Файл: Быков В.Д. Гидрометрия учебник.pdf

В периоды малой мутности, когда слой наносов в трубке полу­ чается меньше 2 мм, производится суммарный отстой единичных проб в одной трубке за несколько дней.

Для сравнения результатов отстоя желательно иметь одинако­ вые объемы проб. При неодинаковых объемах делают приведение

а)

б )

h мм

I см

Р Г Л 3

Рис. 27.4. Способ суточного отстоя в труб­ ках.

полученной высоты слоя осевших наносов к постоянному объему,, например 1 л, по формуле

где hx — высота слоя осадка в миллиметрах, приведенная к посто­ янному объему; У п о с т — постоянный объем проб, принятый на дан­ ном посту, в миллилитрах; У„з м — измеренный объем пробы в мил­ лилитрах; /г,Ш 1 — измеренная высота слоя осадка в трубке в мил­ лиметрах.

Значения мутности пробы по высоте слоя наносов в трубках определяются по графикам связи между слоем наносов и средней мутностью (рис. 27.4 б).

343

Контрольные определения мутности для выявления связи вы­ соты слоя наносов в трубках со средней мутностью пробы произ­ водятся 12—18 раз в год: 1—2 зимой, 4—6 на подъеме и спаде половодья и по 2—4 летом и осенью. При устойчивой связи коли­ чество контрольных определений может быть сокращено.

изменение крупности наносов, наблюдаемое, например, в разные фазы половодья. В таких случаях надо определять зависимость между этими элементами для разных фаз гидрологического ре­ жима.

27.3.Обработка проб в стационарных лабораториях

Встационарной лаборатории выполняются все операции вто­ ричной обработки проб наносов и донных отложений: определение

того, взвешиваются пустые фильтры и отправляются в упакован­ ном виде на посты.

Определение количества наносов в пробах. Количество нано­ сов в пробах определяется путем взвешивания фильтров с нано­ сами, присылаемых в лабораторию с постов. Перед взвешиванием эти фильтры помещаются в бюксах в термостат, где выдержива­ ются при открытых крышках в течение 5 часов при температуре 105—110° С. После охлаждения в эксикаторе фильтры с наносами взвешиваются на аналитических весах с точностью до 0,0001 г. Вес наносов в пробе получается вычитанием из полученного веса веса пустого фильтра.

При надобности производится определение веса органической части наносов. В этом случае взвешивание всех фильтров с нано­ сами выполняется дважды (для контроля). После взвешивания фильтры с наносами помещаются в заранее прокаленный и взве­ шенный фарфоровый тигель и прокаливаются в нем 1—1,5 часа. Зола с тиглем охлаждается в эксикаторе и взвешивается. Разность между полученным весом и весом тигля дает вес минеральной ча­ сти наносов, а вычитая ее из первоначального (до прокаливания) веса наносов, получают вес органических веществ. Если зольность фильтра больше 0,0001 г, то ее следует вычесть из веса золы в ти­ гле.

Количество д о н н ы х наносов в пробах определяется путем взвешивания в воздушно-сухом состоянии па химико-технических весах с точностью до 0,01 г. Взвешивание производится в фарфо­ ровой чашке; вес наносов получается как разность веса чашки с наносами и веса пустой чашки.

Определение крупности наносов и донных отложений. Приме­ няемые в настоящее время методы разделения наносов на фрак­ ции по крупности основаны на механическом и гидравлическом принципах.

344

На механическом принципе основаны методы: 1) непосредст­ венного обмера (крупных) частиц, 2) просеивания частиц через грохоты и сита. Кроме этих методов, имеются более новые, в ча­ стности мпкрофотографическин и фотоэлектрический. Микрофото­ графический метод пока не получил распространения; краткое описание его дается в конце этого раздела. Фотоэлектрический ме­ тод находится в стадии разработки.

Рис. 27.5. Применимость методов анализа в зависимости от крупности частиц.

/ — донные отложения; 2— д о н н ы е наносы; 3— взвешенные наносы.

На гидравлическом принципе основаны методы: 1) фракциометра, 2) пипетки.

Применимость различных методов в зависимости от крупности частиц и вида наносов показана на рис. 27.5. Д л я разнородных по крупности образцов проб применяются комбинированные методы, например пипетка—фракциометр, сита—фракциометр, обмер— сита—фракциометр.

Для производства анализа требуется определенная навеска пробы, величина которой зависит от принятого метода. При

345-

ситовом методе и методе сита-—фракциометр величина навески со­ ставляет: для песков однородной крупности 100—150 г, для песков гравелнетых 300—500 г, для песков галечно-гравелистых 1—2 кг; при анализе методом фракцпометра 2-—0,5 г; при анализе методом пипетки и пипетка—фракциометр 3—2 г (для анализа до диаметра 0,01 мм).

Для анализа донных отложений берется большая величина на­ вески пробы, что необходимо для определения, кроме крупности частиц, также объемного и удельного веса отложений и содержа­ ния гигроскопической влаги. Навеска пробы увеличивается: при преобладании мелких фракций (мельче 0,1 мм) на 70 г, при пре­

Если количество наносов или донных отложений в пробе превышает необ­ ходимую для анализа навеску, то из него берут часть по правилу «средней про­ бы». Для крупнозернистых грунтов отбор средней пробы производится кварто­ ванием, для чего необходимо пробу предварительно размельчить и просушить па воздухе, а затем тщательно перемешать и, уложив конусом, разделить лопаткой •на четыре части. Одна часть пробы взвешивается. Если требуется меньшая на­ веска, то одна из четвертей снова подвергается квартованию. Для мелкозернис­ тых наносов (мельче 0,2 мм) отбор средней пробы производится так: просу­ шенные и размельченные наносы рассыпают ровным слоем на листе бумаги, предварительно их тщательно перемешивают; слой делят на шесть—восемь участ­ ков и из каждого отбирают примерно равное количество наносов, из которых и составляется навеска для анализа.

А н а л и з на г р о х о т а х и с и т а х . При преобладании в пробе частиц крупнее 10 мм проводят анализ на грохотах. При отсут­ ствии грохотов определяют размеры частиц посредством колецкалибров диаметром 10, 20, 50 и 100 мм или путем обмера частиц лентой по трем окружностям и вычисления диаметра частицы по средней длине окружности. Частицы с диаметрами, относящимися к одной фракции, группируются вместе. Затем их взвешивают на технических весах. Полный вес расчетной навески определяется суммированием веса отдельных фракций.

Перед анализом крупности на ситах навеска предварительно просушенной пробы гравелисто-галечных и песчаных наносов и отложений, не покрытых глинистым налетом, растирается паль­

частиц отдельно не учитывают, а прибавляют к весу частиц мельче •0,5 мм, определяемому по разности первоначальной «авески и суммарного веса фракций, выделенных на фракциометре.

Отмытые частицы песчаных наносов и отложений просуши­ вают, отдельные комочки разминают и проба поступает на сито­ вый анализ. Пробу взвешивают с точностью до 0,01 г. Наносы раз­ деляют на фракции просеиванием через набор сит с отверстиями различных диаметров (рис. 27.6), собранных в колонку и закры-

316

ванным методом пипетка—фракциометр проба наносов разделяется на восемь фракции, начиная с 1 мм. Если в образце наносов име­ ются частицы крупнее 1 мм, то проба предварительно анализи­ руется ситовым методом.

Для анализа проб наносов пипеточным методом применяется специальная установка, разработанная в ГГИ (рис. 27.8) и состоящая из разборного штатива, аспиратора, крана, пипетки, смывного сосуда, мешалки, цилиндра и бгоксов. Разборный штатив состоит из основания /, стержня 2, кронштейна 3 и кресто­

суд размещается на основании. Оба аспиратора соединены резиновой трубкой. Назначение аспираторов состоит в том, чтобы создать постоянную скорость на­ полнения пипетки 12; для этой цели в нижний сосуд обеспечивается поступление атмосферного воздуха, а верхний соединяется с краном пипетки. Действие аспи­ раторов основано на создании вакуума в верхнем сосуде и рассчитано на отбор

150проб.

Спомощью крана пипетка попеременно соединяется с аспиратором, воз­ духом атмосферы и смывным сосудом 13. Смывной сосуд емкостью 300 мл напол­ няют дистиллированной водой для смыва в бюксы частиц суспензии со стенок пипетки. Для взбалтывания суспензии применяют специальную мешалку 14.

Пппеточная установка позволяет производить отбор пробы при одновремен­ ном анализе шести образцов.

Для пппеточного анализа с выделением частиц диаметром до 0,0001 мм навеска пробы берется 5—7 г. Перед анализом проба

349