По мере возрастания процесса антропогенного эвтрофирования и загрязнения водных объектов увеличивается роль донных отложений в формировании качества воды. На начальной стадии происходит накопление биогенных элементов и ЗВ, потоки седиментации невелики. Далее возрастает интенсивность материального обмена границе раздела «вода — дно» и изменяется соотношение основных потоков веществ. В результате меньшая доля биогенных элементов и ЗВ накапливается в донных отложениям, зато существенно возрастает вторичное поступление этих веществ в толщу воды, создающее внутреннюю нагрузку на водный объект.
Основными транспортными механизмами поступления веществ из донных отложений в водную массу являются молекулярная диффузия и конвективный перенос.
При моделировании водосбор рассматривается как один из источников загрязнения водного объекта, а в рамках модели водосбора должны описываться процессы формирования стока.
В настоящее время наиболее разработаны гидрологические формирования стока воды (модели водного режима), которые также служат базой для построения моделей водной эрозии, стока, наносов, выноса растворенных и адсорбированных веществ.
Гидрологические модели используются в решении задач хозяйственного проектирования и гидрологического прогнозирования, связанных с расчетами и прогнозами объема стока; максимальных расходов; гидрографов половодья и дождевых паводков; оценкой последствий антропогенного воздействия на гидрологический режим водосборов.
Модели водноэрозионных процессов предназначены для описания таких объектов, как отдельные склоны, сельскохозяйственные поля, урбанизированные территории, т.е. участки подстилающей поверхности, подверженные активному воздействию человека, где водная эрозия проявляется наиболее интенсивно.
Разработаны модели выноса с водосборов вещества – биогенных элементов и пестицидов, а также тяжелых металлов как приоритетных ЗВ в водных объектах большинства урбанизированных территорий и промышленных зон.
В рамках большинства моделей описываются фазовые переходы веществ в системе почва-вода, их перераспределение в почвенном профиле и вынос в адсорбированном и растворённом состоянии поверхностными и грунтовыми водами.
Даже при относительной простоте отдельных составляющих результирующей модели, включающие стоковые, водноэрозионные и гидрологические частные, оказывающиеся чрезвычайно громоздкими.
Существенное расширение перспектив развития и возможностей практического применения математических моделей водосборных процессов связано с использованием современных геоинформационных технологий. Оценка существующего состояния поверхностных вод, прогноз возможных их изменений под воздействием природных и антропогенных факторов, проведение региональных исследований и обобщений требуют сопряженного анализа и обработки большого объёма информации. Разработка проблемно-ориентированной геоинформационной системы позволяет автоматизировать эти процедуры.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему