Вестник Кольского научного центра РАН. 2013, №2.

концентраций ионов: dIw/ d H ^ const или d S / dH ф const и dIw/d L ^ const или dS / dL Фconst , включая и параметры поперечных оси сноса сечений. С формированием устойчивой слоистой структуры в верхней части ламелл наступает стадия пространственной ориентации. Это продолжительный период существования слоистых структур с характерным временем до нескольких суток при общей тенденции к выравниванию вертикальных градиентов: dlw / dH или dS/dH ~ min —>const по соответствующим сечениям ЗС. Заключительная 3-я ступень наступает при критическом состоянии структуры прослоек за счет фронтального и бокового расширения границ, что приводит к «истощению» слоистой структуры: утончению границ разделов смежных областей. Далее развивается процесс быстрого «растворения» всей слоистой структуры по направлению «сверху вниз» (в область распространения истинно морских вод в прибрежье, при соответствующей степени их трансформации [15, 16]). Обычно 3-я ступень перемешивания проходит за пределами котловин классических эстуариев [7, 14]. Следовательно, первые 2 ступени описывают процесс формирования, развития и устойчивого существования слоистой структуры в ЗС [13, 14]. Количественно начальные стадии формирования ламелл в ЗС могут анализироваться в рамках 2-х моделей переноса пассивных примесей в водных растворах, обеспечивающих проведение анализа физических процессов и имеющих разные формы аналитических решений: во-первых, на основе модели изотропной турбулентности с конвективно-диффузионным переносом [21], во-вторых, по ламеллярной модели, учитывающей диффузионный перенос через границы раздела [19, 22]. Обе эти модели рассматривают перенос примеси между парами контактирующих жидкостей через непрерывно растягиваемую поверхность раздела между ними. В нашем случае растягивание границ проходит за счет фронтального и бокового растекания при участии градиентных течений [1, 5]. При этом, за счет растягивания контуров / поверхностей разделов таких сечений, рост доступного объема вдоль малых окрестностей, прилегающих к любым внутренним поверхностям раздела, инициирует ряд особых физических эффектов [19], определяемых свойствами данного агрегатного состояния (слабые растворы). Они и являются объектом анализа конвективно­ диффузионного уравнения переноса примесей, выполненного авторами в данной работе. Полученные результаты Перенос примесей через внутренние границы раздела жидких сред протекает в ходе перемешивания растворов разного состава и характеризуется разнообразием условий перемешивания: от области взаимодействия речных и морских вод [2, 3, 13], которая в Русской Арктике занимает всю прибрежную часть моря, до любых потоков, проникающих в основную водную массу на различных водных объектах (крупные водохранилища, озера или моря). То же происходит между растворами реагентов, применяемых в разнообразных химических технологиях, например, при водоочистке и в других процессах смешения растворов [19]. Очевидно, что в таких системах перенос примесей проходит через внутренние поверхности раздела сложной формы, длину контура которых (для отдельных сечений) далее будем обозначать символом / .Совокупность процессов, наблюдаемых в естественных условиях для большинства областей взаимодействия вод разного генезиса, определяется генерированием нескольких физических эффектов [19, 22, 23]. Причем некоторые из них слабо выражены либо полностью отсутствуют для других систем, образованных смешиванием растворов разного состава. Например, при незначительных размерах водных объектов действуют ограничения на удлинение границ сечений / поверхностей. С другой стороны, в замкнутых емкостях при перемешивания взаимодействующих растворов образуются другие условия: ограничения на рост площади поверхности контакта и т.п. Наиболее характерной чертой процесса перемешивания растворов для областей река-море, отличающей ее от других, является устойчивый и однонаправленный перенос смешанных вод в сторону моря [1-3, 13-15, 17-18]. В наибольшей степени это выражено для верхней части ламеллы ЗС, в которой формируются приповерхностные стоковые течения [1, 2, 5]. В естественных условиях такая особенность приводит к непрерывному растягиванию поверхностей раздела, образующихся при начальном контакте вод (см. выше). Прямое следствием сноса смешанных вод - устойчивый прирост 40