ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОЗРАЧНОСТИ ВОДЫ

Полезная модель относится к области определения гидрофизических параметров воды в водоемах, а именно к определению прозрачности преимущественно окрашенных вод в гумифицированных и эвтрофных озерах.
Известен прибор для измерения прозрачности воды в водоемах, состоящий из плоского диска белого цвета (диска Секки) и закрепленного на нем троса (https://ru.wikipedia.org/wiki/).
Этот диск имеет ограниченную возможность измерения окрашенных вод в гумифицированных и эвтрофных озерах. Он не позволяет осуществить структурный анализ озерных или иных стоячих вод. Часто в мелководных озерах определить прозрачность воды по белому диску невозможно, так как он ложится на дно.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту предлагаемому является прибор для измерения прозрачности воды, содержащий плоский диск (диск Секки), на котором расположены два сектора белого цвета и два сектора черного цвета, и прикрепленного к нему размеченного троса (http://edustrong.ru/1627_Biologiya/10701).
Этот прибор, как и приведенный выше аналог, не позволяет осуществить структурный анализ воды, т.е. определить ее качественные показатели. Он не позволяет судить о том, какие примеси в водоеме присутствуют и преобладают, то ли это водоросли, то ли это органические включения. Т.е. этот прибор не позволяет определить тип (гумифицированное или эвтрофное) озера с окрашенными водами.
Задачей предлагаемого решения является устранение указанного недостатка, а именно возможность структурного определения типа озер с окрашенными водами с учетом цветовой гаммы.
Поставленная задача решается тем, что прибор для измерения прозрачности воды, содержащий диск Секки, имеющий сегмент белого цвета, и закрепленный на нем размеченный трос, согласно предлагаемому решению, дополнительно содержит секторы диска красно-коричневого и оливкового цветов. При этом белый, красно-коричневый и оливковый секторы диска выполнены с центральным углом соответственно π, π/2 и π/2.
То, что диск имеет дополнительные секторы красно-коричневого и оливкового цветов, то по исчезновению окрашенных секторов по отношению к белому в процессе измерения возникает возможность судить о состоянии озерной экосистемы в случае разнотипного биологического и органического загрязнения вод.
В озерах, подверженных стоку с заболоченных мест, несущему много гуминевых кислот, в первую очередь из цветных секторов будет исчезать из вида красно-коричневый сектор. Окрашенные болотные воды имеют коричневые оттенки и часто очень прозрачны. Определение глубины исчезновения из воды красно-коричневого сектора дает возможность определить степень гумифицирования вод.
В озерах, подверженных эвтрофикации («цветение» вод), первым исчезнет оливковый сектор. При массовом «цветении» мелких водорослей оливковый цвет исчезает раньше белого, что позволит уточнить степень «цветения» воды и трофический тип водоема. Чем меньше разница в величине прозрачности по оливковому и белому секторам, тем выше доля мелких «цветущих» сине-зеленых водорослей (цианобактерий), что является сравнительной экологической характеристикой.
Предлагаемый прибор для измерения прозрачности воды изображен на фиг. 1, 2, где на фиг. 1 показан общий вид прибора, на фиг. 2 - вид сверху.
Прибор для измерения прозрачности воды состоит из плоского диска 1 и закрепленного на нем размеченного троса 2. Диск 1 имеет три сектора 3, 4 и 5. Сектор 3 с центральным углом π выполнен белого цвета, сектор 4 с центральным углом π/2 выполнен красно-коричневого цвета, сектор 5 с центральным углом π/2 выполнен оливкового цвета.
Прибор для измерения прозрачности воды работает следующим образом.
Диск 1 на тросе 2 опускают с теневого борта плавучего средства на глубину до исчезновения из вида сектора 4 или сектора 5 по отношению к сектору 3. После чего определяют глубину исчезновения этого сектора (4 или 5). Если глубина водоема позволяет продолжать опускать диск 1 до полного исчезновения его из вида, то фиксируют глубину его исчезновения.
По очередности исчезновения из вида сектора 4 или 5 по отношению к сектору 3 судят о типе водоема, т.е. если раньше исчез сектор 4 красно-коричневого цвета, то делают вывод, что этот водоем гумифицированного типа, а по глубине исчезновения этого сектора - о степени гумификации этого водоема. Чем больше разница в величине прозрачности по красно-коричневому и белому секторам, тем выше насыщенность вод гуминовыми кислотами в отсутствие минеральных и органических взвесей.
Если раньше исчез оливковый 5 сектор, то делают вывод, что водоем эвтрофного типа.
Согласно предлагаемому решению был изготовлен и опробован прибор на озерах Чебаркульской группы (Южный Урал) Табанкуль и Малый Теренкуль в период умеренного и интенсивного размножения водорослей фитопланктона, а также на озерах Челябинской области Зюраткуль и Окункуль. Диск был изготовлен из металла диаметром 200 мм. На него белой, красно-коричневой и оливковой красками были нанесены соответствующие сегменты. Диск опускался на размеченном тросе до исчезновения красно-коричневого и оливкового секторов, а затем до исчезновения белого сектора. В озерах Чебаркульской группы судили по исчезновению оливкового сектора. Эта группа озер относится к высокоэвтрофным водоемам. В период преобладающего развития зеленых водорослей прозрачность по белому сектору достигала 1,5-2 м, в то время как исчезновение оливкового сектора наблюдалось на глубинах 0,5-0,8 м. В период массового размножения сине-зеленых водорослей прозрачность по белому сектору составляла 0,4-1,0 м, а прозрачность по оливковому сектору составляла 0,2-0,4 м.
На озерах Зюраткуль и Окункуль первым исчезал из вида красно-коричневый сектор, что говорило, что эти озера имеют гумифицированные воды. Исчезновение из вида красно-коричневого сектора наблюдалось примерно с 1/3 глубины прозрачности по белому сектору (при этом общая прозрачность по белому сектору составляла 1,0-1,4 м). Во всех рассматриваемых случаях измерения проводились в зоне достаточных глубин, исключающих прозрачность до дна.
Предлагаемый прибор найдет применение для определения гидрофизических параметров воды в водоемах, преимущественно при определении прозрачности окрашенных вод в гумифицированных и эвтрофных озерах, а также для определения прозрачности вод в мелководных озерах, когда классический белый диск Секки ложится на дно, не исчезая из вида, и по нему невозможно определить прозрачность вод.