2.1.Донні батометри.
Для вимірювання витрати і стоку донних наносів проби беруться батометрами з дна річок. Донні батометри відбирають наноси, які в потоці переміщаються по дну річки.
До існуючих різновидів батометрів призначених для відбору донних наносів відносяться : Дночерпатель ДЧ-0,025, драга, донний щуп Апполова, донний щуп Бредиса, грунтова трубка ГОИНа
Дночерпатель ДЧ-0,025 (рис.8) призначений для відбору проб данних відкладень з галечникових и гравієчно - галечних грунтів. 0,025 – площа поверхні дна, що захвачується створками в розкритому стані.
Рис. 8.Дночерпатель ДЧ-0,025,
1-створки, 2- грузы, 3-крючок,
4-тросик.
Драга, батометр-сітка (рис.9) – це устрої, що утворениі з двох частин: металевої рами і мішка, або сітки для збору грунту.Драга може викидувтися на тросі з човна. Протягуючись по дну драга загостреним краєм пластини скребе дно і при цьому грунт попадає у мішок. Після підняття драги вода витікає а грунт і каміння залишаються в ній. При роботі з драгою треба трос вирівнювати на усю довжину, а при великих швидкостях переміщення треба ципляти гоуз на 2…3 м попереду драги.
Рис.9. Драги і батометр - сітка для відбирання проб крупних донних наносів
Грунтова трубка ГОІН (Рис. 10)призначена для
відбору донних проб з судна, що стоїть на яко-
рі, чи знаходиться в русі.
Рис.10. Грунтова трубка ГОІН: 1-трубка; 2-коронка;
3-стабілізатор; 4-вкладиш для збору проб;
5- клапан для випуску повітря при заборі проб;
6-скоба; 7-крюк.
Після підняття батометрів з дна річки визначається об’єм і вага проби. Елементарна витрата донних наносів на промірній вертикалі визначається формулою
де Pg – вага наносів в пробі, г; t – час вимірювання, с; l – ширина вхідного отвору батометра, см. Загальна витрата донних наносів визначається за більш складною формулою.
3. Вимірювання й обчислення витрат та стоку завислих наносів
Вимірювання витрати завислих наносів грунтується на визначенні каламутності води, яка звичайно виражається формулою:
де Рн— кількість наносів в пробі, г; V—об'єм проби води, см3 , тоді р — в г/м3.
Звичайно вимірювання витрати завислих наносів виконується одночасно з вимірюванням витрати води і полягає у відборі проб води для визначення каламутності. Проби беруть за допомогою розглянутих вище приладів на швид кісних вертикалях гідроствору.
При вимірюванні витрат завислих наносів звичайно беруть:
а) проби на каламутність на швидкісних вертикалях для обчислення витрати наносів;
б) контрольні одиничні проби на каламутність для встановлення зв'язку між каламутністю одиничної проби і середньою каламутністю річки;
в) проби для визначення крупності завислих наносів.
Для обчислення стоку наносів беруть щоденні проби води в тому ж місці живого перерізу потока, в якому брали контрольні одиничні проби при вимірюваннях витрат завислих наносів Залежно від режиму річки і ступеня вивчення стоку наносів у даному створі встановлюють кількість вимірювань витрат завислих наносів протягом року. В середньому в перші два-три роки спостережень па рівнинних річках призначають не менш як 20-25 вимірювань на рік, а на гірських річках протягом перших трьох—п'яти років—до 30—40 вимірювань. При цьому в повінь намагаються виміряти найбільшу кількість витрат 10-12, в межень — до 1-2 витрати на місяць, а під час проходження дощових паводків—не менш як по дві на піднятті та на спаді.
При ретельному виконанні робіт похибки вимірювання витрат завислих наносів становлять в середньому для рівнинних річок 10-15 %, а для гірських - трохи більше.
3.1. Взяття проб води на каламутність при вимірюванні витрат наносів. Проби води на каламутність у такому разі беруть, як уже зазначалося, точковим, сумарним або інтеграційним способами.
При т о ч к о в о м у с п о с о б і проби води беруть в окремих точках швидкісних вертикалей детальним, двоточковим і одноточковим способами.
При детальному способі проби води беруть в п'яти точках на кожній вертикалі: біля поверхні, на 0,2h, 0,6h, 0,8h і біля дна, тобто у тих же точках, в яких вимірюються швидкості течії при детальному способі вимірювання витрати води. На вертикалях з малими глибинами кількість точок скорочується до двох (на 0,2h та 0,8h) або до однієї (на 0,6h).
Двоточковий спосіб застосовують на великих та середніх річках при невеликій каламутності — близько 50—100 г/м3 проби відбирають на вертикалях у точках 0,2 і 0,8h. Цей спосіб застосовують і при льодовому покриві та в заростаючих руслах; проби беруть у точках 0,15 та 0,85h.
Одноточковий спосіб використовують на малих річках при невеликій каламутності.
С у м а р н и й с п о с і б полягає у відборі проб води в двох точках на кожній вертикалі (0,2 та 0,8h) і зливанні їх в одну посудину для визначення сумарної каламутності на вертикалі. Цей спосіб застосовують тільки при малій каламутності—до 50 г/м3. При каламутності, меншій 20 г/м3, можна зливати в одну посудину проби з усього живого перерізу річки. При цьому об'єм такої сумарної проби має становити не менш як 10 л, а проби, взяті на різних вертикалях і в різних точках, повинні мати однаковий об'єм.
І н т е г р а ц і й н и й с п о с і б полягає в тому, що проба води береться безперервно по всій глибині вертикалі при рівномірному переміщенні батометра від поверхні потоку до дна і потім з тією ж швидкістю—від дна до поверхні води. Цей спосіб часто застосовується при несталому русі води, коли спостерігається швидка зміна гідравлічних елементів потоку.
Об'єм проби, взятої будь-яким способом, залежить від середньої каламутності водотоку і визначається за табл.2. Взагалі ж об'єм проб, при кожному способі вимірювань, має бути таким, щоб осад наносів на фільтрі при фільтруванні становив не менш як 0,1 г. Переважно беруть пробу об'ємом близько 1л.
Залежність об'єму проб води від каламутності Табл.2.
Каламутність, г/м3 |
Об'єм проби, л |
100 50 — 100 20 — 50 20 |
1 2 5 10 |