7.2. Методы изучения перемещения наносов

Для изучения вдольбереговых перемещений наносов в связи с различиями видов и форм переноса твердых частиц, а также с учетом различия задач исследований применяются методы минералогического и морфологического анализа [52], метод окрашивания твердых частиц люминофорами [52, 120] или облучения их радиоактивными изотопами [52], объемный, гидродинамический [109] и гидрометрический [2, 6, 167] методы.

Метод минералогического анализа используется в основном для выяснения направления и дальности перемещения наносов. Метод морфологического анализа и объемный дают возможность определять не только направление перемещения, но и объемы аккумуляции наносов за некоторые, достаточно продолжительные промежутки времени. Следует заметить, что в зарубежных работах основное внимание уделяется изучению деформаций дна и оценкам вдольбереговых перемещений наносов объемным методом. Это связано с тем, что в иностранной литературе (причем не только в отдельных научных статьях, но и в монографиях [60, 77]), высказывается мнение о невозможности непосредственного измерения расходов наносов и существенно преуменьшается роль взвешенных наносов.

Применение «меченных» люминоформами или изотопами твердых частиц позволяет определить скорость, направление и размеры зон перемещения наносов, а совместно с данными о слое деформаций — объемы перемещений наносов [52].

В гидродинамическом методе, разработанном В. В. Лонгиновым [109], наносодвижущее действие волнения и прибойного

потока определяется по данным о числовых значениях и суммарной повторяемости горизонтальных волновых давлений в придонном слое с учетом состава донных отложений и сдвигающих скоростей.

Гидрометрический метод базируется на определении расхода наносов по данным о расходе и мутности воды. Впервые он был применен на Черноморской станции Института океанологии АН СССР. В створе, оборудованном подвесной люлькой, производились измерения скорости течения и отбирались пробы воды на мутность [2]. Этот метод наиболее широко использовался и в исследованиях, проводившихся экспедиционными группами ГГИ на внутренних водоемах. Последний отличался от указанного выше метода только тем, что измерение скорости течения и отбор проб воды на мутность производились не только с помощью дистанционного тросового устройства, но также и с эстакады, лодки или вброд [190, 227].

Рис. 7.1. Временная эстакада, построенная на Кременчугском водохранилище для изучения динамики береговой зоны (общая длина 80 м, наибольшая глубина 2,2 м).

Дистанционным устройством (с пролетом от 25 до 127 м) было оборудовано три створа на Кайраккумском водохранилище и один створ (с пролетом 156 м) на Азовском море, а эстакадой (протяженность 80 м) - один створ на Кременчугском водохранилище [186, 190] (рис. 7.1). Пробы воды на мутность при каждом измерении отбирались обычно на шести—восьми вертикалях. Число точек измерения на вертикали составляло две—четыре.

В приурезовой зоне пробы отбирались интеграционно по вертикали. Для отбора проб обычно использовались батометры длительного наполнения — батометр-бутылка на штанге или тросе [164]. Во время работ на Каховском и Кременчугском водохранилищах широко использовался интеграционный (по ширине отмели) способ отбора проб воды, при котором о средней в створе мутности судили по одиночным пробам, отбиравшимся из верхнего и придонного слоев в пределах между урезом и внешней границей зоны мутности [173]. В некоторых случаях определялось

мгновенное распределение мутности воды по вертикали. Для отбора проб воды со взвешенными наносами применялись стандартные батометры и батометры, разработанные А. С. Судольским: плавучий батометр-интегратор, придонный батометр-интегратор и батометр-дифференциатор [173], показанные на рис. 7.2.

Рис. 7.2. Батометры для взятия проб воды со взвешенными наносами в прибойной зоне. а — батометр-дифференднатор мгновенного наполнения, б - плавучий батометр-интегратор, в — придонный батометр-ннтегратор.

Для измерений расходов донных наносов использовались ловушки [167], которые заглублялись до уровня дна и поэтому не вызывали заметных нарушений потока и перемещения наносов. Элементы волн во время работ на береговых отмелях регистрировались электромеханическим волнографом, механическими регистраторами волновых колебаний уровня с помощью электроконтактных вех [154, 169], а за время измерения расхода наносов или отдельный шторм определялись по максимально-минимальным волномерным вехам, устанавливаемым для этой цели на бровке береговой отмели.

Ширина береговых отмелей на водных объектах составляла на Кайраккумском водохранилище и 150-300 м на Ладожском озере. За время работ на всех указанных выше, водных объектах было измерено около 200 расходов взвешенных наносов и около 50 расходов донных наносов.