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
Стало понятно, как гены обеспечивают клеткам «вечную жизнь»
Клетки наделены способностью практически бесконечного самообновления, который обеспечивают гены. Данная наследственная информация при наличии ресурсов и защиты поддерживает жизнедеятельность клеток. Детально о феномене рассказал ресурс ruposters.ru. Фундаментальная наука и философия…
Названы необычные органы чувств, которых нет у человека, но есть у животных
Природа богата на разнообразие. Есть немало представителей животного мира, обладающих органами чувств, которых нет у человека. У людей их пять: зрение, слух, обоняние, осязание и вкус. А некоторые наши соседи…
Nature: Поведение темной материи удалось объяснить без привлечения «пятой силы»
Команда специалистов из Женевского университета провела исследование, позволившее выяснить: темная материя на наблюдаемых масштабах подчинена тем же законам гравитации, что и традиционное вещество. Результатами работы авторы поделились в журнале Nature…
МО: за ночь над регионами России сбили 37 украинских беспилотников
Силы ПВО за ночь сбили 37 украинских беспилотников над регионами России, сообщили в Минобороны России. В военном ведомстве сообщили, что в течение ночи дежурными средствами ПВО перехвачены и уничтожены "37…
Мирошник: за неделю от ударов ВСУ погибли 8 жителей России, еще 45 ранены
Восемь мирных жителей субъектов РФ за неделю погибли в результате ударов со стороны Вооруженных сил Украины, 45 человек, в том числе 6 несовершеннолетних, получили ранения. Как сообщил ТАСС посол по…
ФСБ сорвала попытку Киева угнать МиГ-31 с «Кинжалом» для провокации НАТО
ФСБ России сорвала операцию военной разведки Украины по угону российского истребителя МиГ-31 с гиперзвуковой ракетой "Кинжал" для провокации против крупнейшей авиабазы НАТО. ТАСС собрал основное о происшествии. Сотрудники украинской военной…
Трамп постепенно превращается в Байдена
Фотография президента США Дональда Трампа, якобы спящего прямо на рабочем месте, вызвала вал подозре...
Римский бассейн в Турции оказался частью древнего целебного святилища
Десятилетия археологического молчания вокруг Римского бассейна в Бахчели (Турция) завершились открыт...
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)".