ابزارهای اندازه گیری رسوب

دستگاه هاي نمونه برداري بار معلق

يكي از مراحل مهم در نمونه برداری رسوب، انتخاب مناسب ترين تجهيزات و امكانات مي باشد. انتخاب دستگاه های اندازه گيری با توجه به طيف گسترده آنها، به عوامل مورد سنجش، امكانات موجود شامل كاركنان متخصص و كارآزموده، اتومبيل صحرايي،قايق، ادوات و تجهيزات اندازه گيری به همراه استفاده از فنآوری و دقت مورد نظر وابسته است. شناخت اوليه از محدوده عملكرد و دقت دستگاه های اندازه گيری در هر رده اعم از بار معلق، بار بستر و مواد بستر مي تواند كاربر را به مسير درستي رهنمون سازد. به نظر ميرسد، علاوه بر شناخت فيزيكي از هر سامانه اندازه گيری، تجربه عملی آشنايی با دستگاه، يك امر مهم تلقي شده و بايد قبل از انجام يك پروژه اندازه گيری، به درستی از صحت عملكرد آن اطمينان حاصل كرد. اطلاعات فنی و چگونگي عملكرد و محدوديت های هر دستگاه اندازه گيری، عمدتاً در دفترچة شناسایی آن موجود است.

دستگاههاي نمونه برداري بار معلق
دستگاه هاي اندازه گيري بارمعلق، بر اساس دو روش نمونه برداري و اندازه گيري مستقيم و غيرمستقيم غلظت مواد معلق طراحي و ساخته شده اند.
روش مستقيم
اين روش، بر مبناي نمونه برداري و اندازه گيري مستقيم متوسط زماني غلظت رسوب در حال انتقال در يك نقطة معين (پيوسته ـ نقطه اي)يا در امتداد يك عمق معين (پيوسته ـ عمقي) مي باشد. طرز نمونه برداري بدين صورت است كه نمونه بردار در امتداد يك عمق معين به صورت عمودي و با سرعت ثابت حركت كرده و نمونه برداري مي كند. از جمله اين نمونه بردارها، مي توان به بطري ها و نمونه بردارهاي تله اي و پمپي اشاره كرد.

روش غير مستقيم
اين روش، برپايه نمونه برداري و اندازه گيري غير مستقيم متوسط زماني غلظت استوار مي باشد. استفاده از اين روش با فرضيات زير همراه است:
• از نوسان سرعت دانه رسوب و غلظت رسوب در ارتفاع (عمق) صرف نظر مي گردد.
• سرعت دانه هاي رسوب و سيال با يكديگر مساوي فرض مي شود.

دستگاههاي نمونه برداري بار كف بستر رودخانه
به طوركلي، اندازه گيري و نمونه برداري بار كف بستر به دو روش مستقيم و غيرمستقيم انجام مي گردد.
نمونه برداري باركف به صورت مستقيم
در اين روش به كمك دستگاه نمونه بردار، مواد رسوبي در حال حركت در بستر رودخانه، تله اندازي و جمع آوري مي گردد. سپس با انجام عمليات آزمايشگاهي و محاسبات ، مقدار بار كف تعيين مي شود.
نمونه بردار سبدي و جعبه اي
در اين نوع نمونه بردارها، با استفاده از كاهش دادن سرعت جريان آب، ذرات رسوب در داخل جعبه يا سبدهاي توري تله اندازي مي گردد. اين نوع نمونه بردار بيشتر براي رودخانه هاي بزرگ با جريان زياد و رسوبات باركف درشت دانه كاربرد دارد. معروفترين دستگاه نمونه برداري در اين رده، نمونه بردار نسپراست كه داراي ضريب نمونه برداري حدود 45درصد مي باشد.

نمونه بردار سيني دار
اين نمونه بردار شامل يك صفحه خم شده شيبدار است كه ذرات باركف ضمن عبور از روي آن به داخل محفظه تعبيه شده در قسمت عقب دستگاه سقوط مي كند. معروفترين دستگاه هاي نمونه برداري در اين رده، نمونه بردارهاي لوسين بسكي و پلياكوف هستند. ضريب اين نمونه بردارها به ترتيب 38و 46درصد است. اين نمونه بردارها بيشتر براي رودخانه هاي با باركف وسرعت كم مناسب هستند.
نمونه بردار اختلاف فشاري
در اين رده از نمونه بردارها، با ايجاد ديواره هاي انحراف جريان در قسمت عقب دهانه نمونه بردار و ايجاد اختلاف فشار، ذرات رسوبي به داخل كيسه نمونه برداري وارد مي گردند. از معروفترين دستگاه هاي نمونه برداري در اين رده، نمونه بردارهاي گونچارف و آرنهم هستند. به تدريج، نمونه بردارهاي اصلاح شده به شكلي ساخته شده اند كه داراي ضريب تله گيري بالا، بين 0/9تا 1/1گرديده اند. نمونه بردار هلي اسميت، در واقع نوع اصلاح شده نمونه بردار آرنهم است و يك نمونه بردار شناخته شده و معتبر در اين گروه مي باشد.
نمونه برداري باركف بستر به صورت غيرمستقيم
در اين روش، از دستگاه هايي كه بر اساس خاصيت صوت، نور و يا مواد راديواكتيو كار مي كنند، استفاده مي شود. به طوركلي،كاربرد اين روشها بيشتر آزمايشگاهي و تحقيقاتي است و تجربه هاي صحرايي آن نيز اندك مي باشد.يكي ديگر از روشهاي مورد استفاده مسيريابي شكل بستر مي باشد. در اين روش، پروفيل طولي كف در يك دوره تناوبي برداشت شده و با مقايسه مداوم پروفيل ها، سرعت حركت فرمهاي بستر قابل محاسبه خواهد بود.

در ادامه در فایل ارائه زیر جزئیات بیشتری از ابزارهای اندازه گیری رسوب گردآوری شده است.

منبع: نشریه 349 سازمان برنامه و بودجه کشور

“راهنمای عملیات صحرایی نمونه برداری مواد رسوبی رودخانه ها و مخازن سدها”