Томский ученый разработает математическую модель оценки загрязнения Байкала
Сотрудник Томского госуниверситета Баир Цыденов работает над созданием комплексной математической модели для исследования гидроэкологических процессов в озере Байкал. Модель позволит определять и прогнозировать уровень загрязнения в озере, а также делать выводы о качестве воды, сообщает пресс-служба вуза.
Глобальный водный кризис ученые прогнозируют уже в 2025 году. К истощению запасов чистой пресной воды ведет, в первую очередь, ее загрязнение. Эта проблема очевидна на примере Байкала: озеро содержит около 20% мировых запасов озерной пресной воды и почти 90% запасов России, при этом ежегодно туда попадает более 20 млн кубометров сточных вод.
Установлено, что 60% загрязнений в озеро «приходят» по реке Селенге, в бассейне которой сосредоточены промышленные мероприятия России и Монголии. Исследование ученого ТГУ поможет понять, как примеси из реки Селенги разносятся по озеру. Это позволит экологам делать выводы о том, как быстро и на какую глубину распространяются примеси различной концентрации.
По мнению ученого, на распространение загрязнения косвенно влияет изменение температуры воздуха, влажности и скорости ветра в течение дня. Кроме того, загрязнение переносится внутри озера по-разному в зависимости от времени года.
«Температура воды влияет на формирование структуры течения и, следовательно, на перенос примесей. Также для озер умеренных широт нужно учитывать явление термобара, которое возникает дважды в год: вследствие весеннего прогрева или осеннего охлаждения вода у поверхности, достигая наибольшей плотности, постепенно погружается на дно, инициируя циркуляционные потоки. В этом случае поверхностное загрязнение может перейти в глубинную часть», – объяснил Баир Цыденов.
Сейчас ученый работает над созданием комплексной 2,5D-модели, которая учитывает показатель мутности воды, с целью получения данных на конкретном участке Байкала – в месте впадения в озеро реки Селенги. Это исследование поддержано грантом президента РФ. Результаты могут лечь в основу разработки высокоточной 3D-модели, с помощью которой можно будет вычислять циркуляцию воды и примесей во всем озере.
«Анализ распределения мутности воды позволит определить удачные места для размещения очистных сооружений, а также оценить их эффективность. Кроме того, в целях прогнозирования можно задавать в модели экстремальные параметры загрязняющих веществ, чтобы получить наглядное представление о возможных последствиях», – пояснил Баир Цыденов.
Ученый уточнил, что для расчета распространения загрязнения во всем озере потребуются большие вычислительные мощности. С помощью разработанной модели при наличии необходимых данных можно будет рассчитать циркуляцию загрязнения и для любого другого пресного водоема.