Метод фракциометра может применятся в двух случаях:
1) Как самостоятельный для частиц от 1,0мм до 0,05мм;
2) При комбинированных методах сита- фракциометр, пипетка – фракциометр- для частиц тех же размеров. Метом фракциометра выделяются фракции-1-0,5; 0,5-0,2; 0,2-0,1; 0,1-0,05 и <0,05мм. При наличии в образце частиц крупнее 1мм они предварительно просеиваются на ситах. Величина навески на анализ берется в пределах 0,5-2,0г. Взвешивание навески и фракций производится на аналитических весах(до 0,0001г).взятая проба в фарфоровой чашке смачивается чистой водой и осторожно растирается резиновым пестиком в течении 3-5 мин до состояния жидкой кашицы.
Перед анализом фракциометр медленно наполняется чистой пресной водой, растекающейся по внутренней стенке стеклянной трубы до верхней метки , выше которой остается место для анализируемого образца. Зажимы фракциометра оставляются открытыми. К анализу приступают спустя 5-10 мин с тем, чтобы вода успокоилась во фракциометре и выравнялась его температура ,измеряемая по истечении этого времени с точностью до 0,1 градуса.
Растертую в чашке пробу переносят во фракциометр и одновременно пускают секундомер и следят за падением самой большой частицы. В момент прохождения первой частицы через нижнюю метку секундомер не останавливается, а фиксирует расстояние прохождения от верхней до нижней метки для определения наибольшей крупности.
Сроки закрывания зажимов для выделения установленных фракций определяются в зависимости от температуры воды во фракциометре.
Для анализа комбинированным методом пипетка-фракциометр требуется навеска массой 0,5-5,0 г. Если масса образца менее 0,5 г, то при этом делается примечание в журнале КГ-54. Анализ на пипеточной установке выполняется с выделением четырех фракций 0,05-0,01; 0,01-0,005; 0,005-0,001 и < 0,001 мм.
Анализы пипеточным методом осуществляется с помощью пипеточной установки, позволяющей быстро и точно производить анализ шести образцов. Все пробы выпариваются досуха на бане. Если в анализированном образце содержатся преимущественно илисто-глинистые частицы, выпаренные пробы дополнительно просушиваются в термостате в течении 2-3 ч при температуре 105-110 градусов и охлаждаются в эксикаторе 45 мин. Бюксы с пробами взвешиваются на аналитических весах.
Количество отобранных пипеткой и выделенных на фракциометре наносов и их процентное содержание относительно взятой навески вычисляется по ходу анализа в журналеКГ-54. Масса наноса в пипетке умножается на переходный коэффициент от объема пипетки к объему всей суспензии в цилиндре. Переходный коэффициент k=b/c,где b-объем суспензии в цилиндре, c-объем пробы в пипетке. Чтобы получить массу наносов в каждой отдельной фракции и суммарную массу частиц мельче0,001 мм надо произвести последовательное вычитания из массы в суспензии частиц <0,05мм массу частиц<0,01мм, затем из последней массы вычитается количество наносов <0,005мм и т. д. Масса более крупных фракций вычисляется непосредственно после выполнения анализа на фракциометре и взвешивания бюксов с наносами. Сумма полученных масс всех выделенных фракций не должна отличатся от массы, взятой на анализ навески больше чем на 3%.
11.2.6 Определение содержания органических веществ в донных наносах
Определение органической части производится для тех образцов донных наносов, в которых мелкие частицы (<0,1 мм) составляют по массе более 70%. Для этого отбирается навеска около 1г, помещается в заранее прокаленный и взвешенный тигель, затем сжигается и прокаливается в муфельной печи в течении 1-1,5 ч. После прокаливания тигель с золой остужается в эксикаторе 45 мин и опять взвешивается на аналитических весах.
Содержание органических веществ вычисляется в процентах от массы абсолютно сухой навески: z=m-m1/m*100, где m1-масса золы после прокаливания; m- масса абсолютно сухой навески, вычисляемой по формуле m=100m0 /100+e, m0- масса воздушно-сухой навески; е-содержание гигроскопической влаги в процентах.
11.2.7 Определение плотности частиц наносов и плотности наносов в естественном залегании
Плотность частиц наносов представляет собой отношение массы частиц наносов к их объему в твердом теле без пор; она зависит от минералогического состава наносов, выражается в кг/м3 .
Плотность смеси наносов в естественном залегании представляет собой отношение массы наносов к их объему вместе с порами; она зависит от минералогического и гранулометрического состава наносов, их формы и содержания органических примесей выражается в кг/м3 .
Для гравия и песков принимается масса образца в воздушно сухом состоянии, а для илов и глин – в абсолютно сухом.
Плотность частиц наносов и смеси наносов в естественном залегании определяются только для донных наносов.
Плотность смеси наносов в естественном залегании определяется наряду с гранулометрическим составом для всех проб донных наносов, поступающих в лабораторию.
Плотность частиц наносов определяется следующим образом: чистый пикнометр с высоким горлышком наполняется до метки 50-100 мл дистиллированной водой комнатной температуры, закрывается притертой пробкой и взвешивается с точностью до 0,001 г. После этого вола из пикнометра выливается. Взятая в воздушно – сухом состоянии навеска с частицами мельче 2 мм в количестве 10-15 г осторожно высыпается в тот же пикнометр через воронку.
Пикнометр с наносами примерно до половины объема доливается дистиллированной водой и проба кипятится в течении 30 минут, после кипячения проба в пикнометре охлаждается до комнатной температуры , затем в него доливается до отметки дистиллированная вода , пикнометр закрывается пробкой и опять взвешивается. Масса воздушно-сухого наноса, всыпанного наноса перечисляется на массу абсолютно сухого наноса по формуле: m=100m0 / 100 + е, где m0 – масса воздушно-сухого наноса; е – процентное содержание гигроскопической влаги.
Плотность частиц наносов определяется по формуле: qч= (m / m + m1 – m2) * q0 , где m – абсолютно сухого наноса; m1 – масса пикнометра с водой; m2 – масса пикнометра с водой и наносами; q0 – плотность воды.
11.2.8 Измерение расхода взвешенных наносов
Пробы воды на мутность для измерения расхода взвешенных наносов берутся в основном гидростворе на всех скоростных вертикалях одновременно с измерением скоростей течения выполняемым при измерении расхода воды.
Пробы на мутность отбираются следующим способами: многоточечным, основным, одноточечным, суммарным и интеграционным.
Многоточечный способ предусматривает отбор проб наносов по увеличенному числу вертикалей в пяти и более точках на глубине. Пробы наносов отбираются одновременно с измерением скоростей течения на каждой вертикали. Этот способ применяется в первый год наблюдений за стоком наносов, когда средняя мутность в реке превышает 100 г/м3.
В первый год наблюдений необходимо выполнить не менее десяти измерений расходов наносов с отбором проб многоточечным способом.
На больших и средних реках при измерении расхода взвешенных наносов основным способом отбирается две пробы на вертикали, на малых реках одна проба.
В периоды когда мутность превышает 100 г/м3 пробы отобранные в двух точках по вертикали обрабатываются каждая в отдельности.
При средней мутности реки от 100 до 20 г/м3 пробы отобранные в двух точках на вертикали, сливаются в один сосуд для последующего анализа. Отбор проб в одной точке вертикали производится с двукратной повторяемостью, после чего обе пробы для последующего анализа сливаются в один сосуд.
При мутности менее 20 г/м3 целесообразно пробы объединять не только по вертикалям, но и по всему живому сечению, получая таким образом пробу, характеризующую среднюю мутность всего потока.
При средней мутности потока от 100 до 20 г/м3 на каждой вертикале отбирают две пробы и сливают в один сосуд для последующего анализа.
При зарастании русла измерение мутности основным способом производится в трех точках (0,15; 0,5; 0,85) рабочей глубины.
11.2.9 Измерение расхода взвешенных наносов аналитическим способом
Вычисление расхода взвешенных наносов по средним единичным пробам наносов на скоростных вертикалях. Мутность в точке вычисляется по формуле:
S=m*106/A.
Вычислить единичный расход взвешенных наносов в точках отбора проб мутности путем умножения мутности в точке на скорость течения в точке.
Для каждой скоростной вертикали вычислить средние единичные расходы взвешенных наносов по формуле в зависимости от количества и положения точек отбора проб мутности:
Lср=L0,2+L0,8/2(основной способ)
LСР=L0,13+L0,5+L0,85/3(при зарастании русла)
LСР=L0,6; LСР=L0,5.
Рs=0,001[KL1f0+(L1+L2/2)f1+…+(LN-1+LN/2)fN-1+KLNfN]
Порядок вычисления расхода:
1. по данным о массе наносов в пробах воды и объеме проб – вычислить средние мутности на скоростных вертикалях. Среднюю мутность на вертикали вычисляется по формуле S=m*106 /А.
2. Вычислить частичные расходы взвешенных наносов и полный расход наносов, для этого:
· Вычислить полусумму средней мутности воды между смежными скоростными вертикалями на площади водного сечения между этими вертикалями . Значения частичных расходов.
· Полный расход взвешенных наносов получить суммированием частичных расходов.
3. вычислить среднюю мутность реки по формуле S=1000*Ps/Q.
12. Проведения наблюдений на уровнемером посту
12.1 Наблюдения за уровнем воды
Уровень воды – это высота водной поверхности на условной горизонтальной плоскостью сравнения, неизменной по высоте, принимаемое за «0» графика гидрологического поста. Гидрологический пост включает в себя водомерные устройства, по которым производится измерения уровня воды и репера.