Affiliation:
1. Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук; Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта
2. Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук
Abstract
Фрагменты оплетки габионной сетки – это один из видов пластиковых загрязнителей Мирового океана. Габионы, расположенные вблизи уреза, подвергаются разрушительному волновому воздействию, а фрагменты пластиковой оплетки, имеющие положительную плавучесть, переносятся течениями на значительные расстояния. Траектории движения фрагментов в море зависят от их гидродинамических свойств. Попадая в морскую среду, любое твердое тело подвергается биообрастанию, то есть на поверхности субстрата появляется слой микро-, а затем и макроводорослей. Естественно, появление биопленки приводит к изменению как геометрии, так и плотности объекта, влияя на его гидродинамические характеристики. В работе предложена методика расчета объема биоматериала на фрагменте оплетки в зависимости от времени нахождения в морской среде. Предполагается, что концентрация микроводорослей в воде постоянна, а каждая микроводоросль имеет известный объем. Количество микроводорослей на фрагменте оплетки может увеличиваться как в силу разности скоростей движения микроводорослей и фрагмента, так и в силу обычного экспоненциального роста численности колонии микроорганизмов. Приведено решение системы уравнений для расчета объема биоматериала на модельном объекте – цилиндре конечной длины. По известному объему биоматериала произведен расчет толщины биопленки и эффективного диаметра объекта «фрагмент оплетки + биопленка» в зависимости от времени нахождения в морской среде. Результаты моделирования сравниваются с экспериментальными данными по биообрастанию в прибрежной зоне Гданьского залива Балтийского моря. Полученные зависимости эффективного диаметра от времени предполагается использовать для последующего моделирования траекторий движения фрагментов оплетки габионной сетки в Балтийском море.