Примеры резервуарных (боксовых) моделей

Серия моделей этого типа была предложена шведскими учеными на основании исследования циркуляции Мирового океана. В этих моделях по дефициту биогенного элемента в боксе находятся составляющие массопереноса [Bolin et al., 1983].

С помощью боксовой модели исследован баланс фосфора в Мировом океане (подразделен на 9 однородных боксов), при этом учитывались процессы потребления, регенерации, оседания и обмена форм Р. С помощью подобной модели исследовались особенности влияния атлантического субтропического круговорота вод на перенос радиоактивных трассеров, а также нитратов и кислорода, что позволило оценить характеристики новой продукции по нитратам и БПК [Sarmiento et al., 1990].

Моделирование процессов, формирующих качество воды, может использоваться как метод количественного учета антропогенного воздействия на морскую среду в результате осуществления инженерных проектов в прибрежной зоне. Так в работе Постма [Postma, 1984] показан пример применения моделей переноса морских вод и качества воды, рассматривающей изменение концентраций органического N, аммония, нитритов и нитратов, Р, О₂ и биомасс бактерий, для оценки воздействия строительства и дальнейшего функционирования нового аэропорта на состояние вод в прибрежной зоне в бухте Лантау (Восточно-Китайское море).

С помощью боксовой модели успешно исследовалась экосистема оз. Балатон (Венгрия) [Леонов, 1986]. Одна из версий этой модели, включающая формы N и растворенного ОВ, была применена для исследования экосистемы Ладожского озера [Леонов и др., 1991]. Более поздняя версия модели позволяет рассчитывать трансформацию основных соединений органогенных элементов (С, N, P, O) [Леонов и др., 1994]. Усовершенствованный вариант этой модели учитывает характеристики загрязнения (нефтепродукты, пестициды, тяжелые металлы, фенолы), продукцию фитопланктона и концентрации веществ в донных осадках [Leonov, 2000].

К резервуарным (боксовым) моделям может быть отнесена также гидроэкологическая модель трансформации органогенных элементов (C, N, P, Si) [Леонов, Сапожников, 1997], использованная для исследования условий функционирования морских и пресноводных экосистем.

В непрерывных моделях в отличие от резервуарных, параметры водной среды имеют реальное пространственное распределение, они не содержат осреднения по пространству и результатом решения в каждый момент времени служит гладкая кривая (или поле) распределения характеристик.

Эти модели обычно сводятся к решению упрощенной системы дифференциальных уравнений термодинамики (двух уравнений движения, уравнения статики, уравнения неразрывности несжимаемой жидкости, уравнения переноса тепла и солей, уравнения состояния), и уравнения для изучаемых характеристик, аналогичных уравнениям баланса тепла и солей. Упрощенные модели, как правило, используются для описания стационарных состояний водных экосистем и не отражают возможных структурных преобразований, происходящих в экосистемах.