Цель работы по Соглашению о предоставлении субсидии от 11 ноября 2015 г. № 14.613.21.0050 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы»: разработка новых научно-технологических основ для улучшения методов оценки, мониторинга и прогнозирования динамики антропогенных и терригенных загрязнений прибрежных морских вод.

В ходе исследований по проекту на этапе № 1 с 11 ноября по 31 декабря 2015 г. выполнялись следующие работы:

• Аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках исследований.
• Проведение патентных исследований.
• Разработка функциональной схемы системы оперативного мониторинга загрязнений в прибрежных водах с помощью специализированного измерительного комплекса.
• Разработка полной численной модели поступления, переноса, осаждения и диссипации взвешенных и растворенных веществ в прибрежной зоне моря.
• Исследование закономерностей динамики плюма лагуны Патус в зависимости от гидрометеорологических условий.
• Исследование гидрометеорологических и океанологических условий, способствующих выносу глинистых осадков лагуны Патус на пляжи близлежащих курортов, количественная оценка роли антропогенного воздействия (драгирования) в этом процессе.
• Задача мониторинга и прогнозирования состояния прибрежных морских акваторий, включая контроль состояния зоны прилегающего морского шельфа является весьма актуальной среди других геоэкономических и технологических задач. В этом контексте велика роль спутниковых наблюдений и контактных измерений высокоэффективными комплексами, а также численного моделирования гидрофизических процессов в задачах построения систем мониторинга, анализа и прогнозирования состояния водной среды.

Получены следующие результаты:

• Разработана функциональная схема системы оперативного мониторинга загрязнений в прибрежных водах с помощью специализированного измерительного комплекса. Она основана на сочетании непрерывного горизонтального зондирования гидрологических, гидрохимических и гидробиологических параметров морской среды, флуоресцентного зондирования в верхнем слое, спектрофотометрических измерений спектральной яркости моря, вертикального зондирования в ключевых точках, формирования многопараметрического массива данных (базы данных), анализа, построения математических моделей и прогноза состояния загрязнения и экосистемы в целом.
• Разработана полная численная модель поступления, переноса, осаждения и диссипации взвешенных и растворенных веществ в прибрежной зоне моря, адаптированная для условиий черноморского побережья Крыма и шельфа южной Бразилии. Модель STRiPE реализует лагранжев подход, состоящий в воспроизведении движения и диссипации отдельных «частиц» речного стока в море.
• Исследованы закономерности динамики плюма лагуны Патус в зависимости от гидрометеорологических условий. Действие ветра в районе лагуны Патус проявляется в первую очередь в изменениях уровня моря внутри лагуны, вне ее и в канале, соединяющем лагуну и море.
• Исследованы гидрометеорологические и океанологические условия, способствующие выносу глинистых осадков лагуны Патус на пляжи близлежащих курортов, количественная оценка роли антропогенного воздействия (драгирования) в этом процессе. Мелкодисперсная взвесь из лагуны Патус аккумулируется на внутреннем шельфе и пляжах в районе курорта Кассино, особенно при событиях сильных северных ветров. Этот вывод подтверждается также результатами численного моделирования. Общая масса взвеси из лагуны Патус, аккумулируемая на морском шельфе оценивается в 4 миллиона тонн в год.

Целесообразность участия иностранного партнера (Институт океанографии Федерального Университета Риу Гранде (ИОФУРГ), Бразилия) на этапе 1 определялась тем, что результаты исследований гидрометеорологических условий формирования плюма на шельфах южной Бразилии существенно дополняют аналогичные исследования российской стороны в других географических условиях восточного побережья Крыма и позволяют исследовать общие проблемы формирования плюма и его влияния на распространение загрязнений в прибрежных районах с различными географическими, гидрологическими и метеорологическими условиями. В частности бразильской стороной получены и переданы российской стороне для совместного анализа данные об особенностях формирования плюма в районах, где определяющим механизмом формирования динамического режима является ветровое воздействие. Кроме того, целесообразность участие бразильской стороны определяется получением данных о долговременной изменчивости основных природных факторов с использованием гидрометеорологических буев. Такие долговременные изменения шельфовых процессов в российских водах в настоящее время не проводятся.

В ИО РАН передана разработанная ИОФУРГ численная гидродинамическая модель для расчета пресноводного стока и потока взвешенных и растворенных терригенных веществ из лагуны Патус при различных ветровых условиях. Принципы этой модели будут использованы и при планируемом моделировании потоков взвеси и загрязнителей через Керченский пролив у побережья Крыма.

Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению исполненными надлежащим образом.