Что такое мутная речная вода
Талые и дождевые воды, стекая по склонам поверхности земли, производят значительную разрушительную работу, носящую название водной эрозии. Они смывают большое количество частиц грунта в высоких местах и отлагают (аккумулируют) эти наносы в других, более низких (у подножья склонов, в устьях рек), там, где сила потока ослабевает и он уже не в состоянии передвигать их дальше. Таким образом, эрозия и аккумуляция являются двумя сторонами единого процесса.
Естественно, что чем больше интенсивность стока дождевых и талых вод, чем больше уклоны поверхности, по которой происходит сток вод и, наконец, чем легче поддаются размыву грунты, слагающие поверхность, тем больше эрозионная (разрушительная) деятельность текущих вод. Большую роль в развитии эрозионных процессов играет также растительный покров. Наличие луговой растительности, а тем более болот и лесов, замедляет сток дождевых и талых вод и, следовательно, сильно ослабляет процессы эрозии, защищая почву от смыва. Наоборот, при обнаженной поверхности, что может иметь место вследствие различных причин (вырубка леса, распашка и т. д.) и при отсутствии противоэрозионных мероприятий, процессы эрозии могут получить интенсивное развитие и вызвать катастрофические последствия.
Эрозия земной поверхности приносит колоссальный вред народному хозяйству. В результате овражной эрозии ежегодно выпадают из сельскохозяйственного оборота до 90000 га земли за счет увеличения площадей приовражных земель. Еще больший вред приносит плоскостный смыв. Едва заметные бесчисленные мутные струйки талых и дождевых вод не только обедняют почву влагой, но и смывают наиболее плодородные ее слои.
По подсчетам А. М. Панкова, с возделываемых земель ежегодно только во время таяния снегов смывается до 260 млн. т почвы. В районах с расчлененным рельефом ежегодный смыв почвы составляет от 2 до 40 г с 1 га. Нередко смыв достигает 50-80, а при катастрофических ливнях — до 250 т и более с 1 га. К этому надо прибавить, что большой объем наносов, приносимых реками в водохранилища, нередко влечет быстрое их заиление.
Отсюда становится понятным тот большой практический интерес, который представляет собой изучение процессов, связанных с водной эрозией.
Показателем эрозии является мутность речных вод; она, как известно, характеризуется количеством наносов в граммах на 1 м 3 воды. На рис. 40 показаны, по данным Г. И. Шамова, границы зон на территории СССР, характеризующихся определенной мутностью речных вод (среднегодовая мутность в г/м 3 ). Краткая характеристика этих зон такова.
Рис. 40. Схематическая карта средней мутности воды рек СССР (в г/м 3 ) (то Г. И. Шамову).
Зона I — малой мутности речных вод, не превышающей обычно 50 г/м 3 , — охватывает всю северную половину Европейской и Азиатской частей СССР. Южная граница этой зоны в Европейской части СССР примерно совпадает с границей лесной зоны, а в Азиатской части проходит несколько севернее. В пределах зоны полностью расположены бассейны Немана, Западной Двины, Невы, Северной Двины, Печоры, нижней части Оби и почти полностью бассейны Енисея и Лены (за исключением верховьев).
Малая мутность речных вод объясняется, прежде всего, наличием растительного покрова, защищающего почвы от размыва. Русловая эрозия невелика вследствие малых уклонов. Особенно малая мутность наблюдается на реках Карелии и Кольского полуострова, что объясняется особым геологическим строением. Реки здесь врезаются в твердые, трудно размываемые коренные породы (граниты, гнейсы, диабазы). Вследствие этого даже при значительных уклонах, они обладают исключительно малой мутностью, не превышающей обычно 20 г/м 3 . Большое значение при этом имеют здесь многочисленные озера, играющие роль отстойников. Пониженная мутность речных вод характерна также для Белорусского и Придеснянского полесий. В Азиатской части СССР слабая эрозионная деятельность и малая мутность речных вод объясняются наличием вечной мерзлоты, препятствующей развитию эрозионных процессов и, прежде всего, глубинной эрозии.
В этой зоне, очевидно, необходимо было бы выделить тундру, как область с исключительно малой эрозионной деятельностью, вследствие преобладания равнинных форм рельефа, большой поверхностной заболоченности и обилия озер. Однако по мутности речных вод области тундры нет никаких данных.
Зона II — средней мутности речных вод (50- 150 г/м 3 ) — охватывает лесостепную и частично лесную зону Европейской территории СССР и Сибири. В пределах этих зон расположены значительные части бассейнов Десны, Оки, Камы, Тобола, Ишима, верховьев Енисея, Лены и Амура. Повышенная мутность вод связана с наличием обширных пространств, лишенных древесной растительности и распаханных.
Зона III — высокой мутности речных вод (150-500 г/м 3 ) — охватывает южную территорию Европейской части СССР и Западной Сибири. В основном это степная зона, характеризующаяся малой влажностью почвы, причем последняя, как правило, представляет собой мало устойчивые против размывающего действия потоков лессовидные суглинки и суглинистые черноземы. Усиление эрозии связано здесь также с широким распространением пропашных культур. К этой зоне относятся реки левобережья Днепра ниже Киева, значительная часть рек бассейна Дона, реки Приазовья, Приволжской возвышенности, бассейна Урала и степной части Западно-Сибирской низменности. По величине мутности вод к этой зоне принадлежат и многие реки Средне-Русской возвышенности, отличающиеся повышенной эрозионной деятельностью.
Еще более высокой мутностью (превышающей 500 г/м 3 ) отличаются воды рек Волыно-Подольского плато, Донецкого кряжа и некоторых других районов, характеризующихся расчлененным рельефом.
Наиболее высокую мутность имеют воды трех рассмотренных зон (за исключением Дальнего Востока) во время весенних половодий, когда она в 10-30 раз превышает мутность меженних вод. В среднем за период весеннего половодья реки выносят до 80-90% всего годового количества наносов. На реках Дальнего Востока наибольший сток наносов падает на летние месяцы, в течение которых там наблюдаются высокие дождевые паводки.
Следует напомнить, что рассмотренные данные характеризуют средние годовые значения мутности. Как и всякие осредненные величины, они удобны для сравнительного метода исследования, однако не дают представления о чрезвычайно изменчивой в году эрозионной деятельности рек и о резких колебаниях мутностей потоков. Так, например, наибольшая из определенных мутностей на верхнем Дону у с. Семилук достигала 1593 г/м 3 , на Дону у Калача — 1075 г/м 3 ; наименьшая мутность для этой же реки была определена в 6 г/м3, а для р. Воронежа она составила 0,3 г/м 3 . Мутность вод Дуная в устье за 30-летний период наблюдений колебалась от 2 до 1305 г/м 3 .
Зона IV — очень высокой мутности вод (500-5000 г/м 3 ) — охватывает горные области Кавказа и Средней Азии. Особенно высокая мутность вод наблюдается в тех районах, где большие уклоны сочетаются с благоприятными геологическими условиями (наличие пород, легко поддающихся размыву). Такое сочетание характерно для рек восточной части Большого Кавказа, где широко развиты глинистые сланцы, известняки и глины. Максимальная среднегодовая мутность здесь достигает 11700 г/м3 (р. Аксай). Это самая высокая среднегодовая мутность, наблюдавшаяся на реках СССР. Высокая мутность характерна также для pp. Сулака, Самура и Терека. Мутность воды в период прохождения паводков здесь достигает 80000-120000 г/м 3 (р. Сунжа).
В Закавказье, в особенности в пределах Армении, мутность вод несколько ниже; на Куре, например, среднегодовая мутность у Тбилиси равна 1660 г/м 3 , а у Мингечаура — 1940 г/м 3 .
В горных областях Средней Азии общая картина интенсивности эрозионных процессов весьма пестрая, что связано прежде всего с разнообразием литологического состава пород, слагающих поверхность речных бассейнов. Усиленный смыв происходит там, где значительное распространение имеют мелкозернистые, легко и быстро разрушаемые осадочные породы (глина, мергели, глинистые песчаники). Сильно ослабляется вынос в бассейнах, сложенных массивно-кристаллическими породами, трудно поддающимися размыву.
Среднегодовая мутность речных вод Средней Азии колеблется в широких пределах — от 50-100 (Талас, Чирчик) до 2500- 4000 г/м 3 (Аму-Дарья, Теджен, Мургаб). Река Аму-Дарья по значениям среднегодовой мутности, например, в 2-3 раза превышает мутность такой известной по большому количеству наносов реки, как Нил в Африке.
Наиболее значительный смыв происходит в бассейне р. Вахш, что вызвано широким распространением здесь третично-меловых, легко выветривающихся толщ. Эта река не случайно в верховьях носит название Кызыл-Су, т. е. красная вода; она сохраняет его и в среднем течении (Сурх-Об, т. е. красная вода по-таджикски).
В отношении характера и направления эрозионных процессов по длине реки наблюдается известная закономерность. В верхней части потока обычно имеет место усиленная эрозия и унос материала, в средней части течения совершается перенос его, а в нижней происходит отложение наносов.
На равнинных реках количество переносимых потоком наносов по мере приближения к устью обычно уменьшается, вследствие частичного отложения наносов в пойме. Так, например, среднегодовая мутность Дона у Калача в 1927 г. была 250 г/м 3 , а в устье, у Азова, — 106 г/м 3 . Такое же явление наблюдается и на Волге.
Вода сливающихся вместе рек иногда на очень большом протяжении не перемешивается, даже при наличии значительной скорости потоков. Такое явление бросается в глаза вследствие разной окраски вод и наблюдается на многих реках, например на Куре при впадении Аракса, на Дону при впадении Воронежа и Северного Донца и в других местах.
Источник
Мутность
Му́тность во́ды – содержание в воде взвешенных наносов (твёрдых минеральных и органических частиц). Как правило, мутность воды выражают в единицах массы взвешенных наносов на единицу объёма смеси воды и наносов, т.е. в г/м 3 или кг/м 3 (для очень мутной воды). По величине мутность воды в реках подразделяют на очень малую (менее 50 г/м 3 ), малую (50–150 г/м 3 ), среднюю (150–500 г/м 3 ), большую (500–1000 г/м 3 ), очень большую (1–4 кг/ м 3 ), чрезвычайно большую (более 4 кг/ м 3 ).
Мутность определяют путём отбора пробы воды специальными приборами (батометрами) и фильтрования этой пробы, высушивания и взвешивания фильтра до и после фильтрования.
Мутность воды в речном потоке распределена неравномерно: она возрастает от поверхности потока ко дну. Величины мутности воды в разных точках поперечного сечения речного потока используют для расчёта расхода взвешенных наносов, который приблизительно равен произведению осреднённой по поперечному сечению реки мутности воды в кг/м 3 на расход воды в м 3 /с. Таким образом, расход взвешенных наносов имеет размерность кг/с. Осредняя расходы взвешенных наносов за некоторые интервалы времени (месяц, сезон, год, ряд лет) и умножая эти расходы на число секунд в данном интервале времени, получают величину стока взвешенных наносов в тысячах или миллионах тонн. Сток наносов рек называть твёрдым стоком не рекомендуется.
Наибольшую мутность воды обычно имеют реки с паводочным режимом или протекающие в условиях засушливого климата и легкоразмываемых грунтов в их бассейнах.
Например, в период естественного режима, т.е. до зарегулирования рек и начала крупного изъятия речных вод на хозяйственные нужды, средняя мутность воды Хуанхэ, Амударьи, Колорадо, Инда составляла 22–26, 5,8, 2,8 и 1,9 кг/м 3 соответственно. Мутность воды Хуанхэ в половодье достигала огромной величины – 250 кг/м 3 . Из крупных рек России наибольшую мутность имели Терек и Сулак – около 2 и 3 кг/м 3 соответственно. В настоящее время мутность воды у перечисленных рек стала заметно меньше. Для сравнения приведём данные о средней мутности воды в Волге в её низовье: до зарегулирования реки она была равна около 50 г/м 3 , а после зарегулирования уменьшилась в среднем до 30 г/м 3 .
Наибольший сток взвешенных наносов (млн т/год) в настоящее время имеют реки: Амазонка (900), Брахмапутра (608), Ганг (479), Янзцы (337), Миссисипи (217); а из российских рек: Лена (22,7), Амур (17,3), Обь (16,0), Терек (15,3).
Источник
Мутность — это потеря прозрачности воды, в следствие образования в воде органических и неорганических тонкодисперсных взвесей. Так написано в Википедии. Слишком сложно? Я расскажу проще.
Мутность — это когда в воде находятся в не растворенном (твердом) состоянии мелкие частицы. Они не достаточно велики, чтобы быть заметными невооруженным глазом, даже в обычный микроскоп они могут быть не видны. Например коллоиды — это частицы, размер которых не превышает 500 нанометров, но они достаточно велики, чтобы преломлять луч света, проходящий через колбу с водой. Мы видим, что вода не на 100% прозрачная и говорим — вода мутная.
Посмотрите это видео, чтобы понимать какие бывают частицы и как они влияют на мутность воды
Мутность поверхностной воды (реки, ручьи, пруды, озера, моря) обусловлена в основном жизнью в ней микроорганизмов и органическими веществами, часто взвесью песка. Такая вода легко поддается осветлению с помощью осветлительных колонн. Используются такие материалы: Filter AG, Сорбент АС, Сорбент МС, МФУ, Кварцевый песок,ОДМ-2Ф, активированные угли, словом, различные легкие насыпные материалы с развитой поверхностью для удаления взвесей.
Мутность воды взятой из подземных источников (колодец, абиссинка, скважина) или поселкового водопровода может быть также обусловлена:
- взвесью глины, песка
- органическими соединениями (например, гумусовыми веществами)
- окисленными металлами
- микроорганизмами
Причем, если мы получаем воду из подземного источника изначально мутную и эта муть быстро оседает при отстое воды — скорее всего это взвесь глины, песка. А если вода приходит совершенно прозрачная, но постояв в открытой емкости мутнеет — это признак окисления растворенных в воде металлов — железа, марганца. Разбираться с тем как окисляются металлы в воде мы будем в других статьях.
Чтобы лучше понять физический смысл понятия МУТНОСТЬ ВОДЫ посмотрите вот этот небольшой кинофильм советских времен:
А сейчас поговорим о методах анализа воды, как определяется мутность и что она означает в анализе воды.
Определение мутности
Мутность воды определяется фотометром (как работает фотометрия ВИДЕО) посредством сравнения исследуемой воды со стандартными взвесями.
Образцы с мутностью 5, 50 и 500 ЕМФ
Традиционно в качестве стандартной взвеси использовалась взвесь каолина (глины), в таком случае говорят: «Мутность по каолину мг/л», имеется ввиду сколько миллиграмм каолина на литр (или кубический дециметр) было добавлено для получения идентичной мутности в сравнении с исследуемом образцом.
Сейчас чаще всего для определения мутности используют формазин (полимер) при этом мутность измеряют в ЕМ/литр (единицы мутности на литр)
В таком случае говорят: «…единицы мутности по формазину (ЕМФ)»
Мутность в анализе воды
Разберем пример из практики:
У меня есть анализ от одного из клиентов. Вот ссылка на него: «исводцентр_анализ.doc» можете качнуть весь анализ, но я предлагаю сначала посмотреть на картинку:
повышенная мутность в анализе
Так вот, что мы видим:
- Мутность, ЕМФ — 37 по результату исследования. При норме 2.6. в последней колонке ГОСТ 3351-74 — это государственный стандарт на проведение органолептического исследования питьевой воды по цвету, запаху, вкусу и мутности.
- Дальше смотрите — Железо общее — 5.79мг/л при норме 0.3 мг/л. Много да?
- А теперь самое главное — Железо 2+ двухвалентное растворенное железо — 0.01 — практически нет.
Из этого я делаю вывод, что все железо, практически полностью окислилось в бутылке пока воду везли в лабораторию, пока вода ждала в лаборатории своей очереди на исследование. И железо перешло в трехвалентное состояние — коллоидное — очень мелкие частицы, которые не видно глазом, но прекрасно видно мутность воды.
Если в эту воду добавить пару капель коагулянта — коллоиды быстро слипнутся и взвесь осядет на дно. Так же можно просто подождать в воде заведутся аэробные железобктерии, которые «съедят» железо, в результате чего оно опять же выпадет в осадок в виде хлопьев.
Теперь, когда Вы знаете все о мутности воды Вам будет интересно посмотреть для закрепления материала, так сказать, вот этот короткий новостной ролик из архива:
Источник
