Определение расходов наносов и мутности

Чтобы определить расход взвешенных наносов, проходящих через поперечное сечение реки в одну секунду, необходимо взять пробу на мутность в основном гидрометрическом створе на всех вертикалях и одновременно измерить скорости течения.

Для взятия проб на мутность применяют батометры как мгновенно­го, так и длительного наполнения. Наиболее распространенным при­бором из первой группы является батометр Жуковского. Ко второй группе относятся батометр-тахиметр и батометр-бутыль системы Полякова.

Батометр Жуковского представляет собой стальной цилиндр с двумя захлопывающимися крышками по торцам, подве­шенный на тросах. Опустив батометр с открытыми крышками на требуемую глубину, так чтобы продольная ось прибора была направлена по течению, дергают за шнур и таким образом освобождают рычаги крышек от задерживающих их собачек. Крышки под действием пружин захлопываются и плотно закрывают цилиндр с обоих концов. После взятия пробы прибор поднимают вверх. Этот прибор мгновенного, наполнения пригоден для взятия проб в «точке».

Батометр-тахиметр опускается на штанге; им одновре­менно измеряется скорость течения и берется проба воды для определения мутности. Батометр системы Полякова состоит из трехлитровой бутылки, прикрепленной к грузу обтекаемой формы. Бутыль снабжается двумя трубками, по одной из которых втекает жидкость, по другой воздух из бутылки выходит вверх. Пред­варительно это приспособление тарируется, т. е. определяется скорость входа (по скорости наполнения бутылки) при различных скоростях течения. Батометр снабжен грузом и направляющим хвостом.

Определение расхода взвешенных наносов сво­дится к измерению площади живого сечения реки, измерению скоростей в различных точках и к определению мутности потока в этих же точ­ках.

Мутность - количество твердых частиц (по массе), содержа­щихся в единице объема жидкости, кг/м³, определяется по формуле

ρ = G / W,

где G — масса твердых частиц после выпаривания пробы воды, кг; W — объ­ем пробы воды, м³.

Измерение мутности производится на скоростных вертикалях в следующих точках: у дна на 0,8h; 0,6h; 0,2h и у поверхности воды. При глубине более 9 м вводится дополнительная точка 0,95h, а при глубине менее 1 м ограничиваются тремя точками: 0,8h, 0,6h и 0,2h. При глубине менее 0,3 м измерения ведут­ся в одной точке: 0,6h.

Определив скорости течения Vи мутность р, можно вычислить удельный расход взвешенных наносов на вертикали по формуле

k = ρ V h.

Определение количества донных (влекомых) нано­сов осуществляется на гидрометрических створах путем опуска­ния на дно реки специальных ловушек. Донные наносы, захва­ченные ловушкой, взвешиваются. Однако при опускании на дно ловушки изменяют картину распределения донных скоростей, а, следовательно, и наносов, что может привести к искаженным ре­зультатам.

Для ориентировочного расчета среднемноголетнего расхода донных наносов S_o, т/с, можно пользоваться формулой

S₀ = kS.

где S₀ - среднемноголетний расход взвешенных наносов, опреде­ленный по гидрометрическим наблюдениям, т/с; k — коэффициент, принимаемый равным 0,05 - 0,1 - для равнинных рек и 0,1 - 0,5 – для горных рек.