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
Неандертальцы не исчезли с лица Земли, а стали частью современной популяции
Возможно, неандертальцы не были уничтожены катастрофой около 40 000 лет назад. Более того, возможно, они никогда по-настоящему не исчезали в определённом смысле. Новое исследование, изучающее поток генов между популяциями доисторических…
Ученые раскрывают леденящий душу взгляд на будущую смерть Солнца
Как лучше всего узнать, из чего состоит экзопланета? Конечно же, дождаться, пока гравитация разорвёт её на куски и поглотит звезда! Астрономы, работающие в обсерватории имени В. М. Кека на Мауна-Кеа,…
На юге Англии обнаружен «странный» новый вид древней ископаемой змеи
Вымершая змея выскользнула из безвестности спустя четыре десятилетия после своего открытия. Недавно описанный вид рептилий, Paradoxophidion richardoweni, даёт новые подсказки в поисках происхождения «продвинутых» змей. В 1981 году на скале…
МО: за ночь над регионами России и Черным морем сбили 216 украинских БПЛА
Силы ПВО за ночь сбили 216 украинских беспилотников над регионами России и Черным морем, сообщили в Минобороны РФ. В Новороссийске от атаки БПЛА пострадали контейнерный терминал НУТЭП ГК "Дело", гражданское…
ФСБ РФ предотвратила теракт спецслужб Украины на Троекуровском кладбище
Сотрудники ФСБ предотвратили теракт против одного из высших чиновников России, взрыв хотели совершить у могилы его близких на московском кладбище с помощью спрятанной в вазе с цветами видеокамеры. Задержаны трое…
МО Литвы: восемь стран НАТО создадут европейские «коридоры военной мобильности»
Восемь стран - членов Североатлантического альянса договорились о создании "коридоров военной мобильности" в Европе. Об этом сообщило министерство обороны Литвы. "Весь регион Центральной Европы и Северной Европы охватят единые установки…
Как США принуждают Зеленского к переговорам с Россией
«Отказ от переговоров как с Россией, так и от диалога внутри страны чреват самым худшим для украинск...
Ученые определили нейроны, вызывающие тревогу, и как их успокоить
Тревожные расстройства — самое распространённое психическое расстройство в мире, затрагивающее жизни...
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)".