Российские ученые предложили алгоритм, который позволяет с помощью акустических методов оценить количество взвесей, переносимых крупными реками. Используя предложенную методику, можно определить, сколько загрязняющих веществ попадает в воду и распространяется по руслу. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Big Earth Data.
Во взвесях — твердых частицах, находящихся в толще воды, — концентрируется основная часть опасных химических веществ, например тяжелые металлы и пестициды, сбрасываемые заводами, промышленными предприятиями, а также попадающие в реки с полей. Течения могут переносить эти соединения на значительные расстояния, однако отслеживание их перемещения — довольно сложная задача. Исследователям нужно учесть много различных факторов: скорость течения, глубину реки, неоднородность распределения частиц в толще воды и на дне.
Относительно быстро и точно оценить количество взвесей в речных потоках можно с помощью акустического доплеровского измерителя течения — прибора, который устанавливается на кораблях или лодках. Он посылает в воду ультразвуковые волны, а те, отражаясь от дна, возвращаются обратно. Прибор улавливает этот ответный сигнал и по нему определяет, сколько твердых взвешенных частиц находится в воде — они рассеивают сигнал. Этот принцип можно сравнить с эхом, которое человек слышит, например, крикнув в колодец. Данный подход получил широкую известность применительно к измерениям расхода воды и скоростей течений, однако до настоящего времени не получал развития для изучения речных взвесей.
Географы Московского государственного университета имени M. В. Ломоносова (Москва) с помощью акустического доплеровского измерителя течения исследовали шесть российских рек, различающихся по глубине и протяженности, характеру течения и географическому положению: Москву-реку, Енисей, Лену, Обь, Колыму и Селенгу. Проведенные измерения скорости течения и интенсивности эхо-сигнала от испускаемого прибором ультразвука были сопоставлены с результатами отбора проб воды с разных глубин на этих же реках. Так, в образцах поверхностной, глубинной воды и воды из толщи водоема авторы аналитическими методами определили количество взвешенных веществ. Соотношения, полученные на основе этого сопоставления, в дальнейшем легли в основу большого массива данных мутности, состоящего из десятков тысяч значений для каждой реки.
Подход позволил получить принципиально новые модели, описывающие распределение твердых частиц по глубине речных потоков, а также на качественно новом уровне оценивать потоки взвесей с материка в реки. Если существовавшие до настоящего времени оценки основывались на разовых измерениях концентраций взвесей в пределах поперечного сечения реки, то разработанная технология — это автоматизированный способ получения данных из каждой точки потока. Кроме того, на основе предложенной методики для исследуемых рек авторы математически определили условия распределения частиц между придонными и взвешенными формами. Ученые обосновали гидравлические критерии, при которых при разном составе переносимого материала происходит плавное распределение наносов по глубине потока или же их концентрирование в придонном слое.
«Наше исследование позволит получать большие массивы данных о количестве взвесей, переносимых крупными реками, на новом качественном и количественном уровне. Это поможет определить особенности формирования стока взвешенных наносов в разных реках. Разработанная методика — значительный шаг вперед в исследованиях крупных рек, и в дальнейшем мы планируем включить в анализ другие водные артерии России», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Сергей Чалов, доктор географических наук, доцент кафедры гидрологии суши географического факультета МГУ.
Материал предоставлен пресс-службой Российского научного фонда
Одна давняя арабская история повлияла на столетия ложной истории о Черной смерти
Более шести веков историки верили в убедительную историю о том, как Чёрная смерть стремительно распространилась по Азии по Великому Шёлковому пути, прежде чем опустошить Европу и Ближний Восток в середине…
Странные узоры в древних породах говорят о вращающемся магнитном поле Земли
Некоторые исследователи утверждают, что магнитные отложения, образовавшиеся в эдиакарский период, 630–541 миллион лет назад, не являются необъяснимыми флуктуациями. Напротив, в породах гор Антиатлас в Марокко закодирована определённая закономерность, соответствующая быстрым…
Ученые выяснили, как существует жизнь в одном из самых сложных мест на Земле
Наша голубая планета, возможно, самая пригодная для жизни из всех известных нам, но на ней всё ещё есть очаги токсичности. Например, пустыня Атакама, самые глубокие районы Антарктиды и, что хуже…
МО: за ночь над регионами России сбили 44 украинских беспилотника
Силы ПВО за ночь сбили 43 украинских беспилотника над Брянской областью и 1 - над Ростовской. Об этом сообщили в Минобороны РФ. "В течение прошедшей ночи с 23:00 [мск] 8…
Гладков: в Белгороде после обстрела ВСУ серьезно повреждена энергоинфраструктура
В Белгороде система энергоснабжения получила серьезные повреждения после атаки ВСУ, сообщил губернатор Вячеслав Гладков в мессенджере MAX. "По итогам вчерашнего вечернего ракетного обстрела есть серьезные повреждения системы энергоснабжения и теплоснабжения.…
ВСУ за сутки атаковали Белгородскую область при помощи 20 БПЛА и 4 боеприпасов
Вооруженные силы Украины нанесли удары по территории Белгородской области при помощи 20 беспилотников и 4 боеприпасов за минувшие сутки. Об этом сообщается в Telegram-канале оперативного штаба региона. "Над Белгородом системой…
Главная битва Грузии с Евросоюзом все еще впереди
Грузия начинает новый этап своей жизни - с другим курсом и иной внутриполитической системой. Ради эт...
Чайник в форме барана из древнего культа обнаружен у древнего города Армагеддон
Во время раскопок недалеко от древнего города Армагеддон в Израиле археологи обнаружили 3300-летний ...
Севастополь - самый европейский из всех европейских городов. Именно здесь находятся английское, немецкое, французское, турецкое и даже итальянское кладбища, на которых покоятся те, кто когда-то усомнился в том, что Крым наш.
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".