ГРНТИ 34.39 Физиология человека и животных
ГРНТИ 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
ГРНТИ 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
ГРНТИ 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
ГРНТИ 69.31 Промышленное рыболовство
ГРНТИ 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
ГРНТИ 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
Показаны и описаны особенности гидравлики русла р. Иртыш на участках значительных концентраций рыб - зимовальных ямах - в период открытой воды. Изучены акватории наиболее крупных (как по площади, так и по глубине) Горнослинкинской и Кондинской зимовальных русловых ям, расположенных в Уватском и Ханты-Мансийском районах Тюменской области и Ханты-Мансийского автономного округа соответственно. Батиметрические характеристики ям изучены с помощью компьютеризированного гидроакустического комплекса AsCor (ООО «Промгидроакустика», г. Петрозаводск). Для построения рельефа дна русловых ям использован пакет геоинформационных программ Surfer 9.0, Map Viewer 6.0. Исследование видового состава рыбного населения проводилось контрольным ловом разноячейными ставными и плавными сетями. Установлено, что в результате совокупности ряда особенностей русла на исследуемых участках формируется сложная гидродинамическая и турбулентная среда. Ямы расположены на меандрах с показателями высокой кривизны поворота русла, отмечены створы с сужающимся руслом на входе в поворот. При сужении русла происходит заглубление динамической оси потока и размыв дна, что, вероятно, препятствует заилению ям. В результате значительных перепадов глубин возникает компенсационное течение. Из-за поворота русла в акваториях формируются водоворотные зоны, а возникающие поперечные течения воды замыкают поверхностные и донные струи потока реки. Гетерогенная гидродинамическая среда Кондинской ямы усложняется впадением р. Конда на повороте в р. Иртыш, в результате происходит обмен импульсами рек. Таким образом, при наложении продольной скорости потока на поперечные течения возникают спиралеобразное движение водных масс и вертикальные вихревые структуры - водовороты, в результате чего формируется оптическая (мутность) и турбулентная (гидродинамическая) неоднородность водной толщи русловых зимовальных ям.
скопления рыб, кривизна меандры, водоворот, поперечное течение, Обь-Иртышский бассейн, зимовальная яма
1. Алтай и Западная Сибирь. Нижний Иртыш и Нижняя Обь // Ресурсы поверхностных вод СССР. Л.: Гидрометеоизат, 1973. Т. 15. Вып. 3. 423 с.
2. Великанов М. А. Русловой процесс: основы теории. М.: Гос. изд-во физ.-мат. лит., 1958. 395 с.
3. Барышников Н. Б. Динамика русловых потоков: учеб. СПб.: РГГМУ, 2007. 314 с.
4. Овсяник М. В. Образование водоворота, смерча // Евразийский Союз Ученых (ЕСУ). Физико-математические науки. 2016. № 7 (28). C. 78-84.
5. Верин О. Г. Идеальный вихрь: воронка, вихревой шнур, тороидальный вихрь. URL: http://nauka.info/files/files/1450991403.pdf. (дата обращения: 09.11.2017).
6. Боровков В. С. Русловые процессы и динамика речных потоков на урбанизированных территориях. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 286 с.
7. Jacobsen L., Perrow M. R. Predation risk from piscivorous fish influencing the diel use of macrophytes by planktivorous fish in experimental ponds // Ecology of Freshwater Fish. 1998. N. 7. P. 78-86. DOI:https://doi.org/10.1111/j.1600-0633.1998.tb00174.x.
8. Gliwicz M. Z., Slon J., Szynkarczyk I. Trading safety for food: evidence from gut contents in roach and bleak captured at different distances offshore from their daytime littoral refuge // Freshwater Biology. 2006. N. 51. P. 823-839. DOI:https://doi.org/10.1111/j.1365-2427.2006.01530.
9. Hansen A. G., Beauchamp D. A. Latitudinal and photic effects on diel foraging and predation risk in freshwater pelagic ecosystems // Journal of Animal Ecology. 2015. N. 84. P. 532-544. DOI:https://doi.org/10.1111/1365-2656.12295.
10. Härkönen L., Pekcan-Hekim Z., Hellén N., Ojala A., Horppila J. Combined Effects of Turbulence and Different Predation Regimes on Zooplankton in Highly Colored Water - Implications for Environmental Change in Lakes // PLOS ONE. 2014. N. 9 (11). P. 1-13. DOI: org/10.1371/journal.pone.0111942.
11. Jaspers C., Costello J. H., Sutherland K. R., Gemmell B., Lucas K. N., Tackett J., Dodge K., Colin S. P. Resilience in moving water: Effects of turbulence on the predatory impact of the lobate ctenophore Mnemiopsis leidyi // Limnology and oceanography. 2018. N. 63. P. 445-458. DOI:https://doi.org/10.1002/lno.10642.
12. Юданов К. И., Калихман И. Л., Теслер В. Д. Руководство по проведению гидроакустических съёмок. М.: ВНИРО, 1984. 1124 с.
13. Blanckaert K. Hydrodynamic processes in sharp meander bends and their morphological implications // Journal of Geophysical Research. 2011. Vol. 116. P. 1-22. DOI:https://doi.org/10.1029/2010JF001806.
14. Vermeulen B., Hoitink A. J. F., Berkum van S. W., Hidayat H. Sharp bends associated with deep scours in a tropical river: The river Mahakam (East Kalimantan, Indonesia) // Journal of Geophysical Research: Earth Surface. 2014. Vol. 119. P. 1441-1454. DOI:https://doi.org/10.1002/2013JF002923.
15. Гончаров В. Н. Равномерный турбулентный поток. М.; Л.: Гос. энергет. изд-во, 1951. 146 с.
16. Blanckaert K., Kleinhans M. G., McLelland S. J., Uijttewaal W. S. J., Murphy B. J., van de Kruijs A., Parsons D. R., Chen Q. Flow separation at the inner (convex) and outer (concave) banks of constant-width and widening open-channel bends // Earth Surface Processes and Landforms. 2013. N. 38. P. 696-716. DOI:https://doi.org/10.1002/esp.3324.
17. Zeng J., Constantinescu G., Blanckaert K., Weber L. Flow and bathymetry in sharp open-channel bends: Experiments and predictions // Water Recourses Research. 2008. N. 44. P. 1-22. DOI:https://doi.org/10.1029/2007WR006303.
18. Vermeulen B., Hoitink A. J. F., Labeur R. J. Flow structure caused by a local cross-sectional area increase and curvature in a sharp river bend // Journal of Geophysical Research: Earth Surface. 2015. N. 120. P. 1771-1783. DOI:https://doi.org/10.1002/2014JF003334.
19. Konsoer K. M., Rhoads B. L., Best J. L., Langendoen E. J., Abad J. D., Parsons D. R., Garcia M. H. Three-dimensional flow structure and bed morphology in large elongate meander loops with different outer bank roughness characteristics // Water Recourses Research. 2016. N. 52. P. 9621-9641. DOI:https://doi.org/10.1002/2016WR019040.
20. Богомолов А. И., Боровков В. С., Майрановский Ф. Г. Высокоскоростные потоки со свободной поверхностью. М.: Стройиздат, 1979. 344 с.
21. Хинце И. О. Турбулентность. Её механизм и теория. М.: Гос. изд-во физ.-мат. лит., 1963. 680 с.
22. Dorrell R. M., Darby S. E., Peakall J., Sumner E. J., Parsons D. R., Wynn R. B. Superelevation and overspill control secondary flow dynamics in submarine channels // Journal of geophysical research. Oceans. 2013. N. 118. P. 3895-3915. DOI:https://doi.org/10.1002/jgrc.20277.
23. Engel F. L., Rhoads B. L. Three-dimensional flow structure and patterns of bed shear stress in an evolving compound meander bend // Earth Surface Processes and Landforms. 2016. N. 41. P. 1211-1226. DOI:https://doi.org/10.1002/esp.3895.
24. Sebok E., Duque C., Engesgaard P., Boegh E. Spatial variability in streambed hydraulic conductivity of contrasting stream morphologies: channel bend and straight channel // Hydrological Processes. 2015. N. 29. P. 458-472. DOI:https://doi.org/10.1002/hyp.10170.
25. Караушев А. В. Речная гидравлика. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. 418 с.
26. Dargahi B. Three-dimensional flow modelling and sediment transport in the River Klarälven // Earth Surface Processes and Landforms. 2004. N. 29. P. 821-852. DOI:https://doi.org/10.1002/esp.1071.
27. Bradbrook K. F., Lane S. N., Richards K. S. Numerical simulation of three-dimensional, time-averaged flow structure at river channel confluences // Water Recourses Research. 2000. N. 36 (9). P. 2731-2746. DOI:https://doi.org/10.1029/2000WR900011.
28. Rhoads B. L., Sukhodolov A. N. Lateral momentum flux and the spatial evolution of flow within a confluence mixing interface // Water Recourses Research. 2008. N. 44. P. 1-17. DOI:https://doi.org/10.1029/2007WR006634.
29. Alho P., Mäkinen J. Hydraulic parameter estimations of a 2D model validated with sedimentological findings in the point bar environment // Hydrological Processes. 2010. N. 24. P. 2578-2593. DOI:https://doi.org/10.1002/hyp.7671 2010.
30. Попов И. В. Загадки речного русла. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 168 с.
31. Constantinescu G., Miyawaki S., Rhoads B., Sukhodolov A., Kirkil G. Structure of turbulent flow at a river confluence with momentum and velocity ratios close to 1: Insight provided by an eddy-resolving numerical simulation // Water Recourses Research. 2011. N. 47. W05507. DOI:https://doi.org/10.1029/2010WR010018.
32. Kasvi E., Vaaja M., Alho P., Hyyppä H., Hyyppä J., Kaartinen H., Kukko A. Morphological changes on meander point bars associated with flow structure at different discharges // Earth Surface Processes and Landforms. 2013. N. 38. P. 577-590. DOI:https://doi.org/10.1002/esp.3303.
33. Constantinescu G., Kashyap S., Tokyay T., Rennie C. D., Townsend R. D. Hydrodynamic processes and sediment erosion mechanisms in an open channel bend of strong curvature with deformed bathymetry // Journal of Geophysical Research: Earth Surface. 2013. N. 118. P. 480-496. DOI:https://doi.org/10.1002/jgrf.20042.
34. Riley J. D., Rhoads B. L., Parsons D. R., Johnson K. K. Influence of junction angle on three-dimensional flow structure and bed morphology at confluent meander bends during different hydrological conditions // Earth Surface Processes and Landforms. 2015. N. 40. P. 252-271. DOI:https://doi.org/10.1002/esp.3624.
35. Sukhodolov A. N., Krick J., Sukhodolova T. A., Cheng Z., Rhoads B. L., Constantinescu G. S. Turbulent flow structure at a discordant river confluence: Asymmetric jet dynamics with implications for channel morphology // Journal of Geophysical Research: Earth Surface. 2017. N. 122. P. 1278-1293. DOI: 10. 1002/ 2016JF004126.
36. Boyer C., Roy A. G., Best J. L. Dynamics of a river channel confluence with discordant beds: Flow turbulence, bed load sediment transport, and bed morphology // Journal of Geophysical research. 2006. N. 111. F04007. DOI:https://doi.org/10.1029/2005JF000458.
37. Гиневский А. С. Теория турбулентных струй и следов. Интегральные методы расчета. М.: Машиностроение, 1969. 400 с.
38. Ismail H., Viparelli E., Imran J. Confluence of density currents over an erodible bed // Journal of Geophysical Research: Earth Surface. 2016. N. 121. P. 1251-1272. DOI:https://doi.org/10.1002/2015JF003768.
39. Знаменская Н. С. Гидравлическое моделирование русловых процессов. Л.: Гидрометеоиздат, 1992. 240 с.
40. Rhoads B. L., Sukhodolov A. N. Field investigation of three-dimensional flow structure at stream confluences: 1. Thermal mixing and time-averaged velocities // Water Recourses Research. 2001. N. 37 (9). P. 2393-2410. DOI:https://doi.org/10.1029/2001WR000316.
41. Bever A. J., MacWilliams M. L. Factors influencing the calculation of periodic secondary circulation in a tidal river: numerical modelling of the lower Sacramento River, USA // Hydrological Processes. 2016. N. 30. P. 995-1016. DOI:https://doi.org/10.1002/hyp.10690.
42. Zinger J. A., Rhoads B. L., Best J. L., Johnson K. K. Flow structure and channel morphodynamics of meander bend chute cutoffs: A case study of the Wabash River, USA // Journal of Geophysical Research: Earth Surface. 2013. N. 118. P. 2468-2487. DOIhttps://doi.org/10.1002/jgrf.20155.
43. Lane S. N. Hydraulic modelling in hydrology and geomorphology: a review of high-resolution approaches // Hydrological Processes. 1998. N. 12. P. 1131-1150. DOI:https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-1085(19980630) 12:8<1131::AID-HYP611>3.0.CO;2-K.
44. Bradbrook K. F., Biron P. M., Lane S. N., Richards K. S., Roy A. G. Investigation of controls on secondary circulation in a simple confluence geometry using a three-dimensional numerical model // Hydrological Processes. 1998. N. 12. P. 1371-1396. DOI:https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-1085(19980630)12:8<1371::AID-HYP620>3.0.CO;2-C.
45. Rhoads B. L., Kenworthy S. T. Time-averaged flow structure in the central region of a stream confluence // Earth Surface Processes and Landforms. 1998. N. 23. P. 171-191. DOI:https://doi.org/10.1002/(SICI)1096-9837(199802)23:2<171:: AID-ESP842>3.0.CO;2-T.