Оптический способ оценки относительного содержания и пространственного распределения водных масс смешивающихся потоков

СОСЗ СОСЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 151) 5 0 01 й 21/25 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Цель изобретени относительного соде веннОго распределен шивающихся поток особенно в случае, ко токах содержатся заг сти, ядовитые веще я - упрощение оценки ржания и пространстия водных масс смеов в общем потоке, гда в сливающихся поряэняющие и, в частноства, а определение ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Институт биоФизики СО АН СССР(54) ОПТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОЦЕНКИ ОТНОСИТЕЛЬНОГО СОДЕРЖАНИЯ И ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯВОДНЫХ МАСС СМЕШИВАЮЩИХСЯ ПОТОКОВ(7) Изобретение относится к спектрофотометрии водных ценозов и может быть исИзобретение относится к спектрофотометрии водных масс и предназначено для использования в гидрооптике, гидробиологии и гидрологии. Я 21704037 А 1 пользовано в гидрооптике, гидробиологии, гидрологии. Цель изобретения - упрощение оценки относительного содержания и пррстранственного распределения водных масс смешивающихся потоков в общем потоке после их смешения. Вместо внесения красителей и измерения их концентрации в исследуемых точках водоемов измеряют в фильтратах проб воды спектральные показатели поглощения растворенного органического "желтого" вещества, содержащегося в природных водах, Относительное содержание водных масс смешивающихся потоков в общем потоке определяют по формулам а -(К мв-в) /(в,ц -Кжв Ар ): З (1) (фф(2) - (1) (2)а -1 - а где Кжв КжвЯ, К жву - . спектральные(1)показатели поглощения растворенного "желтого" вещества первого и второго потоков до смешения их и после слияния в исследуемой точке водоема; Я = 400 нм. концентрации этих веществ сложно или трудоемко.Исследования оптических свойств природных вод Мирового океана, морей, внутренних водоемов показывают, что в этих природных водах содержится растворенное органическое "желтое" вещество, названное "желтым" за свой желтоватый оттенок. Спектральные показатели поглощения "желтого" вещества в природных водоемах изменяются в широком диапазоне от чрезвычайно низких значений - от сотых-1долей Гл для высокопрсзра гньх слиготрсфных океанских акваторий до десятых иГескольких единиц м " для мезо- и эвтрофныхс низксй прозрачностью внутре; нГх водоемов и прибрежных морских и океанскихрайснОв.Связь спектральных показателей "желтого" вещества аппроксимируется экспоГентой ц д 1,1Кжв,(л) = Кжв, (Л,)е (1)Гдв Кжв(ц И Кжв(Л) - ЗНаЧЕНИя ПОКаэатЕЛЕйпоглощения "желтого" вещества при длинахволн Лв и Л,а р - коэффициент, варьирующий для разных водоемов в диапазоне от0,012 - 0,019 нл 1 (в среднем р = 0,015 нмБо многих случаях при оценке переГлешивания речных водных потоков, прсисходящеГл при слиянии двух рек, впадении,рГ 1 тсков и дрпри оценке акватсрий распростГаения, относительного содержания; г 1; я ре ных вод взонахзстуз;:Г 11 Бсль 1 х и малых рек, впадающих в озера, водохранилища, моря и океаны, приопределении степени и района опресненияморских вод в прибрежных л 1 орских районах в местах впадения рек и др, удобныминдикатором может быть содержащееся впрГ 1 родГых водах раствореГнГое органичесГ, е "желтое" вещество (РОВ), которое посуТГ является природным индикаторсм. Вречных потоках вследствие турбулентногоперемешивания воды "желтое" веществопримерно равномерно распределено в водОй толЩЕ," СЛГ;1 Г:,-., ЫХ Г ЗТС .С,В ".-,:,": ИГ;., Тс а идр, прои.ходит смещен,", всдныхГ 1 з с, 1 РГ 1 зтсм после ихслГ 1 яГил" 1 пстокиГГОг,т.; аллельно распростраяться на: ": л 1 тел ьн ых участках реки, и с степ ен и о-,Сели. Также Г 1 рОГ 1 схсд 1 т га;.;.Г.ш,1 ва. г,. Сгспень см.-:шения ":,елт,";-,ЛГцес Г га сс тветстпует степепарел 1 а. 1 г. .ия-О- ЫХ Л;аСС Сл 1 ЕШ 1 оаЮщхсл паС( аэс, ГСЛЬ ПОГЛСГЩЕИЯ Х,; ГС БЕЩЕСГВа Кжв,Л В ИССЛЕДУЕМОЙ ТОЧКЕ ВСДО 6 ГЛдГ";Лз слГ 1 яГГ 1 я двух потоков мсж О гыраф СГУЛЛК;-,в, =а Ккэ+ажв 1; Р)Г=е Кж,л .Г,жв", - спектраль. ь,е пс;ззате(г та.Св дс х Сл ЛГия, а , аС 1 врОГО ; гтсрсго годных готсков в общем(сул 1 марнол 1) потоке, причем а + а = 1.Значения спектральных показателейГОгло щения "желтого" вещества Огределяются экспериГлеГтально одним из Г 1 зг;стных10 15 Кжв Л Кжв,Ла =1 - г. (4) Определение с носительного содержания (или долей) потоков в Общей водной массе наиболее удобно производить по значенияГл спектральных показателей поглощения "желтого" вещества, измеренных в видимой области при Л = 400 нм, В видимой области эти показатели принимают наибольшиезначения (форГлула (1.П р и и е р 1. С борта судна берутся пробы воды в реке Енисей и его притоке до и после их слияния. Пробы фильтруются через полиядер 1 ые фильтры с диал 1 етром пор 0,17 мкм, затем с помощьюдифференциального спектрсфотсГлетра ДСФГ записываются сгектры псглсщен 1 я эт х фГ 1 льтратсв, Из спектров псгл:,"; я 1 льтратсв огределяГот спектральные показатели поглощен,1 я "желто.о" Г .цества в области Л = 403 нм.Эт показа-е" с;а злись ргвныл 1К жв,4 ОС = С,01,жв,400 1 ю 1 Гл, Г жв,4 ОЭ = =3,92 м ,Определя ст относительное содержаНИЕ ВодНЬ х,. - . "СК.; ЕН,ГСЕй аИ ПрИтсха ав общсГ; гю" Г:с г,;" - - свеня этих:лаСС ПС фС;.;л," Г" (3) И20 25 30 40 45 Г 1) , 2 - 1 1 0,0 - 1.1 а(-) =- О,б = 0,4 О,50 55 Отнсс тел.,;зл с-,ГГа опрсделеГ;,я сегтральных г схзс. талей поГ,ОщенГ 1 я ОрганичеСКОГО рас; ,;АВЕН ОГО ,ГЛТОГО ВС." СТВО ,3спектрс 1 стслетрсДСОГ не превышает 3 уОтносГ;тег.: ач с с. Ока сце ки зГачеГ; й зи а(") л 1 ОГсе 9,П р и и е р 2, Изспектрсвпоглсщенияфильтратсв находятК )жв,4 ОО = 1,1 м, Кжр 1 Уъ = 2, 1 О м1жвАю = 1,3 м ОПТИЧЕСКИХ С 1 ЕТ "ДЗЗ, ОГ;Р; ГлЕР, СПЕКтссфО- тоГлетрическим, в основе которого лежит запись спетров паглсс,енГя 1,:льтратсв воды на высскс-увствтельном спакгрэфстометре, например, на дифференциальном спектрофотометре ДСФГ. Оильтраты проб воды удобно получать, прГгменяя полиядерные мембранные фильтры с диаметрол 1 пор 03-05 Глкм Содержание "желтого" вещества можно оцениг ать и флюоресцеГтным методом.Подстю ююхЯ казателей поглощения КжвКжв,1, Кжвл,( 2 в 2) и решив его относительно множителя а( ), получаотГ) (2) (1) Кжв,.Л - Кж,1704037 а10 ар - 1 - а(1) Кжвдь1 до/1,1и - интенсивности световогодающего на кювету с образцом и пего сквозь нее соответственно;8- толщина кюветы. где ока Составитель ф. СидькоТехред М.Моргентал Корректор Н. Кучерявая Реда кт пп акаэ 58 ВНТираж Подписное ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5роиэоодственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 И Гг)Вычисляют значения а и аР 3 =0 В 31.1-2,3аф - 1,00 - 0,83 - 0,17,Относительная ошибка оценки значечий аи аф менее 96.формула изобретенияОптический способ оценки относительного содержания и пространственного распределения водных масс смешивающихсяпотоков, заключающийся в том, что измеряют параметр. характеризующий оптическиесвойства фильтратов проб воды, взятых дои после смещения потоков, определяют поним относительное содержание и строяткарту пространственного распределенияводных масс, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью упрощения, измеряют спектральные показатели поглощения "желтого" вещества в фильтратах проб воды на одной из длин волн Ао в области 350-500 нм, а отно сительное содержание водных масс смешивающихся потоков а 1, а определяют по формулам