Математическое моделирование транспорта загрязняющих веществ (фосфатов) в акватории азовского моря в районе населенного пункта дмитриадовка
Автор: А.И. Сухинов, Н.Д. Панасенко, А.Е. Чистяков, А.В. Никитина
Рубрика: Краткие сообщения
Статья в выпуске: 2 т.19, 2026 года.
Бесплатный доступ
Исследование посвящено моделированию фосфатного загрязнения Азовского моря в районе Дмитриадовки из глубоководного выпуска сточных вод. Высокие концентрации фосфатов в водоемах могут вызывать альгинатные цветения и эвтрофикацию, то есть быстрый рост водной растительности, что в итоге приводит к снижению концентрации кислорода, жизненно важного для рыб и других гидробионтов. Разработана математическая модель транспорта загрязняющих веществна основе системы уравнений конвекции-диффузии с учетом пространственного распределения температуры и солености. Для численного решения системы уравнений применен эффективный попеременно-треугольный итерационный метод, позволяющий решать системы линейных алгебраических уравнений большой размерности с плохо обусловленными матрицами. Создан исследовательско-прогностический комплекс на языке C++, реализующий разработанную математическую модель и визуализирующий расчеты. Верификация модели проводилась на основе натурных данных мониторинга 2020 года и результатов спутникового зондирования. Погрешность моделирования составила около 14%.
Транспорт загрязняющих веществ, мелководный водоем, математическая модель, алгоритм, исследовательско-прогностический комплекс
Короткий адрес: https://sciup.org/147254156
IDR: 147254156 | УДК: 519.6 | DOI: 10.14529/mmp260209
Mathematical Modelling of Pollutant Transport (Phosphates) in the Waters of the Azov Sea near the Village of Dmitriakovka
This study is devoted to modeling phosphate pollution in the Sea of Azov near Dmitriyevka, originating from a deep-water wastewater discharge outlet. High phosphate concentrations in water bodies can cause algal blooms and eutrophication, i.e., rapid growth of aquatic vegetation, which ultimately leads to a decrease in oxygen concentration, vital for fish and other aquatic organisms. A mathematical model for pollutant transport has been developed, based on a system of convection-diffusion equations that accounts for the spatial distribution of temperature and salinity. For the numerical solution of the equation system, an efficient alternating-triangular iterative method was applied, enabling the solution of large-dimensional systems of linear algebraic equations with ill-conditioned matrices. A research and forecasting software suite was created in C++ that implements the developed mathematical model and visualizes the calculations. Model verification was performed based on field monitoring data from 2020 and satellite sensing results. The modeling error was about 14%.
