Опыт разработки и применения седиментационных ловушек

Опыт разработки и применения седиментационных ловушек

Рассматриваются современные разработки седиментационных ловушек, применяемых для определения характеристик взвешенного минерального вещества донных наносов, переносимого потоками воды в прибрежной зоне моря....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2013
1. Verfasser: Воликов, М.С.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Морський гідрофізичний інститут НАН України 2013
Schriftenreihe:Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
Schlagworte:
Современные методы и средства мониторинга и исследования процессов формирования и эволюции экосистемы Азово-Черноморского бассейна
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/56914
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Опыт разработки и применения седиментационных ловушек / М.С. Воликов // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2013. — Вип. 27. — С. 55-59. — Бібліогр.: 1 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-56914
record_format dspace
spelling irk-123456789-569142014-03-02T03:01:21Z Опыт разработки и применения седиментационных ловушек Воликов, М.С. Современные методы и средства мониторинга и исследования процессов формирования и эволюции экосистемы Азово-Черноморского бассейна Рассматриваются современные разработки седиментационных ловушек, применяемых для определения характеристик взвешенного минерального вещества донных наносов, переносимого потоками воды в прибрежной зоне моря. Розглядаються сучасні розробки седиментаційних пасток, застосовуваних для визначення характеристик зваженого мінеральної речовини донних наносів, що переноситься потоками води в прибережній зоні моря. The article contains information about actual designs of sediment traps, using to measure quantitative and qualitative characteristics of suspended matter in coastal areas. 2013 Article Опыт разработки и применения седиментационных ловушек / М.С. Воликов // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2013. — Вип. 27. — С. 55-59. — Бібліогр.: 1 назв. — рос. 1726-9903 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/56914 502.52(210):502.13 ru Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу Морський гідрофізичний інститут НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Современные методы и средства мониторинга и исследования процессов формирования и эволюции экосистемы Азово-Черноморского бассейна
Современные методы и средства мониторинга и исследования процессов формирования и эволюции экосистемы Азово-Черноморского бассейна
spellingShingle Современные методы и средства мониторинга и исследования процессов формирования и эволюции экосистемы Азово-Черноморского бассейна
Современные методы и средства мониторинга и исследования процессов формирования и эволюции экосистемы Азово-Черноморского бассейна
Воликов, М.С.
Опыт разработки и применения седиментационных ловушек
Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
description Рассматриваются современные разработки седиментационных ловушек, применяемых для определения характеристик взвешенного минерального вещества донных наносов, переносимого потоками воды в прибрежной зоне моря.
format Article
author Воликов, М.С.
author_facet Воликов, М.С.
author_sort Воликов, М.С.
title Опыт разработки и применения седиментационных ловушек
title_short Опыт разработки и применения седиментационных ловушек
title_full Опыт разработки и применения седиментационных ловушек
title_fullStr Опыт разработки и применения седиментационных ловушек
title_full_unstemmed Опыт разработки и применения седиментационных ловушек
title_sort опыт разработки и применения седиментационных ловушек
publisher Морський гідрофізичний інститут НАН України
publishDate 2013
topic_facet Современные методы и средства мониторинга и исследования процессов формирования и эволюции экосистемы Азово-Черноморского бассейна
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/56914
citation_txt Опыт разработки и применения седиментационных ловушек / М.С. Воликов // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2013. — Вип. 27. — С. 55-59. — Бібліогр.: 1 назв. — рос.
series Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу
work_keys_str_mv AT volikovms opytrazrabotkiiprimeneniâsedimentacionnyhlovušek
first_indexed 2025-07-05T08:11:01Z
last_indexed 2025-07-05T08:11:01Z
_version_ 1836793789915594752
fulltext 55 УДК 502 .52(210) :502 .13 М.С.Воликов Морской гидрофизический институт НАН Украины, г.Севастополь ОПЫТ РАЗРАБОТКИ И ПРИМЕНЕНИЯ СЕДИМЕНТАЦИОННЫХ ЛОВУШЕК Рассматриваются современные разработки седиментационных ловушек, при- меняемых для определения характеристик взвешенного минерального вещества донных наносов, переносимого потоками воды в прибрежной зоне моря. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА : наносы, взвесь, волны, течения, седиментационная ло- вушка, комплекс «Донная станция». Состояние берегов, особенно пляжей и прибрежного рельефа дна во многом определяется характером перемещения наносов в береговой зоне под воздействием волн и течений. Одними из наиболее важных параметров, определяющих движение на- носов, являются концентрация и размерный состав взвешенного в воде ве- щества. Для обеспечения ряда морских инженерно-гидрогеологических ис- следований применяются так называемые седиментационные ловушки (сбо- рники) взвеси, с помощью которых определяются характеристики взвешен- ного минерального вещества донных наносов. Ловушки, установленные в исследуемой области моря, накапливают частицы взвеси, количество которой во времени нарастает. Известные кон- струкции ловушек (рис.1), по истечении определённого времени, снимаются с носителя, а уловленная взвесь подвергается лабораторной обработке с це- лью определения её количества и состава. Сборник (ловушка) взвеси является наиболее приемлемым инструмен- том для определения концентрации взвешенного вещества, при условии привязки его накопленного количества ко времени. В существующих на се- годняшний день современных конструкциях ловушек данная задача реша- ется путем проведения последовательного отбора проб в заданных интерва- лах времени, и реализуется посредством ручного обслуживания прибора, либо влечет за собой усложнение конструкции специальным механизмом последовательного отбора проб (рис.1 – 3). Очевидно, оба способа реализа- ции этой задачи, имеют ряд недостатков, связанных с постоянной необхо- димостью регулярного обслуживания прибора, либо с применением слож- ных механических узлов отбора проб, а также отсутствием возможности адекватно оценить динамику накопления взвеси в ловушке. Кроме того, при использовании ловушек в динамически активных районах, например в при- бойной зоне, немаловажным фактором является гидродинамическая устой- чивость конструкции. Такое громоздкое устройство, как на рис.1 – 3, может быть использовано только в спокойных водах. Для контроля состава взвешенного в воде вещества и изменения его кон- центрации во времени в Морском гидрофизическом институте НАН Украины  М .С .Воликов , 2013 56 Р и с . 2 .Модуль сборников взвеси: нако- пительные стаканы с датчиками уровня (количества) взвеси (1); блок обработки (2). 1 2 Р и с . 1 .Виды пробоотборников: ручной подвесной пробоотборник (батометр) (а); донный пробоотборник, обслуживаемый водолазом (б); ловушка взвеси с последовательным отбором проб в отдельные герметичные ёмкости (в). разработаны и применяются ловушки взвеси с дистанционным считывани- ем количества накопленной взвеси (рис.2) [1], которые позволяют получать объективную информацию о динамике накопления взвеси в ловушке, а точ- ное определение количества и состава взвеси производится после снятия ло- вушек. Для регистрации скорости накопления взвеси ловушка оснащена кон- дуктометрическим датчиком количества взвеси в накопительном стакане, что позволяет регистрировать изменение проводимости содержимого накопитель- ного стакана, а, следовательно, и его количества. В конструкции датчика реа- лизовано применение трёхэлектродной дифференциальной ячейки. Такая ячей- ка достаточно проста и позволяет значительно уменьшить влияние изменения электропроводности окружающей воды. Так как проводимость взвеси терригенного происхождения (песок) существенно отличается от проводи- мости воды, то именно уровень такой взвеси и будет отслеживаться. При оседании взвеси, проникаю- щей через крышку накопительного стакана, столб плохо проводящей эле- ктрический ток терригенной взвеси растёт, а проводимость его падает. Трёхэлектродная ячейка вместе с измерительной схемой преобразует проводимость столба взвеси и заполняющей воды в накопительном стакане в выходное напряжение пере- 500 мм 1 2 в ёмкости а б 57 Р и с . 3 .Градуировочная характеристика ловушки. Р и с . 4 .Динамика накопления взвеси в стакане ловушки. менного тока, обратно пропорциональное проводимости. На рис.3 приведена градуировочная характеристика датчика при различных уровнях солености окружающей датчик воды. Далее переменное напряжение преобразуется в постоянное с помощью синхронного детектора и поступает на вход аналого-цифрового преобра- зователя, работающего под управлением микропроцессорного контроллера. На рис.4 отображена последовательность фрагментов данных, получен- ных в ходе экспедиционных исследований, что иллюстрирует динамику на- копления взвеси в стакане ловушки при относительно постоянной скорости и направлении ветра. Прерывистость графика объясняется паузами в работе станции при ее выключении. На рис.5 изображены результаты обработки данных модуля ловушек взвеси, характеризующие изменение скорости накопления взвеси, пропор- циональной ее концентрации, от скорости ветра. Модуль ловушек взвеси (рис.2), состоящий из трех сборников, и блока обработки данных является составной частью сложного измерительного комплекса «Донная станция» (рис.6). Однако, для проведения типовых гид- рогеологических инженерных изысканий, применение средств всего ком- плекса было бы крайне избыточным, особенно с учетом необходимости по- стоянного присутствия обслуживающего персонала станции в зоне прове- дения работ. В связи с чем, на основе известной конструкции сборника с дистанционным считыванием, произведена разработка прибора «Автоном- ный сборник взвеси», который не требует постоянного обслуживания, обла- 58 Р и с . 5 .Изменение во времени скорости накоп- ления взвеси ∆МК1, ∆MR2, ∆VR3 в накопительных стаканах ловушек на горизонтах 0,25; 0,35 и 0,45 м у дна и скорости ветра. дает высокой мобильностью и необходимыми параметрами автономности. Автономная ловушка оснащается сбор- ником взвеси с трехэлектродной ячейкой, блоком обработки и накопления данных, ко- торый имеет в своем составе измерительный канал, преобразующий сигнал датчика в на- пряжение постоянного тока, микропроцессор- ную систему, осуществляющую обработку, за- пись и хранение информации, литий-полимер- ную аккумуляторную батарею. Для повышения показателей автономности и отказоустойчиво- сти, прибор оснащен специальной системой управления питанием и диагностики неисправ- ностей. В связи с тем, что количественный и качественный состав взвеси непо- средственно связан с поверхностными волнами, в расширенную комлектацию Р и с . 7 .Внешний вид и структурная схема автономной ловушки взвеси. flash накопитель системный кон- троллер АЦП блок питания батарея литий-ион измерительный канал сборника взвеси 2.7-3V сборник взвеси с датчиком её количества интерфейс свя- зи с ПК каналы датчиков темпе- ратуры и давления часы- календарь блок обработки и хранения данных Р и с . 6 .Измерительный комп- лекс «Донная станция». 59 прибора, может быть включен датчик давления и вычислитель периода и среднеквадратического значения высоты волн. Внешний вид и структурная схема автономной ловушки взвеси приведены на рис.7. Работа с прибором не требует от персонала наличия особых техниче- ских знаний и навыков. Перед установкой в рабочее положение, произво- дится подключение модуля электроники к персональному компьютеру для установки режимов работы прибора, текущего времени и даты. Автономная ловушка взвеси устанавливается на носители различных типов, обладаю- щих хорошей устойчивостью к сильному волнению моря. После заверше- ния работы с прибором, полученные массивы данных считываются на ПК (рис.5), а собранные образцы взвеси могут быть извлечены из стакана ло- вушки, и подвержены лабораторному анализу. Применяемая база материалов и электронных компонентов обеспечива- ет низкий уровень финансовых затрат на изготовление прибора и обеспечи- вает высокую надежность прибора. Опыт применения подобных приборов показал их достаточную надежность даже в условиях размещения в при- бойной зоне, а полученные данные – высокую информативность. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Способ непрерывного определения концентрации минеральной взвеси в при- донном слое моря в зоне интенсивного волнения.– Заявка № 2012 14765 от 24.12.12 на получение патента Украины на изобретение. Материал поступил в редакцию 13 .07 .2013 г . АНОТАЦIЯ Розглядаються сучасні розробки седиментаційних пасток, застосову- ваних для визначення характеристик зваженого мінеральної речовини донних наносів, що переноситься потоками води в прибережній зоні моря. ABSTRACT The article contains information about actual designs of sediment traps, us- ing to measure quantitative and qualitative characteristics of suspended matter in coastal areas.

Ähnliche Einträge