Представлена методология экспериментального исследования мощного тепловыделения в микроразмерном зонде, погруженном в двухкомпонентный раствор, имеющий нижнюю критическую температуру растворения. Для раствора вода - ППГ-425 приведены экспериментальные данные о перегреве относительно спинодали жидкость - жидкость и тепловом воздействии на устойчивость системы. Для раствора с околокритической массовой долей ППГ-425 30 % установлено, что, несмотря на большую плотность теплового потока через поверхность нагревателя (9,2 ÷ 13,7 МВт/м2), его температура стабилизируется при некотором значении, превышающем температуру равновесия системы жидкость - жидкость приблизительно на 150 К. Показано, что процесс теплообмена устойчив к изменению параметров нагрева: характер переноса теплоты раствором не изменился. Установлено, что коэффициент теплоотдачи в несколько раз больше соответствующего значения, полученного для воды
П.А. Данилов1, А.С. Лебедев2, Р.В. Толстогузов2, А.С. Северин2, В.М. Дулин2,3 1Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия p.d4nilov@gmail.com 2Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия anatolylebedev1994@gmail.com 3Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, Россия vmd@itp.nsc.ru
Ключевые слова: многофазные дисперсные потоки, спреи, эмульсии, форсунка центробежного типа, оптические методы исследования потоков, локально-времяпролетный метод, прибор SpraySpy, теневая визуализация
Страницы: 219-227
Для случая распыления однокомпонентной жидкости (воды) из форсунки центробежного типа представлены зависимости среднего размера, средней скорости и частоты регистрации капель от давления и способа подачи рабочей жидкости в каналы форсунки, полученные локально-времяпролетным методом с использованием прибора SpraySpy. С помощью метода теневой визуализации проведен анализ влияния добавления не смешивающейся на молекулярном уровне с водой жидкости (керосина) на структуру конуса распыления и его распад. Обнаружено, что двухкомпонентная эмульсия распадается практически мгновенно в непосредственной близости от среза сопла распылителя, что приводит к значительной деформации конуса распыления
И.В. Бычков1, В.М. Никитин2 1Институт динамики систем и теории управления им. В.М. Матросова СО РАН, Иркутск, Россия ivbychkov@mail.ru 2Институт систем энергетики им. Мелентьева СО РАН, Иркутск, Россия nikitin1310@mail.ru
Ключевые слова: условия водности, расход Иркутской ГЭС, водный баланс, экологические требования, социально-экономические ущербы
Страницы: 17-25
Представлены основные результаты комплексного системного исследования вопросов регулирования уровня оз. Байкал, выполненного в 2021-2023 гг. в рамках научно-исследовательской работы (FWEW-2021-0009) по теме «Влияние изменения уровня воды в озере Байкал на состояние экосистемы озера, определение ущерба объектам экономики и инфраструктуры прибрежной территории Республики Бурятия, Иркутской области в зависимости от уровней озера и сбросов Иркутской ГЭС» (заключительный, третий этап). Анализируются исторические предпосылки возникновения и развития проблемы регулирования уровня оз. Байкал, необходимость учета экологических и социально-экономических факторов, причины и актуальность выполнения данной НИР. Определены критически важные внутригодовые периоды и компоненты экосистемы прибрежной части оз. Байкал, успешная жизнедеятельность которых во многом зависит от сезонных изменений уровня озера. Сформированы экологические и рыбохозяйственные требования при регулировании уровенного режима оз. Байкал. Дана оценка социально-экономических ущербов при разных уровнях озера и расходах Иркутской ГЭС. Определены критические уровни и расходы. Представлены прогнозные изменения составляющих водного баланса и полезного притока в оз. Байкал с учетом ожидаемых климатических изменений на период до 2060 г. Предложен порядок (правила) регулирования уровня оз. Байкал с учетом экологических и социально-экономических факторов для разных условий водности. Определены допустимые максимальные и минимальные отметки, диапазоны колебания уровня озера и расходы Иркутской ГЭС, минимизирующие потенциальные экологические и социально-экономические ущербы. Сформированы предложения по внесению изменений в федеральное законодательство, связанное с вопросами регулирования уровня оз. Байкал.
Л.А. Безруков, Н.Б. Базарова
Институт географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, Иркутск, Россия bezrukov@irigs.irk.ru
Ключевые слова: освоение, численность населения, система расселения, развитие промышленности, структурные элементы
Страницы: 26-35
Указано на неопределенность понятия «зона БАМа», ее территориального состава и рубежей. Уточнен состав зоны и выделены ее следующие структурные элементы: подзона непосредственного влияния (в виде широтной цепи муниципальных образований, пересекаемых магистралью), состоящая из трех участков - головного Тайшет - Усть-Кут, срединного Усть-Кут - Комсомольск-на-Амуре и конечного Комсомольск-на-Амуре - Советская Гавань; подзона косвенного влияния (в виде муниципальных образований, прилегающих к первой подзоне). В итоге зона БАМа включает 31 муниципальное образование с учетом присоединения городских округов к одноименным районам и занимает 29,1 % общей площади шести «бамовских» регионов - Иркутской области, Республики Бурятия, Забайкальского края, Республики Саха (Якутия), Амурской области и Хабаровского края. Результаты освоения зоны рассмотрены по двум основным составляющим - расселенческой и промышленной. Установлено, что в настоящее время, вследствие неуклонного сокращения населения зоны на постсоветском этапе, его численность и доля в совокупном населении «бамовских» регионов (за исключением срединного участка) почти вернулись в исходное состояние полувековой давности, а людность базовых городов - Усть-Кута, Нерюнгри, Тынды и др. - оказалась в 2-3 раза меньше плановых показателей. Промышленное развитие зоны БАМа приостановилось вплоть до начала 2010-х гг., планы по формированию 8-13 территориально-производственных комплексов и промышленных узлов не были реализованы, фактически из планируемых комплексов сложились лишь Южно-Якутский и Верхнеленский. Сделан вывод о том, что в ближайшем будущем ожидается более интенсивное промышленное ресурсно-сырьевое развитие примагистральной полосы, однако ее расселенческое освоение и демографический потенциал продолжат уменьшаться в связи с внедрением новых малотрудоемких технологий и применением вахтового способа организации труда.
Статья приурочена к 300-летию РАН и посвящена научной деятельности Института водных и экологических проблем СО РАН. Приведено краткое описание его истории создания и развития. Показано, что организация института была продиктована необходимостью проведения фундаментальных исследований по изучению процессов и явлений окружающей среды, оценки состояния водных ресурсов и изучения вопросов сбалансированного природопользования в обширном сибирском регионе. Перечислены основные научные направления деятельности Института: формирование, мониторинг и использование водных ресурсов Сибири (на основе бассейнового подхода); разработка научных основ охраны окружающей среды и рационального природопользования с учетом антропогенных факторов и изменений климата. Приведена структура института, включающая семь лабораторий и два филиала, отмечены основные объекты исследований (реки Обь и Иртыш, Новосибирское водохранилище, озера Телецкое и Чаны и их водосборные бассейны), научные проекты и их результаты. Представлены проекты института, к числу крупнейших из которых относятся: оценка экологических последствий строительства крупных ГЭС (Катунская, Крапивинская, Богучанская, Эвенкийская); экологическая оценка последствий ядерных испытаний на Семипалатинском ядерном полигоне; экологическое сопровождение ракетно-космической деятельности, в том числе строительства и эксплуатации космодрома «Восточный»; исследование современного состояния и научное обоснование методов и средств обеспечения устойчивого функционирования водохозяйственного комплекса в бассейнах рек Оби и Иртыша; исследование водного режима и русловых процессов р. Лены, разработка научно обоснованных рекомендаций и мероприятий по предотвращению вредного воздействия вод и противопаводковой защите; участие в Большой норильской экспедиции СО РАН.
Обобщаются результаты многолетних комплексных исследований, проводимых СИФИБР СО РАН по изучению состава, структуры, динамики биоразнообразия Сибири и сопредельных регионов на уровне популяций, видов, биоценозов, экосистем и выявлению ответных реакций организмов и их сообществ на изменение условий среды при воздействии природных и антропогенных факторов. Оценена секвестеризация диоксида углерода хвойными лесами, произрастающими на территории Байкальского природного региона. Произведена реконструкция лесных пожаров в Забайкалье на основе древесно-кольцевой хронологии с ежегодным разрешением в 351 год. Обосновано понятие парагенеза, которое понимается как развитие растительных сообществ, по структурно-динамической организации не относящихся к зональному типу (или высотному поясу) растительности. Полученные данные могут служить информационной базой при определении основных направлений региональной экологической политики, имеют значение для оценки современного состояния биоразнообразия Байкальской Сибири, его изменений в условиях пресса антропогенных факторов, разработки мер его сохранения.
Рассмотрены этапы развития фундаментальных географических исследований на Дальнем Востоке России за период с 1971 г. по настоящее время. Показаны основные направления научных исследований компонентов географической оболочки в переходной зоне континент-океан, анализа структур природопользования и социально-экономические аспекты развития региона, в том числе в трансграничном аспекте. Раскрыты основополагающие теоретические и прикладные результаты работы Тихоокеанского института географии Дальневосточного отделения Российской академии наук. Изначально сформированное в 1970-х гг. директором-организатором ТИГ ДВО РАН, чл.-корр. РАН А.П. Капицей направление работ по разработке географического прогноза, изучению динамики геосистем и территориальных структур хозяйства развивается в институте по настоящее время. Важнейший вклад в сохранении коллектива и успешное развитие ТИГ ДВО РАН внес академик РАН П.Я. Бакланов, который возглавлял институт с 1991 по 2016 гг. В 1990-е гг. появились такие актуальные направления, как изучение проблем устойчивого развития, динамики и устойчивости разноранговых геосистем, прогнозирование изменений в лесной растительности, методологически продолжившие прогнозно-географическую тематику. Началось изучение роли рыночных преобразований в трансформации территориальных структур хозяйства, миграционных процессов, внешнеэкономических и геополитических факторов в развитии региона, проблем прибрежно-морского и трансграничного природопользования. При этом география научных работ охватывала не только Дальний Восток России, но и сопредельные регионы страны, соседние государства и обширные акватории Тихого океана. Реализация «восточного вектора» развития России оказало свое влияние и на географические исследования на Дальнем Востоке. В целях формирования сбалансированной системы социально-экономического развития региона особая актуальность определяется для работ по функциональному зонированию территории, в том числе формирования мастер-планов развития поселений, приоритетов развития трансграничного сотрудничества в области устойчивого природопользования, а также трансграничных экономических коридоров и зон «зеленого» развития, в том числе в аспекте концепции Нового шелкового пути и функционирования Северного морского пути.
М.В. Крюкова, А.Н. Махинов, Е.С. Кошкин
Институт водных и экологических проблем ДВО РАН, Хабаровск, Россия flora@ivep.as.khb.ru
Ключевые слова: история создания, лаборатории, направления исследований, экспедиционные работы, научные результаты, прикладные разработки
Страницы: 73-80
Приводится информация об истории создания и развития Института водных и экологических проблем ДВО РАН - одного из старейших на Дальнем Востоке научных учреждений РАН. Кратко изложены сведения об основных научных направлениях исследований, связанных с изучением закономерностей формирования вод суши и динамики экосистем с целью рационального использования биологических ресурсов. Изложены основные научные задачи лабораторий института: гидрологии и гидрогеологии, гидроэкологии и биогеохимии, экологии растительности, экологии животных, экологии почв, оптимизации регионального природопользования, ресурсов болот и леса - и представлены важнейшие результаты их исследований, в основном за последние десять лет. Дана характеристика научных баз, расположенных на берегу Амура и в предгорьях Сихотэ-Алиня, и центра коллективного пользования «Межрегиональный центр экологического мониторинга», в котором проводятся аналитические исследования состояния окружающей среды и мониторинг биогеохимических процессов. Приведены краткие сведения о гербарии института, имеющем международный гербарный индекс, в котором представлены редкие и исчезающие виды растений региона. Особо отмечены важнейшие исследования прикладного характера, выполненные по заказам различных организаций в связи с необходимостью оперативной оценки и решения острых экологических проблем, возникающих при опасных проявлениях природных процессов на территории края. Представлена информация о международных научных контактах института, участии сотрудников в преподавательской деятельности в вузах и работе с учащимися школ Хабаровского края.
Т.А. Трифанова1,2, О.Г. Селиванов2, А.А. Марцев2, И.Н. Курочкин2, Ю.Н. Курбатов2 1Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия tatrifon@mail.ru 2Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых, Владимир, Россия selivanov6003@mail.ru
Ключевые слова: полигон ТБО, рекультивация, окружающая среда, почвенный покров, поверхностные воды, тяжелые металлы, ионный состав воды, экологическая безопасность
Страницы: 81-90
В работе представлены результаты исследований химического загрязнения почвенного покрова и поверхностных вод в районе рекультивируемого полигона ТБО, расположенного в границах Владимирского Ополья. В результате проведенного исследования выявлено, что наиболее высокое валовое содержание тяжелых металлов в почве, превышающее значения ПДК, наблюдается вблизи полигона ТБО на расстоянии 80-120 м. По мере удаления от полигона концентрации металлов снижаются до значений ниже ПДК. Накоплению тяжелых металлов здесь способствовали такие факторы, как стихийное горение ТБО на полигоне, воздушный перенос аэрополлютантов, а также особенности серой лесной почвы, такие как содержание органического вещества, рН и гранулометрический состав. В поверхностных водах, протекающих в непосредственной близости от полигона ТБО, установлено превышение значений ПДК по ряду тяжелых металлов; по цинку, кадмию и меди - в десятки раз. Анализ ионного состава поверхностных вод показал наличие химического загрязнения, особенно по фосфат- и фторид-ионам, что, вероятно, связано с попаданием сюда фильтрационных вод полигона ТБО. Инженерная необустроенность данного полигона ТБО и отсутствие четкого механизма рекультивационных мероприятий существенно увеличивают опасность загрязнения почвенного покрова прилегающих территорий и поверхностных водотоков опасными химическими соединениями. Для контроля состояния окружающей среды в интересах безопасности проживающего здесь населения и сохранения уникальной экосистемы Владимирского Ополья вблизи данного закрытого рекультивируемого полигона рекомендуется проводить регулярные мониторинговые экологические наблюдения.
Проведена оценка антропогенной нагрузки на урбанизированные территории и их окрестности посредством мониторинга химических показателей вод малых рек. Рассмотрено 17 водотоков, дренирующих территорию Хабаровска и его окрестностей. Отбор проб и измерения проводились в период зимней межени. Использованы данные, полученные за 2017-2021 гг. Посредством кластерного анализа выявлены четыре группы водных объектов, различающихся степенью изменения гидрохимических показателей и присутствием техногенных загрязнителей. Определены районы, испытывающие наибольшее антропогенное воздействие, и возможные источники поступления поллютантов. В первый кластер попали реки, протекающие в южной и северо-восточной частях Хабаровска (Гнилая Падь, Чёрная, Безымянная и Матрёниха). Второй кластер составляют преимущественно реки, дренирующие центральную часть города (Осиповка, Лесопилка, Чердымовка, Плюснинка) и (реже) восточную (Полежаевка и Гнилая Падь). В третий кластер, помимо рек центральной части (Курча-Мурча, Чердымовка), вошли реки, протекающие в отдаленных районах Хабаровска (Берёзовая и Красная Речка). Четвертый кластер представлен исключительно реками, дренирующими территорию Большехехцирского заповедника (Левая, Правая, Осиновая, Половинка, Быкова). Пробы воды рек, попавших в данный кластер, характеризуются наиболее низкими значениями концентраций химических веществ. Это позволяет говорить о том, что данные водотоки не испытывают значительного антропогенного влияния. Поэтому значения их гидрохимических показателей можно принять за фоновые концентрации химических веществ в воде малых рек Хабаровска и его заселенных окрестностей, а также использовать для оценки техногенного загрязнения.