Исследования Байкала. Приборы // Галазий Г. И. Байкал в вопросах и ответах

Вы здесь

Версия для печатиSend by emailСохранить в PDF

Оглавление

Материал воспроизводит главу из книги академика Галазия Г. И. "Байкал в вопросах и ответах" (1989). Сквозная нумерация вопросов по книге сохранена.

711. Каковы результаты исследований по Международному геофизическому году на Байкале?

Международный геофизический  год — это  условное название периода глобальных геофизических исследова­ний нашей планеты. Он проводится по единой методике и   согласованной   программе   одновременно    многими странами.   Международный  геофизический  год  длился с 1 июля 1957 по 31 декабря 1958 г.  (18 месяцев). В исследованиях принимали участие 67 стран, и они приурочивались к периоду максимума солнечной актив­ности. На Байкале в результате исследований по про­грамме Международного геофизического года были под­ведены итоги многолетних наблюдений за температурой воды, ледовым режимом, ее гидрохимическим составом, динамикой водных масс, а также оценено взаимодейст­вие вод Байкала и Ангары. Полученные результаты ис­пользованы   для   проектирования   гидроэлектростанций на Ангаре.

712. Как проводят многосуточные станции наблюдения на больших глубинах?

Зимой на льду организуется стационарная база, где устанавливают специальные гидрологические лебедки и с их помощью на тросах опускают необходимые измери­тельные приборы. Летом такие исследования проводят с исследовательских судов, поставленных на глубоко­водный якорь. Таким устройством для стоянки на яко­ре на любой глубине Байкала оснащен исследователь­ский теплоход Лимнологического института СО АН СССР «Г. Ю. Верещагин».

713. Какие средства используются для длительных исследований в открытом Байкале и на больших глубинах?

На якорь устанавливаются буйковые станции. На поверхности плавает большой грузоподъемности буй, прикрепленный тросом к якорю. К тросу подвешиваются различные исследовательские приборы с записывающи­ми устройствами и опускаются на нужную глубину. В зависимости от интервала буйковые станции могут вести непрерывные записи от нескольких дней до месяца без перезарядки приборов. В удаленных районах ус­танавливаются радиобуйковые станции. Эти устройства результаты измерений передают на базу по радио, на определенных частотах, специальным кодом, в опреде­ленные часы, и они записываются оператором или са­мописцем.

714. Что такое глубоководный опрокидывающийся термометр?

Это ртутный прибор, предназначенный для измерения температуры воды на различных глубинах. При опроки­дывании термометра на заданной глубине столбик ртути отрывается от резервуара и при подъеме на борт судна термометр показывает температуру, которую, принял в момент опрокидывания. Глубоководные опрокидываю­щиеся термометры изготавливаются вручную из специ­ального закаленного стекла и тщательно калибруются. Они позволяют измерять температуру воды с точностью 0,01—0,001°С. Хотя эти термометры настолько хрупкие, что исследователи приносят их на суда в руках, они на глубинах до 10 тыс. м выдерживают давление воды 1 т/см2. В последние годы в обиход все больше входят электронные датчики температуры, однако и опрокиды­вающиеся термометры еще не собираются сдавать своих позиций.

715. Как пользуются опрокидывающимися термометрами?

Обычно два или три термометра помещают в раму, крепящуюся к батометру Нансена — латунному цилинд­ру, с помощью которого берутся пробы воды для хими­ческих анализов. Батометры через определенные интер­валы прикрепляют к тросу и опускают за борт в воду. Скользящий по тросу посыльный груз приводит в дей­ствие механизм опрокидывания последнего из серии или ближайшего к поверхности воды батометра. В момент его переворачивания высвобождается прикрепленный к батометру очередной посыльный груз и так далее, пока не перевернутся батометры всей серии.

Батометры снабжены клапанами, которые при пере­ворачивании прибора закрываются, тем самым сохраняя в целости пробы воды с нужного горизонта. Одновременно переворачиваются и термометры, фиксируя тем­пературу воды на той же глубине.

716. Что такое посыльный груз?

Это цилиндрический латунный груз диаметром 2,5 см и длиной 7,5 см. Его надевают на трос и отпускают. Груз в свободном падении скользит но тросу и, ударяясь о специальное устройство па прикрепленном к тросу из­мерительном приборе, включает или выключает вер­тушки, или вызывает опрокидывание батометров с глубоководными термометрами.

717. Как определяются глубины погружения опрокидывающихся термометров?

Глубину погружения термометров в момент перево­рачивания можно приблизительно определить по блок-счетчику, через который проходит трос. Однако точность такого определения невелика, так как под влиянием дрейфа судна и глубинных течений трос может значи­тельно отклониться от вертикали. Для точного опреде­ления глубины один термометр защищается от давле­ния, а другой остается незащищенным, Незащищённый термометр или термоглубометр показывает большую тем­пературу, так как на него действует еще и давление воды. По разности показаний двух таких термометров можно определить давление на данной глубине, а дав­ление прямо пропорционально глубине. Расчеты, выпол­ненные обычно на судовой ЭВМ, позволяют определить глубину с погрешностью до 0,5%.

718. Что такое батитермограф?

Это прибор, предназначенный для получения профи­ля температуры от поверхности до глубины в несколько сот метров. Датчиком температуры в нем служит 15-мет­ровая медная трубка, заполненная толуолом и намотан­ная на специальный каркас. При расширении и сжатии толуола связанное с трубкой перо перемещается и ца­рапает стеклянную пластинку, покрытую специальной пастой. Под давлением на мембрану воды перемещается и сама пластинка, так что перо прочерчивает кривую в двух координатах — температуры и глубины. Отсчеты температуры на различных глубинах снимаются с кривой по специальной сетке в приспособлении, куда встав­ляется пластинка. Батитермограф — дешевый прибор. Им можно работать на ходу судна до 12 узлов. В отли­чие от опрокидывающихся термометров, дающих темпе­ратуру на конкретных глубинах, батитермограф позво­ляет получить непрерывную запись распределения тем­пературы на глубине.

719. Какие недостатки у батитермографа?

Глубина погружения прибора ограничена до 300 м. Точность его 0,05°С, что бывает недостаточно для ре­шения многих научных задач. Кроме того, каждый при­бор имеет свою собственную нелинейную отсчетную сетку, поэтому снятие показаний с температурной кри­вой невозможно автоматизировать и эту утомительную процедуру приходится выполнять вручную. Если суда быстроходные, то для работы с батитермографом нуж­но сбавлять скорость. По этим и некоторым другим при­чинам в настоящее время предпочтение отдается элект­рическим  батитермографам  разового  действия.

720. Что такое батитермограф разового действия?

Это прибор обтекаемой формы, предназначенный для измерения температуры воды в слое от поверхности до 450 м. Его можно сбрасывать с судна, движущегося со скоростью до 30 узлов. Датчик температуры соединен с находящимся на борту судна регистратором тонким электрическим проводом, который обрывается, когда зонд достигает максимальной глубины. Достоинства при­бора в том, что с его помощью получаем сведения о тем­пературе в обследуемом слое воды без дополнительной обработки; недостаток — при массовых измерениях нуж­но иметь очень много приборов.

721. Что такое волномерная рейка и какими они бывают?

Волномерные рейки — это приспособления для изме­рения высоты волн на сравнительно неглубоких участ­ках водоема. Они устанавливаются вертикально и с та­ким расчетом, чтобы возвышались над водой на высоту не меньшую, чем возможная высота возникающих в этом районе волн. Рейки размечены яркими красками на оп­ределенные отрезки, позволяющие наблюдателю оценить высоту волны с заданной точностью. Волномерные элект­рические рейки оборудованы записывающими устройст­вами. Они градуированы и снабжены электрическими датчиками. При погружении датчиков в набегающую волну изменяется электрическое сопротивление обмотки на рейке, которое фиксируется на самопишущем при­боре.

Перспектометр-волнометр — оптический прибор ди­станционного измерения волн, основан на принципе оп­тического артиллерийского дальномера. С его помощью наблюдения проводятся с берега.

Динамометр — также дистанционный электрический прибор, оборудованный записывающим устройством. Он определяет давление на дно набегающей волны, которое зависит от ее высоты. Прибор предварительно градуи­руется.

722. Что такое волномерный буй?

Электрический дистанционный прибор для измерения воли в открытом водоеме. Сигналы о высоте волн пере­даются па записывающие устройства, установленные на судне по кабелю. Записываются сигналы, генерируемые специальной вертушкой, подвешенной к плавающему на поверхности бую. Прибор фиксирует интегральную вер­тикальную амплитуду колебания поверхности воды при волнении.   Недостатком  прибора  является  то,  что   он вместе с судном дрейфует. Возможен запуск и свободно­плавающих волномерных буев, на них могут быть обо­рудованы  самописцы   и   передающие радиоустройства. Сигналы таких буев принимаются на специально обо­рудованных береговых станциях.

723. Что такое гидролокатор?

Электромагнитный прибор, предназначенный для определения расстояния между предметами под водой. Принцип его действия такой же, как и у радиолокатора, только вместо радиоволн в нем используют звуковые (акустические) волны. Для определения расстояния до предмета, от которого отразились излучаемые гидролока­тором  звуковые волны, берут половину произведения скорости звука в воде на время, прошедшее между излучением звукового импульса и приемом отраженного сигнала. Гидролокатор используется для обнаружения подводных лодок, при поиске косяков рыб и для опреде­ления глубины. В последнем случае гидролокатор пред­ставляет собой обычный эхолот. В последнее время раз­работан ряд конструкций гидролокаторов с более мощ­ными излучателями ультразвуков направленного дейст­вия, которые позволяют определить толщину донных осадков на дне водоема и характер их залегания.

724. Как определяется давление  волн на преграду?

В волноломе или в преграде, на которой собираются оцепить давление волн, устанавливают специальные ди­намометры, заранее оттарированные на возможные дав­ления. Динамометры соединены с записывающими уст­ройствами. Запись может проводиться как электриче­скими, так и механическими самописцами.

725.  Что такое акселерометр?

Это прибор для измерения ускорения эталонной мас­сы, возникающего под действием внешних сил. В нави­гации и океанографии акселерометр используется для измерения воздействия волнения на судне. По записям прибора можно определить тип волнения и его интен­сивность.

726. Что такое лимниграф?

Прибор для измерения изменений уровня воды в озере. Главная часть прибора — поплавок, поднимаю­щийся и опускающийся в специальном успокоительном колодце, который сообщается с водоемом. Колодец иск­лючает влияние горизонтальных движений воды и благо­даря размеру своего входного отверстия существенно уменьшает влияние резких изменений уровня, подобных тем, которые вызываются ветровыми волнами.

727. Как работает лимниграф?

Поплавок, расположенный в колодце, четко следует за изменяющимся уровнем, перемещаясь вертикально вверх при подъеме или вниз при понижении уровня.

Вертикальные движения поплавка и связанного с ним троса приводят в действие червячную передачу, связан­ную с пером, которое вычерчивает на диаграммной лен­те кривую, соответствующую движению поплавка. Часо­вой механизм протягивает ленту с постоянной скоростью. Благодаря совместному движению пера и диаграммной ленты вычерчивается непрерывная кривая подъема и по­нижения уровня. В настоящее время электронные теле­метрические системы позволяют автоматически переда­вать информацию от лимниграфов и мареографов, уста­новленных как на прибрежных станциях, так и в откры­том водоеме, прямо на центральные регистраторы. Для передачи показаний на расстояния  (по проводам  или радио)  имеются дополнительные устройства, в которых вертикальные  перемещения  поплавка  преобразуются в электрические импульсы. В прибрежной зоне водоемов используются также лимниграфы  (мареографы), прин­цип действия которых основан на изменении гидростати­ческого давления столба воды. Датчик уровня устанав­ливается, на дно или кропится у подводной части гидро­технического сооружения. Есть и другие устройства.

728. Чем отличается лимниграф от мареографа?

Принципиальная схема устройства у этих приборов и метод измерения сходны. У мареографа, который пред­назначен для измерения уровней с большой амплитудой, в зависимости от величины колебания уровня моря в дан­ном месте, применяют самописец уровня моря с боль­шим масштабом записи не только 1:10, как у лимни­графа, но и 1:20, 1:40. Кроме того, применяются ав­тономные гидростатические мареографы  (ГМ-28) для измерений колебаний уровня на временных пунктах. У этих приборов датчик и самописец регистратор смон­тированы в одном контейнере. Существуют мареографы открытого моря, они основаны также на принципе ре­гистрации гидростатического давления и могут устанав­ливаться на дно при глубине до 200—250 м и вести ав­тономную запись.

729. Какими приборами измеряют течения?

Для измерения скорости течения используют два ви­да приборов: электрические и механические. Во многих измерениях течений как механических, так и электриче­ских датчиком скорости течения служит вращающаяся на оси крыльчатка, а датчиком направления — магнит­ный компас. Все эти приборы основаны на измерении числа оборотов крыльчатки за определенный промежу­ток времени. Это делается с помощью механического (вертушка Экмана) или электрического (измеритель те­чений Робертса) счетчика. В последнее время широко используются ротор Савокиуса, обороты которого регист­рируются электрическим счетчиком, и буквопечатающая вертушка Алексеева. В вертушке Алексеева запись ве­дется па лепте с помощью специального устройства че­рез определенное количество оборотов вертушки.

В практике лимнологов для определения скорости течения используются также термометры сопротивле­ния — термогидрометры, основанные на изменении со­противления термопар в зависимости от скорости водно­го потока, омывающего эти датчики. В последнее время появились усовершенствованные электрические записы­вающие измерители скорости и направления течений АЦИТ.

730. Что такое вертушка Экмана?

Механический прибор для измерения скорости и на­правления течений в океанах, морях и озерах, изобретен­ный шведским физиком В. В. Экманом. Поток воды вращает чувствительную крыльчатку, число оборотов подсчитывается счетчиком. С помощью специальной таблицы число оборотов пересчитывается на единицы скорости течения. Направление течения определяется по тому, в какой из секторов компасной коробки попали шарики, которые проваливаются из камеры через опре­деленное число оборотов крыльчатки. После каждого измерения вертушку приходится поднимать на палубу для снятия отсчетов количества оборотов крыльчатки для определения положения шариков в компасной коробке и перезарядки для дальнейших измерений.

731. Что такое ЭМИТ?

Прибор для измерения скорости и направления тече­ний с движущегося судна — электромагнитный измери­тель течений (ЭМИТ). ЭМИТ работает на принципе электромагнитной индукции и разработан был для ра­боты в морской соленой воде, которая является электро­литом. При движении через геомагнитное поле в ней возникает электрический ток. Потенциалы наведенной электродвижущей силы снимаются с помощью двух электродов, буксируемых за судном на расстоянии 100 м один от другого. Вектор течения рассчитывается по ре­зультатам измерений на двух взаимно перпендикуляр­ных курсах. В настоящее время гидрологами Лимноло­гического института СО АН СССР этот прибор после некоторого усовершенствования применяется для измере­ния скорости и направления течения в пресной воде.

732. Можно ли использовать ЭМИТ на Байкале?

Вода в Байкале, хотя и слабо минерализована, но содержит достаточное количество ионизированных солей, чтобы при движении через геомагнитное поле в ней воз­никал электрический ток. Потенциалы наведенной элек­тродвижущей силы намного слабее, чем в морской воде, однако они доступны для измерения. Поэтому ЭМИТ используется и на Байкале после соответствующей мо­дернизации и повышения чувствительности приемных устройств.

733. Что такое поплавки Сваллоу?

Поплавки нейтральной плавучести, изобретенные ан­глийским океанологом Джоном Сваллоу. Вес каждого поплавка подбирается таким образом, чтобы он нахо­дился на определенной, заранее заданной глубине. На­правление и скорость движения поплавка определяются по сигналам установленного на нем акустического пе­редатчика; сигналы эти принимаются судовым гидроло­катором. С помощью поплавков Сваллоу удалось обна­ружить течение на глубинах гораздо более 2000 м. На Байкале поплавки, основанные на таком же принципе, использовались для определения скорости движения рыб и путей их миграции.

734. Как измеряют направление дрейфовых течений одновременно на разных глубинах?

Для измерения дрейфовых течений сконструированы  специальные обтекаемые поплавки, к которым прикреплены и опущены на нужную глубину подводные «паруса». Подводный «парус» представляет собой крестообразную раму размером 2х2 м, на которую натянута плотная ткань. Течения перемещают парус, который увлекает за 1 собой поплавок, плавающий па поверхности. Место положения поплавков фиксируется с помощью двух или трех теодолитов, установленных на берегу. Такие разноглубинные поплавки позволяют довольно хорошо изучать дрейфовые течения до глубины 40—50 м. На Байкале с помощью таких поплавков поучено циркуляционное течение в Лиственичном заливе и в других местах!

735. Что такое бутылочная почта?

Это  метод  исследования  поверхностных  течений с  помощью дрейфующих бутылок.  На Байкале бутылочной почтой пользуются    с начала 60-x гг. нынешнего столетия.  Было выпущено   несколько   тысяч   бутылок. Возвращено около 10% вложенных в них открыток. Полученные данные использованы при составлении атласа поверхностных течений в Байкале.

Этим способом пользуются и океанологи для изуче­ния течений в районе континентального шельфа.

736. Когда впервые была использована бутылочная почта?

На Байкале в 60-х годах впервые определили на­правление и скорость поверхностных течений и соста­вили карту.

В 1885 году принц Альберт Монакский использовал бутылки с деревянными поплавками для прослеживания течений в Атлантике. Он выпустил около 2 тыс. буты­лок и поплавков и получил достаточно сообщений о них, чтобы составить довольно точную карту поверхностных течений. Эта карта очень пригодилась после первой мировой войны для определения вероятного дрейфа мин. Однако бутылочная почта была известна на островах Океании уже много столетий для передачи сообщений от жителей одного острова жителям других островов, толь­ко использовались для этого вместо бутылок кокосовые орехи. Течения, которые периодически меняли свое на­правление, доносили послания до адресатов.

737. Как пользуются дрейфующими бутылками?

Дрейфующие бутылки, предназначенные для иссле­дования течений, плотно закупоривают, предварительно вложив туда почтовую открытку или записку (с указа­нием координат и времени ее пуска), а также немного песка для того, чтобы бутылка сохраняла вертикальное положение. В почтовой открытке есть обращение к на­шедшим бутылку, чтобы они записали место и время ее вылова и опустили открытку в ближайший почтовый ящик. Возврат открыток с пометкой мест находки до­вольно  большой, до  10%.

738. Какое расстояние может проплыть дрейфующая бутылка?

На Байкале дрейфующие бутылки, выпущенные в юж­ной котловине, были выловлены в северной котловине, в районе Баргузинского заповедника, то есть они проплы­ли около 400 км. Известны случаи, когда бутылки пере­секали Атлантику от берегов США до Ирландии, Англии, Франции, то есть покрывали расстояние около 5 тыс. км. Некоторые бутылки описывали почти замкнутый круг, проходя мимо Азорских островов и попадая на берег Вест-Индских островов, то есть проделывая путь в 8 тыс. км. Самое длительное из известных путешествий совершила бутылка, выпущенная 20 июня 1962 г. в австралийском городе Перт. Она была выловлена почти пять лет спустя вблизи Майами на Флоридском полуострове. Океанологи подсчитали, что бутылка проплыла около 26 тыс. км со средней скоростью 0,4 узла. Вероятно, путь ее лежал во­круг мыса Доброй Надежды, затем на север вдоль побе­режья Африки, далее через Атлантику к северному побе­режью Бразилии, затем на север вдоль побережья Юж­ной Америки в Мексиканский залив, а уже оттуда через Флоридский пролив в Майами.

В середине XIX в. на берегу Гибралтарского пролива была найдена закупоренная просмоленная бочка, содер­жащая залитый смолой кокосовый орех, а в нем перга­мент с посланием королю  Испании,  которое  отправил Христофор Колумб во время своего плавания. Это, пожа­луй, рекорд длительности доставки послания. Пергамент найден через 4,5 столетия.

739.  Что такое дночерпатель?

Прибор для отбора проб поверхностных слоев донных отложений. По внешнему виду дночерпатели бывают двух типов: один с двумя створками напоминает опрокинутый кошелек, другой — разрезанную на четыре дольки кожу­ру апельсина. Дночерпатели различаются по размерам и по площади захвата дна. Они зарываются в дно под действием собственного веса. Для утяжеления на створки прибора прикрепляются свинцовые или чугунные груши, или специальное устройство. При подъеме, створки дночерпателя смыкаются, удерживая таким образом пробу грунта. Недостаток этих   замыкательных   устройств состоит в том, что при взятии пробы слоистость донных отложений нарушается  (проба сминается), кроме того, илистый грунт при подъеме частично вымывается. Для предохранения от вымывания иногда применяют чехлы парусиновые или из другого эластичного водонепроницаемого материала.

В лимнологических исследованиях большое распрост­ранение получили двустворчатые дночерпатели. Они про­ще в изготовлении.

740. Как работает грейфер?

Дночерпатели грейферного типа отличаются от  обычных тем, что снабжены дополнительным пружинным уст­ройством, которое в момент касания грунта автоматиче­ски смыкает створки (челюсти). Грейфер имеет те же недостатки, как и у обычных дночерпателей.

741. Как работает драга?

Драга — это приспособление скользящего типа для от­бора проб уплотненного или каменистого грунта, который не удается взять другими приборами. Используются ко­робчатые и цилиндрические драги, которые способны со­скребать плотные слои донных отложений и даже отла­мывать образцы скальных пород. Цилиндрические драги применяют для сбора несцементированного материала на мелководьях.   При  отборе   проб  драги   буксируют   за судном.

742. Что такое грунтовая трубка?

Прибор, предназначенный для отбора проб рыхлых донных отложений, погружающийся в их толщу под вли­янием силы тяжести. Чтобы трубка глубже внедрялась в дно, к ней добавляют специальный груз, вес которого может достигать сотни килограммов. Внутрь трубки вкла­дывается пластмассовый или латунный цилиндр, разре­занный вдоль на две половинки, или цельный, в котором колонка донных отложений сохраняется для лаборатор­ного анализа. Одна из простейших трубок, применяемых в нашей стране, — трубка ГОИН (трубка, разработанная советскими учеными). За рубежом используют трубки аналогичной конструкции Флоджера длиной около метра с неразрезным цилиндром диаметром около 4 см. С помо­щью трубок ГОИН на Байкале взяты колонки донных от­ложений около  1,2 м.

743. Как получают длинные колонки грунта с ненарушенной стратификацией?

Для этого используются вакуумные или поршневые трубки. Поршень помещается так, что в момент сопри­косновения трубки с грунтом находится в нижнем ее кон­це. Он соединен с подъемным тросом, по которому трубка с закрепленным на ней грузом скользит в свободном па­дении под действием силы тяжести, заглубляясь в грунт. Поршень в это время, перемещаясь с нижнего конца труб­ки к верхнему, создает вакуум, способствующий свобод­ному проходу колонки грунта внутрь трубки с почти не­нарушенной стратификацией. Несколько деформируются лишь верхние горизонты обычно более рыхлых слоев до того момента, когда трубка войдет в более плотные слои отложений. В нашей стране применяются поршневые трубки конструкции советских океанологов Сысоева, Кудинова длиной до 40 м. Зарубежные исследователи ис­пользуют трубку аналогичной конструкции Кулленберга.

На сравнительно небольших глубинах (до 200—250 м) для отбора проб донных отложений с ненарушенной структурой используются вибропоршневые трубки. Эти трубки на верхнем их конце снабжены электровибрато­ром, который и способствует ее заглублению. Поршневое устройство способствует лучшему заглублению и сохранению слоев ненарушенными.

744. Что такое трубка-бумеранг?

Спуск грунтовой трубки на большую, в несколько километров, глубину с помощью троса — процедура длительная и не простая. Ученые Вудс-Холского океанографического института разработали свободнопадающую трубку, не связанную с тросом. В свободном падении на дно ее доставляет чугунный балласт, который после выполнения своей функции и заглубления трубки остается на дне, а трубку поднимают на поверхность привязанные к ней стеклянные поплавки. Отрывное усилие поплавков сравнительно небольшое, поэтому колоном большой мощности с помощью таких трубок взять не удается. Зато с рекогносцировочной целью довольно быстро можно взять пробу грунта на нужных глубинах. Heдостаток их еще в том, что слишком много безвозвратно теряется чугуна, используемого в качестве балласта.

745. Что такое лот?

Это устройство для измерения глубины водоема, пред­ставляющее собой трос (лотлинь) с прикрепленным к погружаемому его концу грузом. Трос (лотлинь) размечен марками, указывающими длину в футах или метрах. В последнее время лотлинь размечают метровыми интер­валами.

Иногда вместо троса (лотлиня) используют промерную струну. При измерении максимальных глубин Бай­кала, Г. Ю. Верещагин использовал тонкую проволочную струну, с подвешенным на конце грузом, наматывая ее на обод велосипедного колеса.

746. Что такое промер?

Промером называется измерение глубин озера при ги­дрографической съемке или других исследованиях, когда нужно точно знать глубину. Измерение проводят различ­ными приспособлениями: шестом, лотом, эхолотом.

В Байкале глубины вначале измерялись с помощью лота. В 30-е гг., например, был использован звуковой эхо­лот. Кривые, получаемые на этих приборах, и проблес­ковые сигналы сразу же дают показания глубины в данный момент, а на ленте самописцев, кроме того, изобра­жается и профиль рельефа дна на ходу судна, который используется для создания батиметрических карт всего водоема.

747. Что такое эхолот?

Это электромагнитный прибор для автоматического из­мерения глубины водоема как на ходу судна, так и при его остановке. Эхолоты есть стационарные и переносные для измерения небольших глубин, например, на реках и в мелких озерах. Эти приборы позволяют измерять глубины и с обычной лодки.

Принцип работы эхолота основан на измерении вре­мени прохождения ультразвука через толщу воды от по­верхности до дна и обратно. Генератором ультразвука, или излучателем, служит специальный трансформатор, на обмотки которого подается ток высокой частоты. Недале­ко от генератора размещено приемное устройство отра­женного от дна сигнала — эха. В приемной части эхо преобразуется в электрический сигнал, поступающий на проблесковое устройство — лампу, дающую вспышку, или на записывающее устройство. Запись происходит на специальной электропроводящей бумаге.

Градуировка показаний эхолота произведена из та­кого расчета, что скорость происхождения звука в воде постоянна и равна 1500 м/с. Но эта величина зависит от физических и химических свойств воды (температуры, солености). Поэтому необходимо при каждом измерении знать скорость распространения звука в воде. Если она определена точно и учтены все для данных условий по­правки, то и измеренные эхолотом глубины будут соот­ветствовать истинным их величинам.

748. Что такое геолокатор?

Электромагнитный прибор для автоматического из­мерения мощности рыхлых донных осадков в водоеме. Принцип его работы такой же, как у эхолота, но сиг­нал, излучаемый прибором, имеет значительно  большую мощность и способен пронизывать толщу осадков до 2—5 км.

На Байкале был применен в 1977 г. геолокатор, из­лучателем звука у которого была воздушная пушка, про­изводившая разряды (выстрелы) сжатым воздухом. С его помощью измерили толщу донных осадков мощностью до 2 км и определили характер их залегания в разных) районах.

749. Что такое промерный трал?

Устройство, применяемое для исследований рельефа на участке, где дно образовано выходами скальных по­род. В таких районах обычные методы промера не дают желаемых результатов, то есть не позволяют обнаружи­вать скальные образования, выступающие выше опреде­ленной глубины, необходимой для безопасного плавания судов. Такие выступающие скалы, или нагромождения крупных камней, есть на Муринской банке, в районе губы Ая; в районе мыса Понгонье; мыса Хобой, губы Хакусы, у одноименного мыса Хакусы, расположенного к северу от бухты; вдоль северо-восточного берега бухты Сосновки и в других местах Байкала.

750. Как берут пробы воды для химического анализа?

С помощью батометра Нансена. В последнее время стали применять новый тип батометра (батометр Кискина), который изготавливается из пластмассы. Этот ба­тометр позволяет избежать загрязнения проб воды ионами металлов.

751. Как измеряют электропроводность  воды?

Электропроводность воды в Байкале измеряют с помощью специально сконструированного прибора — зонда, на котором установлены датчики электропроводности, тем­пературы и давления. Все эти данные фиксируются на самопишущем устройстве. Такой зонд дает непрерывное распределение электропроводности и температуры по глубине, в отличие от батометров, дающих распределе­ние па определенных, заранее заданных глубинах. Недо­статок этого устройства в том, что он не дает возможно­сти определить концентрации органических веществ.

752. Что такое электролов?

Электродов производится с помощью специальных устройств, излучающих электрические импульсы. В поле таких импульсов рыба плывет к положительно заряжен­ному электроду (аноду), коснувшись его, оглушается и всплывает на поверхность, где ее подбирают рыбаки. Та­ким же образом можно оглушить рыбу, попавшую в ко­шельковый невод, а затем рыбными насосами перекачать ее в трюм рыболовецкого судна. Импульсное электриче­ское поле используют также для заграждения от попада­ния рыб в водозаборные устройства насосных станций. В этом случае напряженность и направленность поля подбирается так, чтобы рыбу не глушило, а отпугивало от водозабора. Электролов рыбы на Байкале в настоящее время не используют. Была попытка с помощью электронаградителя изменить путь нерестовой миграции омуля в Селенге. Но эта попытка закончилась конфузом, так как недооценила биологию и устойчивость инстинкта рыб. Рыба гибла от электрошока, но своего миграционного пу­ти не изменила.

753. Как ловят рыбу на свет?

Обычно в ночное время. Свет мощных электрических фонарей направляют в воду, и некоторые рыбы идут на него, как мотыльки пли бабочки. Хищных рыб привлека­ет скопление корма. Скопившихся на сильно освещенном участке рыб вылавливают либо специальными сетями (как, например, сайру в Японском море), либо рыбными насосами (как кильку в Каспийском и Азовском морях). Но ловить рыбу на свет можно, когда вода достаточно прозрачна. В мутной воде эффективность лова резко сни­жается. В Байкале промыслового лова рыбы на электро­свет нет. Он проводился только для научно-исследова­тельских целей, когда выяснялась возможность и разра­батывалась технология лова по преимуществу голомянки и бычков, которые обычными сетевыми орудиями не вылавливаются. Однако лов оказался малоэффективным.

754. Можно ли ловить или приманивать рыбу с помощью звука?

Многих рыб привлекают разные звуки, в том числе и шум двигателей и винтов рыболовных судов. Но чаще звуковые сигналы используются как отпугивающее средство для того, чтобы загнать рыбу в сети. В Байкале таким образом ловят хариуса. Пользуясь тем, что хариус в ночное время находится у берега, выставляют сети на некотором расстоянии от берега, а затем, идя на лодке между берегом и сетями, частыми ударами колотушкой по борту лодки или плоским предметом по воде отпуги­вают рыб, которые бросаются в сторону озера и попада­ют в расставленные сети. Такой лов рыбы называется ко­лотовкой.

755. Что такое трал?

Трал — это специальное сетевое орудие активного ло­ва рыбы с траловых судов. Трал — огромный сетяной ме­шок с входным отверстием в несколько десятков квад­ратных метров — тянут по дну или на определенной глу­бине на тросах (ваерах). Спуск и подъем тралов с рыболовецкого судна осуществляют специальными тра­ловыми лебедками. Сейчас на Байкале тралы не исполь­зуются. В 40-х гг. траловый лов промысловых рыб про­водился в течение нескольких лет. Для научно-исследова­тельских целей сейчас используются, главным образом, разноглубинные тралы Айзекс-Кидда с входным отвер­стием около 4 м2.

756. Что такое планктонная сетка?

Коническая сеть, раскрытая с помощью кольца соот­ветствующего диаметра. Предназначена для сбора мел­ких планктонных организмов. Диаметр раскрытия сетки около полуметра. Для отлова более крупных и глубоко­водных организмов используются сетки с раскрытием до 2 и даже 3 м. Обычно сетка буксируется за судном в те­чение получаса или опускается на нужную глубину и быстро поднимается, процеживая определенный столб воды. Для исследования быстроподвижных организмов применяется скоростная сеть Яшнова.

Принцип устройства их сходен. Попавшие в сетку ор­ганизмы собирают в съемный стакан диаметром при­мерно 10 см, прикрепленный к ее узкой нижней конусной части.

757. Что такое сеть Кларка-Вумпуса?

Это гидробиологическая сеть для отлова планктонных организмов с устройством, позволяющим измерять объем воды, проходящий через нее при буксировке. Перед обыч­ной планктонной сетью она имеет то преимущество, что позволяет проводить количественные измерения содер­жания планктона в единице объема воды.

758. Что такое планктонный регистратор Харди?

Прибор изобретен Алистером Харди и предназначен для регистрации количества планктона. Состоит из от­крытой с обоих концов трубки длиной около метра. По­падающие в трубку планктонные организмы задержи­ваются тонким матерчатым фильтром, который медленно вращается поперек отверстия силою проходящего потока воды. Прибор непрерывного действия буксируется за суд­ном и может работать на ходу судна, движущегося со скоростью до 15 узлов. Применяется в основном при ис­следованиях в океанах и морях. В практике лимнологи­ческих исследований в нашей стране широкого примене­ния пока не нашел. Но используя его принцип накопле­ния планктона, в сочетании с измерением электропровод­ности накопленной органической массы, разрабатывается прибор для использования в озерах, в том числе и в Байкале.

759. Что такое отстойный метод в гидробиологии?

В олиготрофных водоемах количество организмов в единице объема очень мало, что затрудняет подсчет и определение числа особей. Для облегчения этой работы пробы с большим объемом воды помещают в специальные сосуды и отстаивают. При этом организмы, находящиеся в водной толще пробы, осаждаются на дно сосуда. От­стоявшиеся верхние слои воды сливают, а в отстое по­лучают концентрированную пробу с достаточным содер­жанием изучаемых организмов. Однако этот метод не безупречен, так как разные организмы отстаиваются (осаждаются) по-разному, в зависимости от размера. Очень мелкие (микроскопические) организмы осаждают­ся медленно, и их обычно сливают вместе с отстоявшейся жидкостью. Для избежания таких потерь пробы для количественных подсчетов необходимо фильтровать через мембранные фильтры или через специальные ультратонкие фильтры, которые разработали и изготовляют Лаборатории академика Г. Н. Флерова в Институте ядерных исследований в Дубне.

760. Почему для оценки количества фитопланктона нельзя, долго хранить фиксированные пробы?

При длительном хранении проб некоторые организмы, и в том числе панцири у диатомовых водорослей, разру­шаются в жидкости, в которой они зафиксированы (в фор­малине). Поэтому при подсчете их количества и опре­делении видового состава могут быть допущены ошибки. Для их избежания необходимо обрабатывать свежие, только что собранные пробы или хранить их очень не­продолжительное время (недели, а не месяцы и годы). Простейшие вообще следует изучать только в свежих пробах.

761. Как производится отлов глубоководных организмов?

С помощью специальных гидробиологических сеток (Джеди, Яшнова и др.), планктонных и разноглубинных тралов, сетями; мелкие организмы отлавливают батомет­рами вместе с пробой воды. Донные организмы добывают­ся дночерпателями, донными тралами, драгами

762. Как обеспечивают фиксацию глубоководных донных организмов (для сохранения состава и структуры мягких и жидких тканей)?

С помощью специальных самовсплывающих батомет­ров. Отобранные пробы с организмами и грунтом, в кото­ром они обитали, замораживаются и таким образом до­ставляют в лаборатории ученых.

763. Что означает исследование «in situ»?

(Латинское in situ — на месте.) Этот термин в лим­нологию пришел из океанологии. Он означает, что наблюдения или измерения (исследования) производятся в ес­тественных условиях обитания организмов или там, где находится исследованный образец, когда, например, изу­чаемый объем воды остается в первоначальном неиз­менном состоянии. Лимнологам и океанологам часто бы­вает необходимо изучить определенные свойства того или иного слоя именно там, где он находится, поскольку при извлечении пробы воды на поверхность из более глубоких слоев эти свойства могут измениться — например, умень­шится содержание газов, изменится их состав, изменится рН, электропроводность и др. Методическое осуществле­ние этих работ пока недостаточно разработано, и выпол­нять такие измерения довольно сложно. На Байкале, например, при исследовании донных отложений исполь­зуются специальные пробоотборники, которые опускают­ся на нужную глубину, отбирают пробу грунта и придон­ного слоя воды и герметически закрываются. Такие при­боры позволяют изучить донные отложения, придонный слой воды и растворенные в них газы здесь же, на ко­рабле, как только пробы вынуты из воды.

Выходные данные материала:

Жанр материала: Отрывок из книги | Автор(ы): Галазий Григорий Иванович | Источник(и): Байкал в вопросах и ответах. - Иркутск, 1989 | Дата публикации оригинала (хрестоматии): 1989 | Дата последней редакции в Иркипедии: 17 марта 2015

Материал размещен в рубриках:

Тематический указатель: Статьи | Байкал в вопросах и ответах | Байкал | Библиотека по теме "Наука. Техника. Технологии"