Морской гидрофизический институт РАН (МГИ) занимается научным сопровождением проектно-изыскательских работ в береговой зоне морских акваторий, выполняемых различными проектными и строительными организациями.
Основной объект исследований - береговая зона Азово-Черноморского бассейна.
В рамках научного сопровождения проектных изысканий МГИ проводит договорные научно-исследовательские работы (НИР), включающие:
-
получение на основе натурных данных характеристик природных процессов, формирующих береговую зону на участке проектирования;
-
определение волнового режима в прилегающей к участку проектирования акватории по данным ретроспективных расчетов за многолетний период;
-
моделирование пространственной структуры волновых полей на участке проектирования при разных ветровых условиях;
-
расчеты оперативных и экстремальных характеристик волнения на участке проектирования;
-
оценка межгодовой изменчивости потока наносов на участке проектирования;
-
определение изменений профиля пляжа в период штормов различной интенсивности на участке проектирования на основе модельных расчетов;
-
расчеты влияния проектируемых сооружений на вдольбереговой перенос и изменения береговой линии по модельным расчетам;
-
выработку рекомендаций по оптимальному выбору конструкций берегозащитных сооружений.
Для получения динамических характеристик береговой зоны используется комплекс хорошо апробированных численных моделей с открытым кодом.
Моделирование ветрового волнения
Для оценки параметров ветровых волн применяется спектральная модель SWAN. Модель учитывает генерацию волн ветром, обрушение волн на глубокой воде, нелинейные взаимодействия волновых гармоник на глубокой и мелкой воде, рефракцию волн на неоднородностях рельефа дна, донное трение и обрушение волн на критических глубинах. Для увеличения точности моделирования используются вложенные расчетные сетки.
Моделирование течений и уровня моря
Для расчета волновых течений и вариаций уровня моря используется нелинейная гидродинамическая модель SWASH. Модель дает возможность проводить моделирование в широком диапазоне пространственно-временных масштабов с учетом рефракции, дифракции и отражения волн. В модели учитывается турбулентное перемешивание, донное трение, обрушение волн, затопление и осушка береговой зоны. В качестве граничных условий используются данные волновой модели SWAN.
Моделирование морфодинамических процессов
Расчеты транспорта наносов и деформаций дна на масштабах отдельных штормов или штормовых циклов проводятся на основе комплексной модели XBeach. Для оценки межгодовых тенденций изменения береговой линии при разных типах берегозащитных сооружений применяется интегральная морфодинамическая модель GenCade.