. С. 93–94.

11. Демиденко Н.А., Землянов И.В., Горелиц О.В., Михайлов В.Н. Исследование гидролого-морфологических процессов в устьевой области реки Мезень для целей проектирования Мезенской приливной электростанции. М.: Тр. ГОИН, 2008. Вып. 211. С. 273–288.

12. Демиденко Н.А. Формирование максимума мутности воды в сильноприливных эстуариях Мезени и Кулоя // Геология морей и океанов: Материалы XVIII Междунаp. науч. конф. (школы) по морской геологии. М.: ГЕОС, 2009. Т. 4. С. 65–69.

13. енкович В.П. Основы учения о развитии морских берегов. М.: Изд. АН СССР, 1962. 710 с.

14. Лисицын А.П. Маргинальный фильтр океанов // Океанология. 1994. Т. 34. № 5. С. 735–747.

15. Лоция Белого моря. СПб.: ГУНиО МО, 1996. 318 с.

16. Мак-Доуэлл Д.М., О’Конор Б.А. Гидравлика приливных устьев рек. М.: Энергоатомиздат, 1983. 312 с.

17. Медведев В.С. Вопросы динамики прибрежной зоны Мезенского залива Белого моря в связи с проектированием приливных электростанций // Геоморфология и литология береговой зоны. М.: Наука, 1971. С. 23–29.

18. Михайлов В.Н. Устья рек России и сопредельных стран: прошлое, настоящее и будущее. М.: ГЕОС, 1997. 413 с.

19. Мискевич И.В., Алабян А.М., Демиденко Н.А., Коробов В.Б., Панченко Е.Д. Гидродинамические аспекты формирования высокой мутности вод в малых приливных устьях Белого и Баренцева морей // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. М.: Изд. МГУ, 2022. № 1. (В печати).

20. Мискевич И.В., Коробов В.Б., Мосеев Д.С. Специфика формирования маргинальных фильтров в приливных устьях малых рек арктических морей // Океанология. 2021. Т. 61. № 1. С. 141–146.

21. Невесский Е.Н., Медведев В.С., Калиненко В.В. Белое море (Седиментогенез и история развития в голоцене). М.: Наука, 1977. 236 с.

22. Полонский. В.Ф., Лупачев Ю.В., Скриптунов Н.А. Гидролого-морфологические процессы в устьях рек и методы их расчета. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. 383 с.

23. Протопопов И.Д. Несколько данных о гидрологическом режиме р. Мезени // Исследования морей СССР. Л.: ГГИ, 1932. Вып. 16. С. 87–102.

24. Рейнеке М.Ф. Гидрографическое описание северных берегов России. Гидрографический департамент. СПб., 1883. Ч. 1. Белое море. Изд. 1–2. Ресурсы поверхностных вод СССР. Т. 3. Северный край. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 662 с.

25. Римский-Корсаков Н.А., Коротаев В.Н., Иванов В.В., Пронин А.А., Демиденко Н.А. Гидрологический режим и литологические процессы в эстуарии Мезени // Океанология. Т. 58. № 4. 2018. С. 1–9.

26. Седелков В.А. К вопросу об уровнях и приливах в устьевой области р. Мезени // Сб. работ Архангельской ГМО. 1970. Вып. 7. С. 72–81.

27. Система Белого моря. Т. 2. Водная толща и взаимодействующие с ней атмосфера, криосфера, речной сток и биосфера / отв. ред. А.П.Лисицын. М.: Научный мир, 2012. 784 с.

28. Усачев И.Н., Демиденко Н.А., Моносов Л.М., Моносов М.Л.,

29. Лихоманов В.А., Данилов А.И., Ильчук А.Н., Карлин Л.Н. Ледовые исследования по обоснованию проектов приливных электростанций России. М.: ОАО НИИЭС. Малая энергетика. 40 лет Кисло губской ПЭС им. Л.Б. Бернштейна, 2008. № 4. С. 43–52.

30. Эстуарно-дельтовые системы России и Китая: гидролого-морфологические процессы, геоморфология и прогноз развития / отв. ред. В.Н. Коротаев. М.: ГЕОС, 2007. 445 с. Dyer K.R. Coastal and estuarine sediment dynamics. Chichester: Wiley, 1986. 342 p.

31. Eisma D. Flocculation and de-flocculation of suspended matter in estuaries. Netherlands // J. of Sea Res. Vol. 20. Iss. 2–3. 1986. P. 183–199.

32. Kirby R., Parker W.R. The distribution and behaviour of fine sediment in the Severn Estuary and Inner Bristol Channel // Can. J. Fish Aquat. Sci. 1983. Iss. 40. P. 83–95.

33. Nichols M.M. Effect of fine sediment resuspension in Estuaries. In: Lecture Notes on Coastal and Estuarine Studies / Metha (Ed.). 1986. Vol. 14. P. 5–42. Officer C.B. Discussion of the turbidity maximum in partially mixed estuaries. Estuar // Coastal Mar. Sci. 1980. Iss. 10. P. 239–246.

34. Postma H. Sediment transport and sedimentation in the Estuarine environment. In: Estuaries / H. Lauff (Ed.). Washington: Am. Ass. Adv. Sci., 1967. Iss. 83. P. 158–179.

35. Sakamoto W. Study on the Process of river suspension from flocculation to accumulation in Estuary // Bul. of the Ocean Res. Institute Univ. of Tokyo. October 1972, Iss. 5. Tokyo, Nakano. P. 1–50.

36. Savenije H.H.G. Salinity and tides in alluvial estuaries. Delft Univ. of Technologies / 2nd completely revised edition. 2012. 163 p.