• 22.08.2020

Глубина воды: Карта глубин грунтовых вод

Содержание

На какую глубину необходимо бурить скважину?

Бурение скважины на воду – это очень серьезный вопрос, который требует ответственного подхода. Прежде чем переходить к процессу бурения, исполнителю необходимо понять, для каких целей вам нужна вода. 

Для каких целей нужна вода?

1. Вода с примесями. 

Первый водоносный слой может залегать на глубине до 5 метров. В простонародье его называют «верховодкой». 

Здесь вода богата примесями и не всегда имеет качество, необходимое для питья. Однако ее можно использовать для других бытовых нужд, в поливке растений на участке и т. д. Именно на этой глубине часто устанавливают колодцы на дачах, которые не отличаются стабильностью объема воды.

2. Питьевая вода

Для надежного водоснабжения необходимо обратить внимание на следующий водоносный горизонт. Он располагается на глубине от 20 до 30 метров. На этом уровне вода отличается гораздо лучшим качеством. Это связано с ее прохождением через несколько пластов земли, выполняющими роль естественных фильтров.  

Как правило, большинство пользователей, которые хотят получить питьевую воду из скважины, останавливает свой выбор именно на этом слое.

3. Артезианская вода

Если же качество и стабильность объема воды играет первостепенную роль, то следует остановить выбор на артезианской скважине. Артезианская вода может располагаться на глубине от 40 до 300-400 метров. Такие скважины чаще всего используют для коллективного водоснабжения. 

Выбор глубины залегания водоносного слоя в дальнейшем скажется на стоимости получения питьевой воды. При минимальных первоначальных вложениях и бурении скважины на малую глубину обязательно придется устанавливать дорогостоящие системы очистки. 

Как искать воду?

Можно более точно определить глубину залегания водоносных слоев на вашем участке.

Как правило, расположенные неподалеку скважины имеют одинаковую глубину, поскольку питаются из одного водоносного горизонта. 

Соответственно, для того, чтобы узнать, где предположительно стоит искать воду у вас, можно расспросить соседей о параметрах скважин, расположенных на их участках.  

Однако водоносный горизонт может изменять свою конфигурацию и глубину залегания. И только компании, имеющие опыт бурения в данном регионе, могут предоставить точную информацию о том, на какой глубине находится вода.

Остались вопросы? Звоните по телефону +7 3452 930-317

Глубина бурения скважины на воду — карта глубин

При желании обеспечить автономную подачу воды из скважины на своем участке возникает вопрос о глубине бурения. Он является вполне актуальным, поскольку от этого зависит цена на проведение работ. Чем ближе залегает водоносный слой к поверхности, тем дешевле смета. Глубина бурения скважины зависит от нескольких факторов, которые необходимо учесть, чтобы спрогнозировать предполагаемый объем выполнения работ.

В первую очередь, глубина будущей скважины зависит от ее предназначения. К примеру, небольшие источники, которые применяются только для технических нужд, значительно мельче. Такие скважины имеют минимальное углубление и обеспечивают подачу низкокачественной воды, которую не следует пить. При этом она полностью пригодна для выполнения различных задач, таких как мойка автомобиля, полив садовых и огородных растений. Ее можно использовать для стирки и для прочих хозяйственных нуждах. В том случае, если требуется питьевая высококачественная вода, которая полностью соответствует всем нормам потребления, скважина должна быть значительно глубже. Таким образом, если к источнику предъявляются минимальные требования, то и стоимость на его обустройство будет не столь высокой.

Следующим немаловажным фактором является геологическая особенность территории, на которой производится бурение. Источник может залегать как в 5-10 метрах под землей, так и в несколько раз глубже.

Даже на соседних скважинах, которые находятся на расстоянии несколько десятков метров друг от друга, ситуация может существенно отличаться. Чем ниже территория, на которой располагается участок, тем меньше придется бурить. Если требуется строительство скважины на холме, для того чтобы добраться до водоносного бассейна, потребуется бурить значительно дольше. Также стоит отметить, что чем ближе к участку, на котором необходимо провести бурение, находится природный водоем (река или озеро), тем выше к поверхности находится водоносный слой.

Определить на глаз, какая глубина бурения скважины понадобится, чтобы добраться до воды, довольно сложно. Сделать это самостоятельно с предельной точностью практически невозможно. Спрогнозировать объем будущих работ может специалист, который обладает большим опытом и специализированными навыками.

Бурение скважин на воду карта глубин или проведение разведочного бурения

В том случае если требуется точно определить, стоит ли начинать бурение, или это обойдется слишком дорого, можно провести разведку. Наиболее эффективный способ, позволяющий, узнать, на какой глубине залегает водоносный слой – это помощь профессионального геодезиста. Он проводит сложный анализ грунта, а также оценивает прочие данные, на основе которых можно узнать, как глубоко нужно бурить, чтобы добраться до качественной питьевой воды.

Более надежным способом, но довольно затратным, является разведочное бурение. Для этого применяются специализированные тонкие буровые установки, которые позволяют быстро сделать глубокое отверстие в земле, чтобы добраться до залежей водоносного горизонта. Благодаря этому можно получить подтвержденные данные. Особенность разведочного бурения заключается в том, что участок получает минимальное повреждения ландшафта. Даже если окажется, что вода залегает слишком далеко от поверхности, и полноценное бурение для строительства источника – слишком дорогостоящее мероприятие, последствия от разведочных работ будут минимальными.

Разрешение на скважину

От глубины бурения скважины зависят не только затраты на ее непосредственное строительство, но и размер оплачиваемого налога за использование природных недр. В Московской области любая скважина глубже песчаной требует регистрации. Чем она глубже, тем больше устанавливается государственный налог. В нормативной базе существует такое понятие, как разрешенная глубина. Под нее попадают колодцы и некоторые неглубокие скважины, которые не обеспечивают забор воды из уникальных недр. Разрешенная глубина может быть различной, поскольку все зависит от ландшафта территории, на которой производится бурение. В большинстве случаев это значение составляет от 5 до 20 м. На отдельных территориях Московской области этот показатель доходит до 40 м.

Глубина бурения зависит от вида скважины:

  • для верховодки – 6 м;
  • на песок – 10 м;
  • на гравий – 17 м;
  • известняк – 15-45 м;
  • артезианские – 50-80 м.

Разновидности скважин по глубине

Стоит помнить о главном правиле – чем глубже скважина, тем выше качество воды. Если нужна техническая вода для полива, заполнения бассейна или искусственного пруда, бурение на несколько метров для взятия верхнего водоносного слоя, так называемой верховодки, является вполне экономически оправданным решением.

В том случае, если нужно получить более качественные питьевые запасы, то проводится бурение в песок, который выступает естественным фильтром, останавливающим проникновение в находящийся в нем водоносный слой тяжелых металлов и грязи. Тем не менее, установка специального фильтра для дополнительной очистки скважин на песок становится вполне обоснованным решением, которое в отдельных случаях является обязательным.

Скважины на гравий обеспечивают участок более качественной питьевой водой. Такие источники – редкость, поскольку встречаются далеко не на каждой местности. При этом существует опасность того, что при наличии даже мелких ошибок во время бурения имеющийся запас воды будет уходить вглубь ниже скважины, поэтому дебит источника будет недостаточным.

Безусловным лидером по качеству питьевой воды являются скважины на известняк. Они дают вкусную чистую питьевую воду, которая часто даже не нуждается в дополнительной фильтрации. Дебит таких источников довольно высокий. Его с лихвой хватает на бытовые и хозяйственные нужды. Нередко одна скважина вполне может обеспечить водой даже несколько домов. Недостаток таких источников заключается в том, что для проведения их бурения необходимо получить соответствующее разрешение в регистрирующих органах. Установленный налог на забор воды не столь высокий, чтобы из-за обязательных выплат отказывать себе в строительстве именно такого источника.

Самостоятельное определение приблизительной глубины бурения

Для того чтобы приблизительно оценить будущие затраты на проведение бурения скважины, необходимо провести расчеты. При этом требуется, в первую очередь, обратить внимание на геологические условия. Если известно, что на соседнем участке глубина залегания воды находится, к примеру, на 30 м, то можно ожидать подобный результат и у себя. При этом стоит оценить, насколько выше или ниже расположена данная территория по сравнению с тем местом, где планируется бурение скважины.

Нужно заранее определить, какое качество воды будет необходимо, и ее количество. Если дебит источника, который обустроен у соседей, недостаточный для ваших нужд, то понадобится более глубокое бурение до следующего производительного водоносного слоя, чтобы ваша скважина такого недостатка не имела.

Если вы хотите узнать приблизительную стоимость выполнения работ, звоните или оставляйте заявку на нашем сайте! Мы проконсультируем вас по любым вопросам. Специалисты нашей компании работают быстро и аккуратно, поэтому с какой бы задачей вы ни обратились, мы сможем решить её гарантированно качественно!

Где, когда и на какую глубину бурить скважину под воду

Автономный источник воды на земельном участке — это все равно, что работающая печка зимой в автомобиле. То есть без нее вроде бы как можно, но с ней комфортнее. Ведь с помощью воды можно помыть посуду, постирать одежду, приготовить обед и многое многое другое. В случае отсутствия своей скважины даже баню строить нет смысла. По этой причине большинство из тех, кто купил участок земли, начинают в первую очередь не строить дом, а искать эту жизненно важную жидкость.

Процесс поиска воды для русского человека очень увлекательный и парой занимает не мало времени. Ведь многие из нас сначала пробуют, а потом читают инструкцию. Вот и здесь, бывает так, что владелец участка пригласит большую компанию. Дружно и ударными темпами выроет с ней огромную яму или забьет многие метры металлических труб в землю. Потом, не добившись результата, все заканчивается праздником по окончанию работ. В итоге цель не достигнута.

А хозяин после этого остаются с вопросом: «Как это, у моего соседа есть вода, а я так и не смог ее найти?» И правда, что сложного в том, чтобы найти воду, который обязательно должен залегать под некоторой толщей грунта. Так-то, оно так, только земная кора представлена множеством пород грунта, между которыми может находиться не один водоносный слой. Кроме того, эти слои (в том числе водоносный) залегают под углом и имеют разную мощность (толщину). Поэтому не редки случаи, когда на одном участке питьевая вода залегает на глубине 3 м, а на другом участке, например, через 50 м, на этой глубине ее нет или она непригодна для питья.

В поиске воды специалисты советуют не полагаться на везение, а подойти к решению проблемы серьезно. Другими словами, перед тем как начать работы по поиску водоносного горизонта, нужно четко знать, где, когда и на какую глубину бурить скважину под воду. Ведь это поможет в будущем избежать много проблем, одной из которой помимо перечисленных может быть внезапное осушение источника.

На какую глубину бурить скважину

Прежде, чем начать бурить скважину на воду, нужно определиться с тем, какое именно качество воды требуется. Так, в зависимости от глубины заложения подземные воды делятся на:

  • Грунтовые — это самый верхний слой воды, залегающий между поверхностью земли и водоупорным слоем (например, глиной). Чаще всего такая вода обладает повышенным содержанием железа и других примесей, что делает ее непригодной для питья. В среднем такие воды находятся на глубине от 1,5 до 5 м.
  • Межпластовые — слой воды, который залегает между двумя водоупорами. Отличается повышенной жесткостью, поэтому для использования в бытовых нуждах, желательно применять смягчители воды. Обычно это бесцветная вода без запаха, пригодная для питья. Глубина залегания таких вод в большинстве случаев 3-15 м.
  • Артезианские — слой воды, находящийся под водонепроницаемыми породами (например, известняком). Чаще всего такая вода сильно минерализирована. Что касается ее вкуса и жесткости, то они зависят от характера растворимых солей. Залегает такая вода обычно на глубине от 50 до 1000 м.

Где бурить скважину на участке

Для того, чтобы не получилось так, что купленных труб не хватает или их приобретено избыточное количество, желательно раздобыть карту водоносных слоев. На этой карте нанесены количество, мощность и глубина заложения водоносных слоев в том или ином районе области или города. Попробовать получить такую карту можно в организациях, занимающихся бурением скважин на воду, или в органах Госгеологии. Также данную информацию можно узнать на сайтах компаний, которые оказывают услуги по гидроразведке.

В случае отсутствия данных на определенной местности, можно, либо ориентироваться на близлежащие районы, либо на платной основе обратиться в специальные организации. Они смогут не только найти воду, но и подсказать, где на участке лучше пробурить скважину.

Но в наше время организации могут обладать разной компетенцией. Поэтому не лишним будет знать о некоторых правилах расположения скважины на участке:

  • Скважина должна быть расположена как можно ближе к дому. Рекомендуется это делать с целью экономии на прокладке трубопровода. Оптимальным расстояние считается 3 м, так как оно способствует не только избежанию лишних трат, но и нежелательного подмыва фундамента в случае нестандартной ситуации.
  • Скважина, предназначенная для сбора грунтовых вод, должна быть как можно дальше удалена от источников загрязнения (выгребная яма, свалка и т.д.).
  • При наличье заметного уклона на участке, скважину желательно располагать в средней части. В противном случае придется, либо больше бурить, либо преодолевать лужи при необходимости подойти к источнику воды.
  • Для бурильной установки рекомендуется отводить площадку размером 4х9 м. Кроме этого, не нужно забывать, что буровая мачта имеет высоту не менее 10 м. Поэтому деревья и электрические провода для нее могут служить помехой.

Когда бурить скважину

Как известно, уровень подземных вод меняется в зависимости от сезона. Но в большей степени этому подвержены самые верхние водоносные слои, т.е. поверхностные и грунтовые воды. На межпластовых водах это слабо сказывается. Поэтому для поиска технической воды необходимо определиться с временем года:

  • Весна — не самое лучшее время для бурения скважины. Во-первых, бурильная машина может развести весть грунт на участке. А во-вторых, весна является временем, когда уровень грунтовых вод сильно повышен. Поэтому может случиться так, что к середине лета вода в скважине закончится, так как основные водоносные пласты залегали ниже.
  • Лето — это комфортная температура, сухая земля под ногами и устоявшийся уровень грунтовых вод. Все эти плюсы в это время могут обернуться двумя существенными минусами: очереди на бурение и некачественное выполнение работ по причине спешки.
  • Осень — время, когда сложность бурения скважины зависит от месяца. Так, например, в сентябре уровень воды приближен к летнему, а грунт сухой. Кроме этого, к этому времени спадает ажиотаж. Следующие же два месяца отличаются некоторым повышением уровня грунтовых вод и слякотью.
  • Зима — холод, промерзлый грунт и сугробы, затрудняющие доступ к месту бурения. Это основные причины, по которым многие люди не хотят бурить скважину в это время года. Но они забывают о том, что зима является временем, когда можно существенно сэкономить на данных работах.

Главный вывод, который можно сделать в заключение статьи — при желании воду на участке можно найти всегда. Вопрос лишь в ее качестве и затратах на проведение работ.

 

Поделиться статьей с друзьями:

Как определить глубину бурения скважины?

Оборудование на приусадебном участке скважины для воды – непростая задача. Поэтому недопустимо приступать к ней без привлечения квалифицированных специалистов.

Бурение скважины — подготовительный этап

Даже на территории одного земельного участка не исключается неравномерное расположение водоносных слоев. Поэтому выбор места для бурения скважины – достаточно сложный, многоступенчатый процесс, требующий участия высококвалифицированных специалистов.

И до того, как определить глубину бурения скважины в окончательном варианте, следует провести специальные подготовительные работы, включающие, в том числе, изучение специфики рельефа и структуры грунта, пробное бурение, химический анализ воды, полученной при пробном бурении.

Уровень водоносного слоя при бурении скважины

Уровень глубины будущей скважины  (артезианской или песчаной) определяется и глубиной залегания слоев подземных вод, и исходя из задач, которое будет выполнять планируемое гидротехническое сооружение (полив, технические цели, употребление в пищу). Имеет значение и факт размещения рядом с планируемой скважиной болот, промышленных предприятий, мест захоронения, сельхозугодий, часто обрабатываемых ядохимикатами и пестицидами.

Сформированный на основе осадочной и талой воды, ближайший к поверхности водоносный слой называется верховодкой. Глубина его залегания составляет не более 5 метров. Его традиционно относят к категории нестабильных источников, поскольку в результате продолжительной засухи или низких зимних температур, такая вода может «уходить».

Что касается качества воды верховодки, то оно весьма низкое, с содержанием значительного числа нежелательных примесей и микроорганизмов, попадающих в воду с поверхности почвы. Тем не менее, при необходимости, и данный водоносный слой может быть использован для оборудования неглубоких колодцев для технических целей (полив, уборка и проч.).

На глубине от 10 м от поверхности, на верхнем водоупорном пласте грунта расположен следующий водоносный слой – грунтовые воды. Это результат фильтрации сточных и талых вод, а так проникновения в почву же влаги из находящихся поблизости водоемов. Такая вода может использоваться в хозяйственных целях, однако не всегда пригодна для питья и приготовления пищи. Поскольку талые и сточные воды, проникая на данную глубину, недостаточно отфильтрованы и могут содержать вредные примеси. В результате, вода из колодца глубиной не более 10 метров может оказаться мутной, иметь неприятный цвет и запах. Чаще всего это происходит, если колодец находится рядом с болотом или промышленной зоной.

Ниже, между двумя водоупорными пластами, на глубине до 100 м расположен следующий, третий водоносный уровень – межпластовые воды. Такая вода полностью пригодна для питья и приготовления еды. При этом ее качество тем выше, чем значительнее глубина залегания слоя. Оптимальным вариантом считаются колодцы глубиной не более 50 м. Подобная глубина гарантирует отменное качество воды и долговечность скважины (свыше 40-45 лет).

Важно помнить, что ПРИ бурении скважин глубиной от 10-20 и более метров верхние водоносные слои принято изолировать при помощи трубы или специальных конструкций, препятствующих попаданию в скважину воды из них.

О полезных качествах артезианской воды

Наиболее качественной признана артезианская вода. Этот мощный слой находится на глубине от 100 м. При этом известны артезианские скважины глубиной более 300 м. Для бурения артезианских скважин применяется специальное оборудование. Вода в них отличается не только исключительной чистотой и высокими вкусовыми свойствами, но и, часто, содержанием полезных минеральных солей.

Тем не менее, вне зависимости от глубины скважины, и используемого водоносного слоя, перед использованием воды для хозяйственных нужд или приготовления еды, необходимо проведение ее лабораторного исследования для исключения содержания в ней болезнетворных бактерий и вредных примесей. БУРЕНИЕ СКВАЖИН НА ВОДУ

Какой глубины бурить скважину для питьевой воды?

С приобретением частного дома или дачного участка первоочередной задачей является проведение водопровода. Если рядом проходит магистральная сеть, в нее можно врезать отвод, однако чаще всего приходится бурить почву для устройства системы водоснабжения. При этом нужно знать, какой должна быть глубина скважины для питьевой воды.

Хозяину для бурение скважины нужно узнать глубину.

Глубина скважины на воду: от чего зависит

Перед тем как приступить к разработке проекта водопроводной системы, необходимо знать, какие критерии влияют на бурение скважины и какой должна быть ее оптимальная глубина.

Для этого нужно учесть:

  1. Глубину залегания водоносного горизонта. Эту величину можно выяснить с помощью пробного бурения либо после проведения геодезических работ по анализу местности.
  2. Назначение. Для простого полива необязательно достигать нижних водоносных слоев, устраивая абиссинскую скважину, а для питьевой воды придется искать такую воду, качество которой будет отвечать нормативным требованиям.
  3. Рельеф местности. К особенностям относят и земной профиль: на ровных участках воду можно обнаружить не так глубоко, в то время как холмистая местность потребует бурения в самой низкой точке — впадине.
  4. Необходимый объем воды, или дебит. Это количество перекачиваемой воды в единицу времени, называемое производительностью скважины. Например, для полива достаточно учесть расход воды 0,5 м³/ч, а для песчаных слоев дебит увеличивается до 1,5 м³/ч.

Для артезианских колодцев величина объема может достигать 4 м³/ч.

Глубина бурения: как определить

Эта величина определяется после выяснения структуры водоносного слоя. Поскольку характеристики глубины залегания грунтовых вод могут различаться на одном и том же участке, то необходимо провести несколько пробных бурений.

Еще одним вариантом определения глубины залегания водоносного горизонта является анализ растительности — корни растений позволяют судить о схеме расположения грунтовых слоев.

Для того чтобы начать бурение вам необходимо узнать структуру водяного слоя.

Пробные работы могут быть колонковыми и относиться к одному из проверенных методов при выяснении глубины залегания жидкости. В этом случае при появлении увлажненного песчаного слоя процесс можно прекращать: канал заполняется водой, затем откачивается и таким образом выясняется дебит будущей скважины.

Если полученные показатели отвечают требованиям владельца участка, то бурение прекращается и устраивается колодец. В противном случае скважину разрабатывают дальше — до достижения следующего водоносного горизонта. При получении воды ее необходимо собрать для анализа, чтобы выяснить, пригоден ли источник для питья.

При проведении процесса бурения необходимо помнить о том, что некоторые виды колодцев подлежат обязательной регистрации. Однако абиссинскую и песчаную скважины можно использовать без разрешительных документов.

Водоносные слои

Они могут быть разными в зависимости от глубины залегания и типа жидкости. Поэтому перед бурением необходимо уточнить, для каких нужд будет использоваться вода.

Различают 4 группы водоносных пластов:

  1. Верховодка. Глубина пролегания составляет 3-7 метров. Такой источник может использоваться только для технических нужд, поскольку добываемая жидкость замутнена из-за примесей и песка.
  2. Средний слой, или грунтовые воды. Залегают на глубине 10-20 м. Они могут быть пригодны для питья вследствие своей естественной фильтрации, однако тут все равно необходимо ставить очистительные фильтры, чтобы избавить используемую воду от вредных примесей, опасных для здоровья.
  3. Нижний слой, или межпластовый, считается наиболее чистым среди остальных. Глубина пролегания этого слоя составляет 25-50 м. В отдельных случаях, в зависимости от рельефа местности, третий водоносный горизонт может проходить на глубине до 60 м и быть использован при устройстве скважины для питья.
  4. Артезианский слой. Проходит на глубине 50-70 м и ниже, является источником полезной питьевой воды.

Наглядный пример видов водоносных пластов.

Риск загрязнений воды присутствует всегда и возрастает в период весеннего половодья. Поэтому необходимо брать анализ полученной воды в целях защиты организма от отравления.

Виды скважин

Это автономное водоснабжение может быть представлено в трех типах: верхнем, среднем и нижнем.

Тип (название) скважины Глубина залегания, м Область применения
Верховодка, или абиссинский колодец 8-13 Бытовые и технические нужды (приготовление пищи, полив участка)
Скважина на песок 15-30 Бытовые нужды
Артезианская 15-50 Питьевая вода

К особенностям абиссинского сооружения относят предотвращение попадания жидкости из верхнего слоя внутрь источника.

Второй вид скважины сооружается шнековым бурением, пригоден к круглогодичной эксплуатации. Прохождение жидкости через песчаный слой считается фильтрованием.

Какие есть виды скважин.

Артезианский колодец считается самым чистым и полезным для питья, поскольку жидкость там насыщена йодом. Если его вовремя обслуживать, то эксплуатационный период составит свыше 50 лет.

Кроме вышеуказанных, существуют еще водяные источники на гравий и известняк. И те, и другие требуют установки дополнительных фильтров для очистки жидкости, однако добываемая из них вода будет чище, чем из скважины на песок: природные фильтры удаляют примеси газов, металлов и песка.

Этапы обустройства

Соорудить скважину самостоятельно на дачном участке достаточно просто, если придерживаться следующей технологии:

  1. Определить характеристику грунта.
  2. Выбрать тип (метод) работ.
  3. Подготовить спецтехнику и произвести выбор оборудования для бурения скважин.
  4. Пробурить первый участок и установить обсадную колонну. Прочность колонны должна быть такой, чтобы выдерживать давление грунта.
  5. Пробурить второй участок и тоже закрепить его трубами.
  6. При достижении водоносного горизонта взять анализ воды на экспертизу. Если полученные показатели удовлетворяют требованиям, то можно приступить к установке донных фильтров. Иначе процесс рекомендуется продолжать до следующего водоносного слоя (ниже примерно на 2-4 м).
  7. Когда работы по бурению будут закончены, следует зафиксировать обсадную трубу, проверить ее герметичность и смонтировать крышку.
  8. Установить места врезки трубопроводов и проложить систему водоснабжения от источника к потребителю.

Когда достигается глинистый или песчаный слой, можно бурение прекратить и устроить прокачку и очистку заполненной скважины.

При устройстве кессона требуется вырыть котлован согласно разработанному проекту. Высота камеры будет зависеть от габаритов насосного оборудования, а глубина — от ее назначения и периода эксплуатации: питьевая или для технических нужд, сезонная или круглогодичная.

Загрузка. ..

Насколько глубоки могут быть сверхглубокие скважины и что искали внутри Земли СССР и США?

  • Марк Пайзинг
  • BBC Future

Автор фото, Getty Images

В годы холодной войны СССР и США соревновались во многих областях — в том числе и в том, кто пробурит самую глубокую скважину. Зачем они это делали и чего достигли?

Леса и озера, снег и мгла Кольского полуострова, лежащего за Полярным кругом, делают этот не самый приветливый уголок России подходящим местом для сказки. Страшной сказки.

Про это невольно думаешь, когда среди великолепной природы наталкиваешься на развалины заброшенного советского научно-исследовательского центра.

Внутри руин постепенно разваливающегося здания обнаруживается тяжеленная на вид, ржавая металлическая крышка, словно вросшая в бетонный пол и для надежности закрепленная толстыми и такими же заржавевшими болтами.

Некоторые считают, что под ней — вход в ад.

Но на самом деле это Кольская сверхглубокая скважина — согласно Книге рекордов Гиннесса, самое глубокое вторжение человека в земную кору, самая глубокая горная выработка в мире, самая глубокая дырка, которую пробурил в своей планете человек. В данном случае — советский человек.

Ее бурили долго, на протяжении 20 лет. Начали 24 мая 1970 года, и к 1990 году глубина скважины достигла 12 262 метров.

Это действительно очень глубоко. Так глубоко, что ходит легенда: если опустить в скважину микрофон (такой, чтобы выдержал температуру в 200 градусов по Цельсию), то можно услышать стоны и крики грешников в аду.

С другой стороны, для нашей планеты это совсем не глубоко — буровая установка за 20 лет преодолела земную кору лишь на треть. До мантии было еще очень далеко, когда все работы были свернуты из-за хаоса эпохи распада Советского Союза.

Но СССР был не одинок в попытке досверлиться как можно глубже, а если получится — и до мантии. В годы холодной войны сверхдержавы (Советский Союз и США) соперничали и в этом.

А теперь пришла очередь Японии.

«Бурение началось в годы существования железного занавеса», — говорит Ули Хармс из Международной программы континентального научного бурения, который в то время был молодым ученым, работавшим в немецком проекте, конкуренте Кольской скважины.

«И, конечно, мы соревновались друг с другом. Нас мотивировало и то, что русские не делились ни с кем своими данными».

«Когда они начали бурение, они утверждали, что нашли свободную воду — но большинство ученых им тогда не поверило. Среди ученых Запада существовало общее мнение, что кора на глубине 5 км настолько плотная, что вода не может проникнуть сквозь нее».

А что говорят сейчас японцы? «Главная цель нового проекта — получить реальные образцы мантии, ее современного состояния», — говорит Шон Токзко, программный менеджер Японского агентства мореземлеведческой науки и техники.

«В таких странах, как Оман, мантия лежит ближе к поверхности, но там это мантия, которой миллионы лет. Есть же разница между живым динозавром и костями динозавра, превратившимися в окаменелости, правда?»

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Кольская сверхглубокая скважина расположена в Мурманской области, в 10 километрах к западу от города Заполярный

Если представить себе Землю в виде луковицы, то ее внешняя твердая оболочка, земная кора — как тонкая луковичная шелуха, ее толщина всего лишь 40 км.

За ней лежит (в диапазоне от 30 до 2900 км от земной поверхности) мантия, занимающая около 80% объема Земли. И в самом центре планеты находится ядро.

Как и космическая гонка, соревнование за то, кто глубже проникнет в земную толщу, демонстрировало инженерную мощь, обладание продвинутыми технологиями и вообще «всё наилучшее».

Ученые стремились проникнуть туда, где до них никто никогда не был. Этот научный эксперимент позволял рассчитывать на результаты, которые могли перевернуть наши представления о Земле.

Образцы породы, которые вытаскивали на поверхность из этих сверхглубоких скважин, потенциально были столь же важны, как и то, что астронавты НАСА привезли с Луны.

Разница лишь в том, что здесь победителями были не американцы. В общем, сказать по правде, не победил никто.

США начали бурить первыми. В конце 1950-х организация с чудесным названием American Miscellaneous Society («Американское общество всякого-разного») выступила с первым серьезным планом добраться до мантии.

«Общество» было сформировано на базе неформальной группы джентльменов, собиравшихся для того, чтобы выпить вместе. Кроме того, эти джентльмены были ведущими американскими учеными.

Их план по бурению земной коры вплоть до самой мантии получил название «Проект Мохол» (Project Mohole) в честь хорватского ученого Андрии Мохоровичича, который ввел в оборот термин «разрыв Мохоровичича» (в разных источниках — «поверхность Мохоровичича», «граница Мохо», граница земной коры и мантии).

(Слово «Мохол» составное: первая его часть «мо» — это дань Мохоровичичу, вторая, «hole», — «дыра», «скважина» по-английски. — Прим. переводчика).

Вместо того, чтобы бурить глубокую-глубокую скважину, американская экспедиция (за работой которой наблюдал и писал репортажи знаменитый писатель Джон Стейнбек) решила произвести бурение дна Тихого океана в районе острова Гуадалупе (Мексика), где глубина составляла около 3,5 км.

Объяснение простое: земная кора на океанском дне тоньше. Проблема только в том, что участки с самой тонкой корой расположены там, где океан самый глубокий.

Автор фото, Rakot13/CC BY-SA 3.0

Подпись к фото,

Дыра от бурения Кольской сверхглубокой скважины и поныне существует, но она надежно закрыта, закручена на совесть

Советский Союз начал бурение за Полярным кругом в 1970-м (начало работ было приурочено к 100-летию со дня рождения Ленина. — Прим. переводчика).

А в 1990-м в Баварии заработал немецкий проект — «Немецкая программа континентального глубокого бурения» (KTB). Немцы добрались до глубины 9 км.

Так же, как и с полетами на Луну, проблема состояла в том, что такого раньше просто не делали — всю технологию приходилось выстраивать с нуля.

Когда в 1961 году в рамках «Проекта Мохол» началось глубоководное бурение океанского дна, до подобной добычи нефти и газа еще было очень далеко — технологии, которые сегодня лежат в основе этого процесса, еще просто не были изобретены (например, динамическое позиционирование, позволяющее судну оставаться все время на месте — прямо над скважиной).

Инженерам «Проекта Мохол» тогда приходилось много импровизировать. Они придумали и установили систему гребных винтов вдоль бортов бурового судна, чтобы удерживать его в нужной позиции.

Что касается наибольших трудностей, с которыми пришлось столкнуться немецким инженерам, то это была необходимость бурить скважину настолько вертикально, насколько это возможно.

То решение, к которому они пришли, теперь считается стандартной технологией в нефтяной и газовой промышленности по всему миру.

«Из опыта русских было понятно, что вы должны бурить как можно более вертикально, потому что иначе вы обречены на неполадки буровой установки», — говорит Ули Хармс.

Было решено разработать системы вертикального бурения. Сейчас они считаются промышленным стандартом, но изначально были придуманы KTB — и работали вплоть до глубины в 7,5 км.

Затем, на протяжении последних полутора-двух километров, скважина отклонилась от вертикальной линии почти на 200 м.

Автор фото, Alexander Tumanov/TASS/Getty Images

Подпись к фото,

Октябрь 1986 года. На бурении Кольской сверхглубокой

«Мы попробовали использовать некоторые русские технологии в конце 80-х — начале 90-х, когда Россия стала более открытой страной и хотела сотрудничать с Западом, — добавляет Хармс. — К сожалению, тогда было невозможно вовремя получить необходимое оборудование».

Все эти экспедиции закончились до той или иной степени разочарованиями, фальстартами и закупорками.

Потом были высокие температуры, с которыми оборудование не справлялось на большой глубине, потом были расходы, потом была политика — всё это сказывалось на осуществлении мечты ученых бурить все глубже и глубже, чтобы побить рекорд глубины скважины.

За два года до того, как Нил Армстронг ступил на поверхность Луны, американский Конгресс отменил финансирование «Проекта Мохоул», поскольку расходы на бурение вышли из-под контроля.

Те образцы базальта, которые «Проект» сумел поднять на поверхность, обошлись бюджету примерно в 40 млн долларов в переводе на деньги сегодняшнего дня.

Но и кольское бурение продлилось ненамного дольше. Оно было окончательно остановлено в 1992 году, когда бур достиг слоев с температурой 180 градусов по Цельсию. Это было вдвое выше, чем ожидалось найти на этой глубине. Дальнейшее бурение не представлялось возможным.

Учитывая то, что к тому времени СССР уже развалился, деньги на подобные проекты найти было невозможно.

Еще через три года научно-исследовательский центр был закрыт навсегда. Теперь его посещают только особо любопытные туристы и искатели приключений — вид у него, мягко говоря, заброшенный.

И немецкая скважина разделила судьбу остальных проектов сверхглубокого бурения. Огромная установка еще стоит — на потеху туристам. Объект превращен в нечто вроде колеса обозрения или художественной галереи.

Когда голландский художник Лотте Хиван спустила микрофон, защищенный тепловым экраном, в немецкую скважину, он донес на поверхность какой-то далекий грохот — звуки, которые даже ученые не в состоянии объяснить.

Эти звуки, как говорит Лотте, заставили ее почувствовать себя очень маленькой: «этот огромный шар, на котором мы живем, впервые в жизни показал мне, что он тоже живой, и звук этот невозможно забыть».

«Некоторые считают, что такие звуки могут доноситься из ада. Другие говорят, что это дышит планета», — добавляет она.

«У нас был план пробурить скважину глубже, чем советская, — рассказывает Хармс. — Но нам не удалось достигнуть глубины в 10 км за время, для этого отведенное».

К тому же в том месте, где мы бурили, [под землей] было гораздо жарче, чем там, где это делали русские. И стало ясно, что если мы пойдем еще глубже, для нас это будет куда трудней».

«К тому времени это тоже было начало 90-х, начало процесса унификации Германии, на который требовались большие деньги. Поэтому расходы на наш проект просто нельзя было оправдать».

Невозможно отделаться от ощущения, что подземная гонка «Кто первым доберется до мантии» — своего рода новая версия знаменитого романа Жюля Верна «Путешествие к центру Земли». Хотя ученые и не рассчитывали найти спрятанные под землей пещеры с динозаврами, они все равно говорили о своих проектах как об «экспедициях».

«Мы смотрели на это как на экспедицию, потому что для подготовки и осуществления проекта требовалось время, — рассказывает Хармс. — Ну и потому что вы действительно отправлялись в неизведанный мир, где никто никогда раньше не был. Для современного человека это очень необычно».

«Там, на глубине, вы все время находите что-то, что удивляет вас — особенно если добуриться до действительно очень глубоких слоев земной коры».

«Говоря о KTB или о Кольской сверхглубокой скважине, надо признать, что теории, стоящей за целями проекта, уже исполнилось 30-40 лет к тому времени, как началось бурение».

«Эти проекты можно сравнить с полетами на другие планеты, — говорит Деймон Тигл, профессор геохимии Национального океанографического центра в Саутгемптонском университете, принимающий участие в современном японском проекте. — Они — чисто научные инициативы, и вы никогда до конца не знаете, что в итоге найдете».

«При работе над скважиной №1256 [пробуренной в рамках проектов Deep Sea Drilling Project (DSDP, «Проект глубоководного морского бурения») и Ocean Drilling Program (ODP, «Программа океанского бурения»)], мы были первыми, кто увидел нетронутую океанскую кору. Это было захватывающе. Всегда сталкиваешься с чем-то неожиданным».

Автор фото, Rakot13/CC BY-SA 3.0

Подпись к фото,

Начиная с 1990-х, научно-исследовательский комплекс Кольской сверхглубокой постепенно приходил в упадок и теперь просто заброшен и разрушается

Сегодня одним из наиболее важных проектов Международной программы океанографических открытий (IODP) можно назвать «M2M-MoHole to Mantle» («M2M — «Мохол к мантии»). Как и в старом «Проекте Мохол», ученые планируют пробурить океанское дно, где земная кора толщиной всего около 6 км.

Цель проекта ультраглубокого бурения, на который выделен 1 млрд долларов, — впервые в истории человечества достичь мантии и достать ее образцы.

Полученные данные могут изменить представления об устройстве нашей планеты, позволить по-новому взглянуть на сложные процессы, которые происходят в глубине Земли (Японии, постоянно страдающей от разрушительных стихийных бедствий, это особенно важно, так как поможет более точно прогнозировать приближающиеся землетрясения, цунами и вулканические извержения.Прим. переводчика).

«Чтобы сделать это, потребуется полная поддержка со стороны японского государства», — подчеркивает Тигл, участвующий в проекте.

Имея в виду этот будущий проект, еще в 2005 году японцы построили специальный исследовательский корабль «Тикю» («Земля»), буровое судно четвертого поколения.

«Тикю» с тех пор принял участие во множестве самых разных исследований. Он использует систему GPS и шесть управляемых компьютером сопел, которые могут менять позицию огромного судна с шагом всего лишь 50 см.

«Сверхглубокие скважины помогли нам узнать много нового о толстой континентальной земной коре, — говорит программный менеджер Японского агентства мореземлеведческой науки и техники Шон Токзко. — Теперь мы пытаемся побольше узнать о границе между корой и мантией».

«На данном этапе необходимо сделать правильный выбор — где бурить. Есть три района-кандидата — у берегов Коста-Рики, Гавайев или Бахи (Мексика)».

В каждом из трех случаев это определенный компромисс между глубиной океана, расстоянием до места бурения и необходимостью иметь базу на берегу, которая будет поддерживать эту круглосуточную морскую операцию стоимостью в миллиард долларов.

«Инфраструктуру можно построить, но на это требуются и время, и деньги», — добавляет Токзко.

«По большому счету главная проблема — в расходах, — говорит Хармс. — Такие экспедиции невероятно дорогостоящи, и поэтому их трудно повторить».

«Они могут обходиться в сотни миллионов евро — и из этой суммы только очень малый процент идет на научные исследования как таковые. Остальное — на развитие технологий и на сами операции. Нам нужны заинтересованные политики, которые смогут разъяснять ценность этих экспедиций».

Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.

Сведения об устойчивости iPhone 7 и более поздних моделей к брызгам, воде и пыли

iPhone 12, iPhone 12 mini, iPhone 12 Pro и iPhone 12 Pro Max имеют степень защиты от воды IP68 согласно стандарту IEC 60529 (на глубине до 6 метров в течение не более 30 минут).  iPhone 11 Pro и iPhone 11 Pro Max имеют степень защиты от воды IP68 согласно стандарту IEC 60529 (на глубине до 4 метров в течение не более 30 минут). iPhone 11 имеет степень защиты от воды IP68 согласно стандарту IEC 60529 (на глубине до 2 метров в течение не более 30 минут). iPhone XS и iPhone XS Max имеют степень защиты от воды IP68 согласно стандарту IEC 60529 (на глубине до 2 метров в течение не более 30 минут). iPhone SE (2-го поколения), iPhone XR, iPhone X, iPhone 8, iPhone 8 Plus, iPhone 7 и iPhone 7 Plus имеют степень защиты от воды IP67 согласно стандарту IEC 60529 (на глубине до 1 метра в течение не более 30 минут). Устойчивость к брызгам, воде и пыли не является постоянной характеристикой и может снижаться вследствие естественного износа. Повреждения, связанные с воздействием жидкости, не покрываются гарантией. Дополнительные права может обеспечивать закон о защите прав потребителей.

iPhone 12, iPhone 12 mini, iPhone 12 Pro, iPhone 12 Pro Max, iPhone SE (2-го поколения), iPhone 11, iPhone 11 Pro, iPhone 11 Pro Max, iPhone XS, iPhone XS Max и iPhone XR устойчивы к случайному попаданию обычных жидкостей, таких как газированная вода, пиво, кофе, чай и сок. Если на устройство была пролита жидкость, промойте затронутый участок водопроводной водой, а затем протрите и высушите iPhone.

Чтобы предотвратить такое повреждение, соблюдайте следующие условия эксплуатации.

  • Не плавайте и не принимайте ванну с iPhone
  • Не допускайте попадания на iPhone струй воды под давлением или на высокой скорости, например в душе, при катании на водных лыжах, вейкборде, гидроцикле, во время серфинга и т. д.
  • Не используйте iPhone в сауне или в бане
  • Не погружайте iPhone под воду намеренно
  • Не используйте iPhone за пределами допустимого диапазона температур или при очень высокой влажности
  • Не роняйте iPhone и не подвергайте его иному ударному воздействию
  • Не разбирайте iPhone, в том числе не выкручивайте винты

Как можно меньше подвергайте iPhone воздействию поверхностно-активных веществ, дезинфицирующих средств, кислот и кислых пищевых продуктов, а также любых жидкостей, например парфюмерии, репеллентов от насекомых, косметических средств, солнцезащитных кремов, растительных масел, средств для удаления клея, красок для волос и растворителей. В случае попадания таких веществ на устройство выполните инструкции по чистке iPhone.

Давление воды на глубинах океана

Давление воды на глубине — одно из многих явлений, которые должны исследовать исследователи.
довольствоваться при изучении глубоководных участков. Океан глубокий. Если бы мы побрились
со всех континентов и засыпал землей траншеи в океанах
от континентов весь земной шар был бы покрыт водой примерно на 2
миль в глубину. Средняя глубина океана составляет 12 566 футов около 3800 метров.
Наибольшая глубина океана составляет 36 200 футов на 11 000 метров! Какой эффект
эта огромная глубина воды сказывается на обитателях океана? Ответ
зависит от того, где в океане он живет.Рыба или растение у поверхности
мало ощущает эффекта с большой глубины. Неважно, если их шесть
футов или шести тысяч футов под плывущей рыбой. Животное, живущее в
Однако глубина 10000 футов сильно зависит от глубины воды.
над ним.

Мы часто говорим о давлении в атмосфере. Одна атмосфера равна
к весу земной атмосферы на уровне моря, около 14,6 фунтов на
квадратный дюйм. Если вы находитесь на уровне моря, каждый квадратный дюйм вашей поверхности равен
подвергается силе 14.6 фунтов.

Давление увеличивается примерно на одну атмосферу на каждые 10 метров воды.
глубина. На глубине 5000 метров давление будет примерно 500.
атмосфер или в 500 раз больше, чем давление на уровне моря. Это
много давления.

Исследовательское оборудование должно быть спроектировано так, чтобы справляться с огромным давлением.
встречается в глубине. Подводные лодки должны иметь усиленные стены, чтобы
выдерживать давление. Инструменты, которые хорошо работают на поверхности, могут сложиться.
или стали бесполезными из-за давления.

Подсчитайте, какое давление (фунтов на квадратный дюйм) используется на оборудовании.
Круиз NeMO должен выдержать.

Глубина
Осевая кальдера — 1540 метров

(Давление в одну атмосферу на один квадратный дюйм поверхности подвергается
усилие 14,6 дюйма. Давление увеличивается примерно на одну атмосферу на каждые 10
метров глубины воды)

Сколько фунтов давления на квадратный дюйм будет
Опыт круизного оборудования NeMO ???

ДокторУильям Биб был пионером в глубоководных исследованиях. При поддержке
Национальное географическое общество и Нью-Йоркское зоологическое общество, Биби
построил батисферу (бати = глубокий). В этой стальной сфере он был бы
опускается на глубину более 2500 футов. Толстостенная сфера была спроектирована
чтобы противостоять огромному давлению океана. Сфера имела два толстых
кварцевые окна для просмотра. Чтобы проверить окна батисферы, незанятые
был понижен до 3000 футов.Когда подняли большой стальной шар, Биби
написал.

    «Было очевидно, что что-то было не так, и поскольку батисфера
    качнулся я увидел иглу воды, стреляющую по лицу порта
    окно.
    Она весила намного больше, чем следовало, и перешла через борт.
    опускается на палубу. Глядя в одно из хороших окон, я мог видеть
    что она была почти полна воды. Сверху была любопытная рябь.
    вода, и я знал, что пространство наверху заполнено воздухом, но такой воздух
    поскольку ни один человек не мог вынести ни минуты.Неустанно тонкий ручей
    воды и воздуха косо скользили по внешней поверхности кварца. я
    начал откручивать гигантский ригель в центре двери и после
    первые несколько оборотов раздалось странное высокое пение, затем легкий туман, пар
    -подобные по консистенции, выстрелили, игла пара, затем еще и еще.
    Это предупредило меня, что я должен был почувствовать, когда смотрел в окно
    что содержимое батисферы находится под огромным давлением. Я очистил
    палуба перед дверью всех, персонала и экипажа.Одно движение
    фотоаппарат был размещен на верхней палубе, а второй — близко, но
    хорошо в одну сторону от батисферы. Осторожно, мало-помалу, двое из нас
    повернул латунные ручки, пропитанные спреем, и я слушал, как высокий,
    музыкальный тон нетерпеливых ограниченных элементов постепенно спускался по шкале,
    четверть тона или меньше при каждом небольшом повороте. Осознавая, что может случиться; мы
    откинулся как можно дальше от линии огня.
    Вдруг без малейшего предупреждения болт вырвался у нас из рук
    и масса тяжелого металла разлетелась по палубе, как снаряд из ружья.Траектория была почти прямой, и латунный болт врезался в сталь.
    лебедки тридцать футов поперек палубы и срезал полдюймовый вырез, выдолбленный
    более твердым металлом. Затем последовал твердый цилиндр с водой, который
    через некоторое время ослабла до катаракты, хлынувшей из отверстия в двери,
    немного воздуха смешалось с водой, похожей на горячий пар. Вместо
    стрельба сжатым воздухом через ледяную воду. Если бы я был на пути, я
    был бы обезглавлен.»

Давление действительно велико.

Из: Half Mile Down Уильяма Биба, опубликованного Duell Sloan Pearch (нов.
Йорк) 1951.

Существа, обитающие на больших глубинах, не имеют воздуха в теле, таких как
плавательные пузыри у рыб, обитающих на мелководье. Без
воздух в их телах, проблема давления решена. Рыба, краб, осьминог,
черви, блюдца и моллюски — вот лишь некоторые из существ, обитающих в глубинах
океанов.

Когда человек попадает в мир воды, он сталкивается с рядом проблем. В
средний аквалангист становится недееспособным на глубине 250 футов. Это
далеко от глубины 11 500 футов, на которой были обнаружены глубоководные рыбы.

Аквалангистам для выживания нужен кислород. Кислород составляет 21% воздуха, который мы
дышать. Около 78% воздуха, которым мы дышим, составляет газообразный азот. Азот
относительно инертный; он более или менее химически неактивен. Кислород и
азот переносится в кровоток.На уровне моря азот представляет
не проблема для человека. Но что происходит с этими газами, когда мы спускаемся в
океанские глубины.

Повышенное давление позволяет большему количеству кислорода и большему количеству азота растворяться в
кровь. На высоте около 100 футов давление вызовет достаточное количество азота.
растворяются в крови, и азот становится опасным. Азотный наркоз
возникает из-за того, что слишком много азота попадает в кровоток. Так и будет
в конечном итоге приведет к ступору и сну, а не в хорошем состоянии на 100 футов ниже
поверхность.Перед стадией ступора у дайверов закружится голова, их способность
принимать даже простые мысленные решения (например, время сказать) сокращается. Иногда
они решают, что им больше не нужно дышать через мундштук. В
точные симптомы и глубина проявления симптомов различаются в зависимости от
индивидуально и с каждым погружением. Дайвинг ниже 100 футов требует особых навыков.
и это опасно. Возвращение на поверхность снижает содержание азота и
уменьшает симптомы.

Если одна атмосфера равна примерно 14.Давление 6 фунтов на квадратный дюйм,
и давление увеличивается на 1 атмосферу на каждые 10 метров глубины. Как
из-за множества атмосфер азот попадает в кровоток на расстоянии 30 метров.
(около 100 футов) и 75 метров (около 250 футов)?

Дайверы, ограничивающие время и глубину погружений, могут избегать азота.
наркоз. Выход на поверхность поэтапно с паузой на каждом этапе позволяет
азот диффундировать из крови.

Давление адаптировано из «Проекта моря» Джима Колба.


Назад к учебным материалам NeMO

Как измерить глубину воды с берега

* Как партнер Amazon я зарабатываю на соответствующих покупках.

Есть 2 основных способа измерить глубину воды без лодки . Во-первых, вы можете сделать это вручную или использовать забрасываемый эхолот. Два наиболее эффективных ручных варианта — это установка с поплавком для маркеров или скользящий поплавок , , установка .В качестве альтернативы вы можете использовать литейное электронное устройство , которое взаимодействует с вашим смартфоном, например Deeper Start Smart Fish Finder

.

Давайте обсудим эти варианты ниже.


1. Используйте поплавок-маркер для определения глубины воды на берегу

Настройка поплавка маркера

Маркерный поплавок, или «маркерный дротик», представляет собой аэродинамический поплавок в форме дротика, разработанный специально для измерения глубины воды. С учетом сказанного, для выполнения этой задачи вам на самом деле не нужен «дротик».Это деньги, которые необязательно тратить. Вместо этого подойдет любой большой поплавок с проушиной на одном конце , где вы можете завязать шнур. Подробнее о различных вариантах поплавков ниже.

Чтобы использовать метод маркерного поплавка для определения глубины воды , вам понадобятся удочка и катушка, тяжелое свинцовое грузило и что-то, что может служить вашим «маркером поплавком» .

Компоненты установки маркерного поплавка

  • Стержень и катушка
  • Поплавок
  • Тяжелый грузило
  • Слайдер грузила (опция)
  • Пластиковая планка (опция)
Поплавок

Для этой цели продаются специальные «маркерные поплавки», но все, что вам действительно нужно, это большой ярко окрашенный поплавок с петелькой для привязки лески. Пробки для выталкивания , например, имеют люверсы на каждом конце, поэтому я предпочитаю их использовать. Еще один хороший вариант — пустая бутылка для дробленой воды с плотно завинченной крышкой . Вы можете завязать леску вокруг горлышка бутылки.

Грузило

В качестве поводка я использую свои грузила пирамидальной рыбалки для серфинга, так как они хорошо врезаются в дно. Вам нужен достаточный вес, чтобы он не тянулся к вам, когда вы пытаетесь намотать поплавок на дно.

Направляющая грузила

Направляющие грузила

являются необязательной частью установки. Вместо использования спускного грузила вы можете просто надеть грузило на основную леску. Само ушко грузила должно хорошо скользить вверх и вниз по леске. Если вы исключаете направляющую грузила из вашей установки, лучше всего включить пластиковую бусину, чтобы грузило не зависло на вашем узле.

Бусина

Пластиковая бусина не обязательна, но я считаю, что она помогает обеспечить плавное скольжение, не отвлекаясь.

Как собрать маркерный поплавок.

  • Наденьте на основную леску тяжелый поводок — я предпочитаю грузила пирамиды
  • Поводок должен быть достаточно тяжелым, чтобы удерживать поплавок на дне
  • Наденьте пластиковую бусину за поводком
  • Наконец, привяжите поплавок к концу ваша линия
Ниже мой действительно грубый рисунок того, как работает маркер-поплавок.

Маркер-поплавок в действии

Как использовать маркер-поплавок

После того, как вы собрали поплавок для маркера, ниже приведены шаги по его использованию.

  1. Отбросьте поплавок и поплавок и позвольте весу опуститься на дно, удерживая вашу леску натянутой, пока она тонет.
  2. Медленно натягивайте леску на грузило, не волоча грузило за дно. Намотайте поплавок до самого грузила.
  3. Когда поплавок плотно прижат к грузику на дне, медленно снимайте леску с катушки, пока не увидите поплавок на поверхности. Расстояние лески, которое вам нужно было кормить с катушки, прежде чем вы увидели поплавок, — это глубина воды у грузила.
  4. Помимо определения глубины воды с помощью маркерных поплавков, вы также можете почувствовать состав дна, когда снова наматываете тяжелый грифель. Использование плетеной лески с этой настройкой также даст вам еще лучшее ощущение состава дна.

Посмотрите мое короткое видео на YouTube ниже, показывающее настройку поплавка маркера в действии.


2. Метательные палки для определения глубины воды

Я немного шучу здесь, но буквально так я определял глубину воды много раз на протяжении многих лет.Обычно я использую только грубый метод метания клюшки, когда решаю, следует ли мне пытаться пересечь водоем на квадроцикле или пешком.

Возьмите тяжелую прямую палку и подбросьте ее так, чтобы она упала в воду вертикально. Очень неточно и сложно освоить, это, очевидно, последнее средство. Если вы хотите порыбачить это место, вам придется подождать некоторое время, пока рыба вернется, после того как вы бросите в воду связку бревен.


3. Использование скользящего поплавка

Еще один ручной метод, который я часто использую, — это простая установка со скользящим поплавком .Фактически, я обычно использую этот метод, даже когда нахожусь в лодке.

Скользящий поплавок позволяет вам перемещать поплавок вверх и вниз по леске при многократном забросе. Если поплавок стоит вертикально, это означает, что глубина воды больше, чем там, где находится поплавок на вашей леске. Если поплавок ложится в воду боком, это означает, что вода более мелкая, чем в том месте, где вы плаваете. Вы можете перемещать поплавок вверх и вниз, пока не определите реальную глубину.

Я часто использую для ловли краппи с удилищем на дне.С такой настройкой вы можете очень быстро зондировать область, чтобы найти желаемую глубину воды. Вам нужно будет использовать поплавок, который предназначен для горизонтального лежания без напряжения . Вы хотите, чтобы он стоял вертикально, когда вес тянет его вниз.

Допустим, вы знаете, что краппи или другая рыба нерестятся на определенной глубине воды. Вы можете установить скользящий поплавок на минимальную глубину, на которую хотите ловить рыбу. Если поплавок ложится набок, вы должны пропустить этот участок воды, так как он слишком мелкий.

Ниже приведено короткое видео о том, как связать поплавочную установку. При желании просто замените кондуктор на свинцовый грузило.


4. Проверьте глубину с помощью забрасываемого эхолота

* Щелкните изображение выше, чтобы просмотреть цены на Amazon

Забрасываемые эхолоты — действительно хорошее дополнение к вашему арсеналу рыбной ловли на берегу, и они действительно довольно доступны в наши дни (2020). На рынке представлено несколько марок забрасываемых эхолотов , но марка «Deeper» , ссылка на которую приведена выше, кажется лучшей из имеющихся, а ReelSonar iBobber является приемлемой альтернативой.

Как работает забрасываемый эхолот

Вы будете использовать приложение на своем телефоне для удаленной связи с электронным «поплавком» по Bluetooth. Синхронизируйте устройство с телефоном, затем откройте приложение. Выбери свой электронный поплавок и вуаля! — у вас есть изящный эхолот, которым можно пользоваться на берегу.

Что показывает забрасываемый эхолот

Помимо глубины воды, забрасываемый эхолот в значительной степени показывает вам все то же самое, что и обычный эхолот.Температура воды, наличие рыбы, структура, контур дна и состав дна — все это отображается в приложении на вашем телефоне.


Заключение

Для некоторых водоемов у вас может быть приличная карта глубины озера. Если вам так удобнее, лучше всего начать с карты. По крайней мере, хорошая карта озера поможет вам попасть в нужное место. В любом случае, вы все равно захотите использовать один из вышеперечисленных методов, чтобы отточить лучшее место в пределах места, что может иметь большое значение в мире.

Удачи!
Август Клей

Если вам понравилась эта статья, возможно, вам понравится моя статья о том, зачем раздавливать зазубрины на крючках.

Руководство для инструктора — Глубина воды — Институт водных ресурсов Роберта Б. Анниса (AWRI) — Образование и информационно-пропагандистская деятельность

Как определяется глубина воды?

Есть по крайней мере две причины, по которым важно знать глубину воды под поверхностью: чтобы не допустить попадания судна на мель и иметь возможность соотнести научные результаты с глубиной воды, из которой берутся пробы.Многие параметры качества воды, такие как температура и растворенный кислород, зависят от глубины и времени суток. Глубина проникновения света, на которую влияет мутность, влияет на продуктивность растений в водной экосистеме. На разных глубинах озера или реки обитают разные сообщества бентосных (донных) организмов. Планктон и рыба перемещаются с одной глубины на другую в зависимости от меняющихся условий окружающей среды.

Простой и старомодный метод определения глубины воды — это опустить груз, прикрепленный к веревке, через борт судна.Когда груз касается дна, веревка провисает. Затем веревку тянут обратно на борт и определяют длину веревки, необходимую для касания дна. Это медленный метод, и он не очень полезен, если судно движется очень быстро. Если вода очень глубокая, подъем троса затруднен без использования механической лебедки. Более быстрый и непрерывный метод определения глубины водоема — использование звуковых волн. В воде звук распространяется с очень высокой скоростью, около 1500 метров в секунду в пресной воде, поэтому при измерении глубины воды задержка невелика.Например, если глубина воды составляет 50 метров (около 150 футов), звуковым волнам потребуется примерно 0,07 секунды, чтобы уйти и вернуться на судно.

Что такое SONAR?

Метод определения глубины воды называется SONAR. Это аббревиатура от Sound Navigation And Range. Использование звука в воде для определения направления и расстояния до подводных объектов было разработано во время Второй мировой войны, когда он стал основным методом обнаружения подводных лодок, когда они находились под водой.SONAR по-прежнему используется для этой цели, но на борту D. J. Angus и W. G. Jackson для определения глубины воды.

Принцип очень простой. На борту судна имеется передающее устройство, которое производит в воде короткие звуковые волны, направленные ко дну. Затем передающий блок становится приемным блоком, который обнаруживает присутствие звука, отраженного снизу. В блоке отправки / приема есть средство измерения времени между отправленным импульсом и отраженным эхом от дна.Поскольку скорость звука в воде известна, для определения глубины «d» используется простое уравнение «d / 2 = vt». Буква «v» обозначает скорость звука в воде, а буква «t» — общее время, в течение которого звук уходит и возвращается на судно. Глубина «d» делится на 2 в уравнении, потому что время «t» — это полное время от судна до дна, а затем от дна до судна. Этот расчет выполняется глубиномером автоматически.

Какие бывают типы эхолотов?

Глубина до дна может быть задана как числовое значение или как положение линии на экране или полоске бумаги.Глубиномеры (фатометры) на судах D. J. Angus и W. G. Jackson имеют цифровые показания глубины как в пилотской рубке, так и в лаборатории. Показания глубины откалиброваны по фактической глубине поверхности.

Глубиномер с непрерывной ленточной диаграммой расположен в основной кабине. Быстрый взгляд на карту может предоставить информацию о глубине воды в данный момент или за период времени в прошлом. На картографической бумаге могут быть сделаны отметки, указывающие местонахождение судна для каждой станции отбора проб в рейсе. Например, можно определить глубину воды в Гранд-Ривер и указать местоположение судна, когда оно движется вверх или вниз по реке. Образцы номеров станций можно отметить на бумаге, чтобы можно было изучить контуры дна в непосредственной близости от станции.
Над непрерывной ленточной диаграммой находится еще один эхолот. У этого есть линия, показывающая глубину. Если шкала не подходит, попросите инструктора по естественным наукам или матроса проверить ее. Помимо глубины, он также показывает температуру воды на поверхности.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
    Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
    браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
    Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с вашим системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie
потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Глубина воды — обзор

Пример 11-17. Скорость поверхностных волн

Предполагается, что глубина воды бесконечна, поэтому глубина не влияет на скорость. Следующие переменные считаются релевантными:

Переменная Символ Размер
скорость волны v м · с −1

σ кг · с −2
длина волны λ м
ускорение свободного падения г м · с −2

9030 м −3 · кг

Следовательно, размерный набор будет

(a).

Таким образом, у нас есть две безразмерные переменные

(b) π1 = υλ⋅g; π2 = σλ2⋅g⋅ρ

Это даст — в мономиальной форме —

(c) υ = const⋅g⋅λ⋅ ( σλ2⋅g⋅ρ) ɛ2

Теперь проведем несколько «двуствольных» эвристических умозаключений. Во-первых, мы рассматриваем только длинных волны , в которых капиллярные эффекты незначительны. В этом случае поверхностным натяжением можно пренебречь, так как оно не влияет на скорость волн. Следовательно, в (c) мы имеем

(d) ɛ2 = 0

Таким образом, (c) можно записать

(e) υlong = const⋅g⋅λ

, где константа равна 1 / 2⋅π (см.9, т. 1, стр. 51–7). Сразу заметим, что в (д) плотность ρ также не появляется. Таким образом, мы сделали первый довольно хороший вывод: если длины волн длинны , то и поверхностное натяжение , и плотность являются физически несущественными переменными .

Физическая несоответствие плотности поначалу кажется удивительным. Однако учтите, что масса влияет как на вызывающую волну силу, так и на инерцию (возвращающую силу) в равной степени, но в противоположных направлениях, так что два эффекта компенсируются.Это явление полностью похоже на свободное падение, где движущая сила (гравитация) и сила сопротивления (инерция) пропорциональны массе — и, следовательно, последняя не влияет на движение. В результате все тела, независимо от их массы, падают с одинаковой скоростью (без учета сопротивления воздуха).

Далее мы рассмотрим случай с короткой длиной волны , в котором гравитационными эффектами можно пренебречь. Чтобы выделить g в (c), мы переписываем формулу следующим образом:

(f) υ = const⋅g0.5 − ɛ2⋅λ⋅ (σλ2⋅ρ) ɛ2

Теперь, если v не зависит от g , то необходимо, чтобы 0,5 — ∈ 2 = 0 в (f). Таким образом,

(g) ɛ2 = 0,5

Теперь вставим это значение в (c) или (f), чтобы получить

(h) υshort = const⋅σλ⋅ρ

, где константа оказывается равной 2⋅π ( Ссылка 9. том 1, стр. 51–8).

Таким образом, мы видим в (e) и (h), что длина волны влияет на скорость распространения волны совершенно по-разному, когда длины волн большие, или когда они короткие.Критическая длина волны λ c , разделяющая две области, может быть получена приравниванием (e) к (h) с использованием соответствующих констант. Соответственно,

g⋅λc2⋅π = 2⋅π⋅σλc⋅ρ

, откуда критическая длина волны равна

(i) λc = 2⋅π⋅σg⋅ρ

Для воды при 20 ° C σ = 0,0728 кг · с −2 (см. 4, стр. 209), p = 998 м −3 · кг (см. 124, стр. 313) и г = 9,81 м · с −2 . Следовательно, критическая длина волны для воды при 20 ° C составляет

(j) λc = 0.0171 м

Таким образом, если λ <λ c , мы говорим, что длина волны короткая , в противном случае длина волны длинная. Скорость, соответствующая критической длине волны, — это скорость кроссовера ; он предоставляется либо (e), либо (h). Таким образом, мы получаем критическую скорость v cr , которая, используя предоставленные выше данные, составляет

(k) υcr = g⋅σρ4 = 0,164 м / с

. ) и (h) — это только приближения, которые постепенно улучшаются по мере того, как мы отклоняемся в любом направлении от критической длины волны 0.0171 г.

Можно показать (см. 9, том 1, стр. 51–7), что точное соотношение, охватывающее как гравитационные, так и капиллярные эффекты, равно

(l) υ = 2⋅π⋅σλ⋅ρ + g⋅λ2 ⋅π

, который, если подставить λ c из (i), дает

(м) (υcr) точный = 2⋅g⋅σρ4 = 0,231 м / с

Рис. 11-11 показывает коротковолновую и длинноволновую аппроксимации (e) и (h), а также точное соотношение (-1), где объединены два эффекта (капиллярный и гравитационный).На рисунке также показана критическая длина волны λ c = 0,0171 м, а также соответствующее значение v cr и ( v cr ) точные данные скорости , как указано в (k) и (м).

Рисунок 11-11. Скорость волны в зависимости от длины волны для воды при 20 ° C

Рисунок 11-11 показывает, что приближения (e) и (h) для длинных и коротких волн очень хороши, если длины волн короче примерно 0,008 м или больше примерно 0.06 мин. Наибольшая ошибка возникает на λ c = 0,0171 м, где она составляет 29%.

v cr — точное значение — заданное в соотношении (м) — означает, что если объект движется в воде со скоростью менее 0,231 м / с, он не создает волн. Этот факт хорошо известен подводникам: перископ не создаст контрольной V-образной волны, пока скорость подводного судна не превышает 0,231 м / с ~ 0,83 км / ч ~ 0,45 узла.

Возвращаясь к исходному объекту этого примера, мы продемонстрировали, что, в зависимости от величины , длины волны, гравитация или поверхностное натяжение и плотности могут быть классифицированы как физически нерелевантные — тем самым показывая значительную влияние масштабного эффекта на результат.

Зависимые от глубины залегания морских бактерий на мелководном и динамичном Южном побережье, Корея

Параметры окружающей среды и состав сообществ фитопланктона

Глубина воды в исследуемой зоне варьировалась от 30 м до 65 м, в зависимости от выборки. локации. Пробы морской воды были отобраны с трех разных глубин (поверхностный, средний и нижний слои) на шести разных участках (дополнительный рисунок S1). Средняя вода собиралась на половине глубины каждого участка, а придонная вода — на глубине 1 м выше наносов.Температура морской воды, соленость, концентрации питательных веществ и концентрации хлорофилла- и (Chl- a ) приведены на дополнительном рисунке S2. Температура и соленость колебались от 14,1 ° C до 29,7 ° C и от 29,0 до 34,4 psu, соответственно. Как правило, температура поверхности (средняя: 21,8 ± 4,5 ° C) была выше температуры нижнего слоя (средняя: 18,2 ± 3,4 ° C), а соленость поверхности (средняя: 32,1 ± 1,4 psu) была ниже, чем соленость придонного слоя. (в среднем: 33,4 ± 1.0 пс). В августе обычно регистрировались более высокая температура поверхности и более низкая соленость (до 29,7 ° C и всего 29,0 psu). Относительно стабильные температура и соленость наблюдались в сентябре и декабре. Концентрации нитритов и нитратного азота (NOx), фосфатов и силикатов в нижнем слое, как правило, были выше, чем в поверхностном слое, в то время как растворенный кислород (DO) и pH демонстрировали противоположные тенденции. Концентрации NOx в придонном слое колебались от 0,17 мкМ до 12,04 мкМ, как правило, выше, чем в поверхностном слое (в диапазоне от 0.От 02 мкМ до 6,77 мкМ). Станция NT26, самая мелководная станция в этом исследовании, показала относительно низкие вариации физико-химических факторов на разной глубине отбора проб по сравнению с другими станциями. Плотность клеток фитопланктона, а также состав их сообществ значительно варьировались от месяца к месяцу и от поверхности к придонному слою (дополнительный рисунок S3). Поверхностный и средний слои обычно содержат более высокую плотность клеток фитопланктона по сравнению с нижним слоем. Цветение Pseudo-nitzschia и Chaetoceros , составляющих более 80% всего фитопланктона, наблюдалось на средней глубине станции NT20 в июле (6.8 × 10 5 ячеек L -1 ) (дополнительный рисунок S3b) и из поверхностных вод NT20 в октябре (8,5 × 10 5 ячеек L -1 ) (дополнительный рисунок S3a), соответственно.

Бактериальные вариации в разнообразии, богатстве и равномерности

Альфа-разнообразие (измеряемое индексом разнообразия Шеннона) во фракциях, связанных с наночастицами (NP) (4,51 ± 0,54) и связанных с микрочастицами (MP) (4,45 ± 0,64) была выше, чем во фракции FL (4.00 ± 0.45) от общих фракций (дополнительный рис. S4a) (однофакторный дисперсионный анализ и критерий Тьюки: P <0,05). Наибольшее видовое богатство (оценка богатства Chao1) наблюдалось во фракции NP (324,97 ± 136,47) из фракций общего размера (дополнительный рис. S4e), в то время как фракции большего размера показали значительно более высокую однородность (индекс равномерности Симпсона) (дополнительный рис. S4i) (односторонний дисперсионный анализ и тест Тьюки: P <0,05). Идентичные образцы были сохранены для каждой размерной фракции (дополнительный рис.S4b – d, f – h и j – l). Эти три индекса также показали зависимость от глубины воды: нижний слой показал более высокое видовое богатство и альфа-разнообразие во всех размерных фракциях. Видовая однородность, по-видимому, меньше зависела от глубины воды: только фракция МП нижнего слоя показала значительно более высокую равномерность по сравнению с двумя другими фракциями. Важно отметить, что индексы альфа-разнообразия и богатства положительно коррелировали с концентрациями питательных веществ (например, NOx, фосфатов и силикатов), но отрицательно с DO (%) и pH (дополнительная таблица S1).

Структура бактериального сообщества в зависимости от фракции размера

После удаления низкокачественных последовательностей, химер и синглтонов / дублетов / триптонов / контаминантов всего из 267 образцов было получено 5 891 450 последовательностей. Двумерные графики NMDS, основанные на метрике несходства между образцами, показали, что ОЦК варьировалась в основном в зависимости от фракции размера (тест perMANOVA: псевдо F = 40,90, P <0,001) (дополнительная таблица S2): образцы из фракции того же размера сгруппированы вместе, но образцы бактерий FL сгруппированы более тесно (дополнительный рис.S5). В пределах фракции того же размера, BCC показал структуру, указывающую на временную последовательность по образцам (дополнительный рисунок S6). ОЦК показала относительно небольшие изменения в сентябре и декабре, в то время как они значительно варьировались в июле и августе, когда в толще воды наблюдался термоклин. Кроме того, образцы из нижнего слоя имели тенденцию поддерживать аналогичные ОЦК, особенно во фракциях NP и MP, но более значительные вариации наблюдались в образцах поверхности.

Примерно 80% полученных последовательностей были аффилированы с Alphaproteobacteria , Gammaproteobacteria , Deltaproteobacteria , Flavobacteriia и Sphingobacteriia (дополнительный рис.S7). Средняя относительная численность Alphaproteobacteria , SAR406 и Acidimicrobiia в образцах FL (43 ± 11%, 5 ± 3% и 4 ± 2% соответственно) снизилась примерно в 2–5 раз во фракциях NP и MP. Однако Deltaproteobacteria и Planctomycetacia увеличивались примерно в 4–5 раз с фракциями большего размера (фракция MP: 9 ± 5% и 5 ± 4%, соответственно). Gammaproteobacteria и Flavobacteriia преобладали во всех размерных фракциях.BCC также сильно варьировалась от месяца к месяцу. Так, только в августе во фракциях ПА обнаружены значительно более высокие доли Sphingobacteriia и Verrucomicrobiae (до 45% и 25% соответственно). Более высокие доли Cyanobacteria были обнаружены во фракциях ПА летом и в начале осени (до 22%), в то время как Planctomycetacia была более обогащена фракциями ПА в сентябре (около 5–10%).

На уровне семейства субклад I / субклад II / субклад IIIa SAR11, Rhodospirillaceae и SAR116 были более обогащены фракцией FL (22 ± 13%, 6 ± 3%, 3 ± 1% соответственно) и уменьшились. с более крупными фракциями: в среднем <1% во фракции ТС (рис.1). SAR86 (11 ± 5%), ZD0405 ( Oceanospirillales , 6 ± 4%), SAR406 (5 ± 3%) и OM1 ( Acidimicrobiia , 3 ± 2%) также показали аналогичные закономерности. Более разнообразные таксоны с более низкой дисперсией наблюдались во фракциях большего размера по сравнению с фракцией FL. Cryomorphaceae , Planctomycetaceae и Verrucomycetaceae вместе со многими семействами, отнесенными к Gammaproteobacteria и Deltaproteobacteria (например, Bdellovibrionaceae , Bdellovibrionaceae , 905), были более обогащены фракциями ПА, особенно фракцией МП (в среднем 3–7%). Rhodobacteraceae и Flavobacteriaceae преобладали во всех фракциях. ОЦК также варьировалась в зависимости от глубины воды. SAR11 субклад II / субклад IIIa, SAR 116, Halieaceae во фракции FL и Cyanobacteria и Planctomycetaceae во фракциях PA были обнаружены в основном в поверхностном слое, в то время как ZD0405 ( Oceanospirillales ), SAR406 и 905 во фракции FL и JTB255 ( Xanthomonadales ), Desulfobulbaceae и Desulfobacteraceae во фракциях NP или MP были более обогащены в нижнем слое (односторонний ANOVA с последующим тестом Тьюки: P <0.05).

Рис. 1

Тепловая карта 10 наиболее богатых семейств в каждой выборке. Перечислены средние значения семейств в каждой фракции с разных глубин воды. Прибой, поверхность; Средняя, ​​средняя глубина; Бот, глубина дна.

Потенциальные движущие силы BCC

Анализ избыточности на основе расстояний (db-RDA) был проведен для оценки влияния биотических и абиотических параметров окружающей среды на структуру бактериального сообщества в каждой размерной фракции (рис. 2). Результаты db-RDA показали, что соленость и температура были наиболее важными параметрами для всех фракций размера.Относительный вклад концентраций NOx, фосфатов и силикатов увеличился во фракциях NP и MP. Объяснимые пропорции в db-RDA уменьшались с увеличением фракции размера (FL, 51%; NP, 33%; MP, 20%), что указывает на то, что другие факторы, которые не были измерены, могут быть более важными в изменении формы BCC в фракциях большего размера. Колебания сообщества фитопланктона, по-видимому, меньше влияли на ОЦК по сравнению с абиотическими параметрами окружающей среды. Серьезного цветения фитопланктона в прибрежной зоне Тонгён-Кодже в 2016 году не произошло.Сравнительно более высокие концентрации Pseudo nitzschia и Chaetoceros наблюдались только на одном участке (NT20) в июле и октябре соответственно (дополнительный рис. S3). Однако паттерны BCC не так сильно различались в пределах одной и той же фракции из всех участков отбора проб, даже включая участок NT20, каждый месяц (дополнительный рисунок S7). Кроме того, корреляции ОЦК и фитопланктона редко обнаруживались в сетях совместного присутствия (рис. 3). Несмотря на то, что db-RDA визуально показала, что между фитопланктоном и ОЦК могут быть существенные связи (рис.2), основанный на корреляции сетевой анализ статистически показал, что фитопланктон и BCC не были так тесно связаны, по сравнению с бактериями-бактериями и бактериями-окружающей средой (рис. 3). Подводя итог, можно сказать, что изменения сообщества фитопланктона могут иметь гораздо меньшее влияние на ОЦК, чем абиотические условия окружающей среды, по крайней мере, когда не происходит большого цветения фитопланктона.

Рисунок 2

Анализ избыточности на основе расстояния (db-RDA) во фракциях FL ( a ), NP ( b ) и MP ( c ).Все три включенных db-RDA и параметры окружающей среды были статистически значимыми ( P <0,001).

Рисунок 3

Сети совместной встречаемости на основе корреляции для каждого месяца. Размер каждого узла пропорционален количеству соединений (то есть степени). Разные цвета обозначают разные модули в каждом месяце.

Сети совместной встречаемости и их топологические и таксономические особенности

Ежемесячная сеть была построена 1) для изучения паттернов совместной встречаемости бактерий как между / внутри-связями между фракциями разного размера и 2) для оценки индивидуальной восприимчивости бактерий к факторы внешней среды (рис.3). После фильтрации ( Q <0,01 и ρ ≥ 0,7, но Q <0,05 и ρ ≥ 0,7 для октября) в общей сложности 8554 из 218199 (примерно 4%) корреляций были статистически значимыми среди 1303 переменных ( комбинированные значения ежемесячных сетей). В целом, количество значимых корреляций между бактериями FL (6,5 ± 2,8%) и между бактериями FL и факторами окружающей среды (8,1 ± 3,4%) превышало количество корреляций в других размерных фракциях (дополнительная таблица S3).Эти результаты отражают большее количество случаев совместной встречаемости у бактерий FL (отношение край / узел = 10 ± 3) по сравнению с NP (отношение край / узел = 5 ± 3) и MP (отношение край / узел = 3 ± 3). и указали на более высокую восприимчивость бактерий FL к условиям окружающей среды.

Топологические особенности ежемесячных сетей совместной встречаемости приведены в таблице 1. Для всех месяцев прибрежные микробные сети показали более высокие значения модульности (0,24–0,78), коэффициента кластеризации (CC) (0.52–0,73) и средней длины пути (APL) (2,93–6,58), чем в соответствующих случайных сетях Эрдеша – Реньи, что указывает на то, что прибрежные микробные сети обладают свойствами небольшого мира (то есть микробы более взаимосвязаны, чем случайная сеть с аналогичного размера) и модульные конструкции. Следовательно, если высокосвязанные микробы-концентраторы будут потеряны в «маленьком мире», это может нанести катастрофический ущерб всей сети. Некоторые модули состояли из OTU, относительно равномерно распределенных по всей глубине воды (определяемых как W-модули), но некоторые из модулей отражали модели, зависящие от глубины воды, т.е.е., имеющей тенденцию быть более многочисленной на определенной глубине воды (поверхность: S-модули; средний и придонный слои воды: MB-модули) (рис. 3 и 4). OTU, отнесенные к Cyanobacteria , Phycisphaerae , Planctomycetacia , Cytophagia , Sphingobacteriia и Opitutae , отнесенные к модулям S-Microobacterium 5, T, в то время как O-Microobacterium , отнесенный к модулям S-Microobacter , в то время как clade, SAR406 clade и Verrucomicrobia предпочитали совместно встречаться в MB-модулях.В течение полугодия наблюдалось больше MB-модулей по сравнению с S-модулями, в основном из-за вызванного тайфуном перемешивания водной толщи с лета к осени, которое повлияло на поверхностные воды сильнее, чем на придонные воды, несмотря на мелководность водной толщи. зона отбора проб (от 30 м до 65 м).

Таблица 1 Сравнение топологических свойств ежемесячных ассоциативных сетей бактериальных сообществ со случайными сетями Эрдеша – Реньи одинакового размера. Рис. 4

Тройные графики бактериальных ОТЕ в разных модулях со ссылкой на глубину воды ( a ) и бактериальный состав (уровень класса) основных модулей на разных глубинах воды ( b ).Разные цвета обозначают разные модули. Модули, состоящие из доминирующих на поверхности ОТЕ, заштрихованы розовыми овалами, середина и нижняя глубина — серыми овалами. Surf., Глубина поверхности; Средняя и нижняя, средняя и нижняя глубина; Все, все глубины.

Распределение степени узлов сетей совместного возникновения показало безмасштабное распределение по степенному закону ( R 2 = 0,35–0,84). Следовательно, верхние 10% наиболее тесно связанных OTU занимали 68 ± 14% всех наблюдаемых корреляций, хотя большинство из них занимали низкую относительную численность среди всех бактерий (прибл.От 0,05% до 1,5% в среднем). Наблюдалось большое разнообразие таксономических групп, в основном включая Flavobacteriales (17%), Oceanospirillales (10%) и кладу SAR406 (9%). Анализ совместной встречаемости показал, что OTU из одного и того же типа имели тенденцию встречаться вместе чаще (в диапазоне от 6,0 ± 2,6% до 43,8 ± 35,8%), чем из разных типов, за исключением Proteobacteria (дополнительная таблица S4). Примечательно, что все типы, кроме Bacteroidetes , показали высокие межфиловые корреляции с кладой SAR406.Доли Proteobacteria Proteobacteria (6,0 ± 2,6%) были относительно ниже, чем межфиловые корреляции с Actinobacteria (8,1 ± 4,4%), Planctomycetes (7,1 ± 7,8%) и кладой SAR406 ( 10,9 ± 7,2%), несмотря на то, что они многочисленны и повсеместны в прибрежных водах. Больше корреляций наблюдалось между факторами окружающей среды и кладой SAR406, Actinobacteria и Planctomycetes , что указывает на высокую чувствительность этих бактерий к колебаниям окружающей среды.

Корреляции, которые появлялись более 3 раз между двумя идентичными переменными в ежемесячных сетях совместной встречаемости, были собраны для построения сети совместной встречаемости на основе повторяемости (рис. 5). Следовательно, 95 корреляций (примерно 1% в общих корреляциях) между 65 OTU и 4 абиотическими параметрами окружающей среды (температура, NOx, фосфат, силикат) соответствовали критериям. OTU, отнесенные к Oceanospirillales , Flavobacteriales и Rickettsiales , повторно встречались совместно с OTU в том же порядке.OTU, отнесенные к кладе SAR406, Oceanospirillales , Rhodospirillales и Salinisphaerales , показали повторяющуюся корреляцию с факторами окружающей среды, включая соленость, концентрации фосфатов, силикатов и NOx. Одна ОТЕ, отнесенная к Cyanobacteria ( Synechococcus ), также показала повторяемую корреляцию с температурой. Не наблюдалось повторяемой корреляции в OTU фракций MP, в основном из-за уникальности BCC в каждой частице (будет обсуждаться позже).

Рисунок 5

Сеть на основе повторяемости, построенная с использованием корреляций, наблюдаемых более 3 раз в ежемесячных сетях (цвет края: 3 раза, синие линии; 4 раза, зеленые линии; 5 раз, красные линии). Имя заказа OTU указывается в узле. Размер каждого узла пропорционален средней степени за пять месяцев (ежемесячные сети). OTU окрашены по уровню филума. Хабы модулей отмечены толстыми черными контурами.

Сетевые роли OTU и их таксономические свойства

В экологической сети роли отдельных узлов отражают потенциальную важность OTU в микробном сообществе.Степень внутри модуля ( Z ) и межмодульная связь ( C ) могут описывать взаимосвязь узла с другими узлами в том же модуле и с другими узлами в других модулях, соответственно. Более высокий балл Z узла указывает на важную роль в его собственном модуле по сравнению с другими узлами. Если узел имеет все свои связи в собственном модуле, тогда C = 0; если связи узла равномерно распределены между модулями, то C → 1. Следовательно, роли узла могут определяться его положением в пространстве параметров ZC (рис.6). Всего было обнаружено 52 концентратора модулей (примерно 4% от общего числа OTU) (дополнительная таблица S5). Поскольку более 80% концентраторов модулей были либо некультивированными, либо неклассифицированными на уровне родов, в этом исследовании мы проанализировали концентраторы модулей на уровне порядка. Таксономическое положение большинства узловых модулей (например, Flavobacteriales и Rhodobacterales ), по-видимому, меньше зависело от параметров, связанных с глубиной воды. Однако клады Desulfobacterales , SAR406, Salinisphaerales и OM190 наблюдались только как концентраторы модулей в MB-модулях.Соединения внутри концентраторов модулей, а также между концентраторами модулей и OTU, не являющимися модулями-концентраторами, показали повторяющиеся модели совместного возникновения в течение полугода (рис. 5). Чтобы назвать несколько, OTU, отнесенные к кладе SAR406, возникли одновременно с OTU, отнесенными к Oceanospirillales , SAR11 clade или Xanthomonadales ; два модуля-концентратора OTU, присвоенные Salinisphaerales и Desulfobacterales , встречались повторно. Кроме того, концентраторы модулей (OTU, присвоенные кладе SAR406, Oceanospirillales и Salinisphaerales ) сильно коррелировали с факторами окружающей среды, такими как соленость, концентрация фосфатов, силикатов и NOx.

Рисунок 6

График степени внутри модуля ( Z ) и межмодульного взаимодействия ( C ). Пороговые значения Z и C для категоризации OTU составляли 1,5 и 0,62. Разные цвета показывают, что OTU были более многочисленны на определенных глубинах воды: красный — глубина поверхности; синий, средняя и нижняя глубина; зеленый, на всю глубину. Размер символа пропорционален степени узла.

Метагеномно-функциональные прогнозы

Предполагаемые функции микробов на основе BCC были проанализированы с помощью функциональной аннотации прокариотических таксонов (FAPROTAX) для оценки потенциальных функциональных различий между фракциями разного размера.В среднем 37 ± 9% полученных последовательностей были отнесены к функциональным группам базы данных FAPROTAX. Аэробная хемогетеротрофия была наиболее распространенной функцией во фракциях всех размеров (в среднем за 34–37% всех функций во фракциях разного размера). Предполагаемые функции BCC менялись ежемесячно в разных долях размера (тесты perMANOVA: псевдо F = 14,51, P <0,001) (дополнительный рисунок S8). Более многочисленные предполагаемые функции наблюдались во фракциях большего размера по сравнению с фракцией FL.Функции разложения ароматических соединений и превращения серы и азота были намного более многочисленными во фракциях NP и MP по сравнению с фракцией FL. Было установлено, что бактерии, принадлежащие к Pseudomonadales и Oceanospirillales , вносят вклад в первую функцию, а бактерии, принадлежащие к Desulfobacterales , Planctomycetales , Xanthomonadales и Burkholderiales , выполняют функцию последней. Окисление метанола, которое можно отнести к Methylococcales , было более выраженным во фракции FL.

SPEAR Относительная глубина воды

SPEAR Relative Water Depth

Инструмент «Относительная глубина воды» позволяет быстро создать продукт, отображающий относительную глубину воды для интересующей области. Этот инструмент использует алгоритм батиметрии, не зависящий от альбедо дна, разработанный Штумпфом и Холдеридом (2003). Независимый от альбедо дна характер алгоритма означает, что морское дно, покрытое темной морской травой или ярким песком, оказывается на одной и той же глубине, когда они находятся на одной глубине.

Результаты измерения глубины воды относительны, поскольку они не отображают абсолютные глубины (результаты масштабируются от нуля до единицы). Цель этих результатов — дать общее представление о батиметрии; они не должны использоваться в целях навигации.

Номер ссылки

Р.П. Штумпф, К. Холдерид, 2003 г., Определение глубины воды с помощью спутниковых изображений высокого разрешения над дном с переменным типом дна, лиминология и океанография, 48 (1): 547-556.

  1. На панели инструментов выберите SPEAR> SPEAR Relative Water Depth . Мастер относительной глубины воды ENVI отображает панель выбора файлов.
  2. Щелкните Выберите входной файл , выберите файл, затем щелкните ОК . Входной файл должен быть мультиспектральным, по крайней мере, с синим, зеленым и ближним инфракрасным диапазонами.
  3. Если длины волн не встроены в заголовок изображения, появится серия диалоговых окон Select Band.Выберите синюю полосу, зеленую полосу, красную полосу и полосу NIR, затем нажмите OK после каждого выбора.
  4. Чтобы дополнительно обработать только часть сцены, щелкните Выбрать подмножество . Появится небольшое диалоговое окно Выбрать пространственное подмножество.
  5. Щелкните Пространственное подмножество . Появится стандартный диалог выбора пространственного подмножества. Когда закончите, нажмите OK , чтобы вернуться на панель выбора файла.
  6. По умолчанию выходные файлы сохраняются в том же каталоге и используют то же корневое имя, что и входной файл, без каких-либо расширений.К выходным файлам добавляется уникальный суффикс. Чтобы изменить каталог и / или корневое имя файла, щелкните Выберите имя корневого каталога вывода .
  7. Щелкните Далее . Появится панель «Коррекция атмосферы».
  8. При необходимости выполните атмосферную коррекцию. Для расчета относительной глубины воды обычно лучше не выполнять атмосферную коррекцию. Атмосферная коррекция прибрежных или морских районов часто изменяет данные, так что расчет глубины воды может давать аномальные и неудовлетворительные результаты.Если нет особой необходимости в выполнении атмосферной коррекции и не понятны последствия, лучше пропустить этот шаг.
  9. Щелкните Далее . Появится панель выбора метода.
  10. Выберите желаемый метод батиметрии:
  • Преобразование логарифмического отношения
  • Основной компонент
  • Независимые компоненты

    Log Ratio Transform обычно дает лучшие результаты.Если вы используете Основные компоненты , вам необходимо изучить каждое полученное изображение основного компонента, чтобы найти то, которое соответствует глубине воды. Даже в этом случае глубина воды не может быть полностью коррелирована с альбедо дна или другими источниками ошибок.

  • Если вы выбрали Log Ratio Transform , нажмите Show Advanced Options , чтобы увидеть дополнительные настройки параметров. Доступны:
    • Медианный фильтр: Значение по умолчанию — 3×3, чтобы удалить высокочастотный шум, который часто возникает в результатах измерения глубины воды.При желании выберите другой размер ядра для фильтра или отключите фильтрацию из раскрывающегося списка. Установка медианного фильтра на большие размеры дает более гладкие результаты, но может сглаживать небольшие подводные объекты.
    • Откалибровать до абсолютной глубины: Установите этот флажок, чтобы откалибровать относительные глубины до абсолютных глубин с использованием достоверной информации о земле. Откроется группа отображения, и на панели «Выбор метода» появится таблица точек калибровки для наземных точек.Вам нужно добавить как минимум три точки достоверности.

      Чтобы ввести точные данные на местности вручную, переместите курсор в пиксель с известной глубиной. На панели выбора метода щелкните Добавить текущее местоположение как новую точку . В таблицу точек калибровки добавляется новая строка с расположением столбца и строки выбранного пикселя. Выберите значение в столбце Глубина и введите значение глубины в метрах. Повторите этот процесс для каждой наземной точки достоверности.

      Вы также можете импортировать наземные контрольные точки из файлов ASCII. Файл ASCII должен содержать три столбца: координату x, координату y и глубину. Координаты x и y должны быть в той же проекции карты, что и входное изображение, а столбцы могут располагаться в любом порядке. Чтобы импортировать файл, щелкните Импорт ASCII на панели «Выбор метода». Выберите текстовый файл, содержащий достоверные данные. Появится диалоговое окно с просьбой указать три столбца и выбрать проекцию карты для координат x и y.По завершении все точки в файле ASCII, попадающие в границы изображения, заносятся в таблицу.

      Ниже показан пример глубины воды с использованием различных средних размеров ядра, слева = нет, в центре = 5×5, справа = 13×13 (изображение любезно предоставлено DigitalGlobe)

  • Нажмите Далее . ENVI обрабатывает изображения.
  • Если вы не выбрали Калибровать по абсолютной глубине , появится диалоговое окно «Проверить результаты».
  • Если вы выбрали Калибровать по абсолютной глубине , появится график калибровки абсолютной глубины. Используйте этот график, чтобы выбрать модель, которая соответствует достоверной информации.

    В большинстве случаев наземные контрольные точки следуют шаблону. Мелкие пиксели показывают широкий диапазон значений преобразования логарифмического отношения. По мере того, как вода становится глубже, она становится равномерно темной, поэтому диапазон значений преобразования логарифмического отношения становится узким. Пиксель с преобразованием логарифмического отношения 1 может иметь глубину 20, 100 или даже 1000 метров.Лучше выбрать модель, которая лучше подходит для мелких пикселей, чем для глубоких пикселей, поскольку глубокие пиксели подвержены ошибкам (из-за того, что свет не отражается обратно на датчик). При выборе значения Ошибки измерения , отличного от Равно (1.0) на графике калибровки абсолютной глубины, модель фокусируется на мелких пикселях при подборе модели. Нажмите Обновить на графике калибровки абсолютной глубины при изменении значения Тип подгонки или Ошибки измерения .Мера того, насколько хорошо модель соответствует данным, отображается в виде значения R-Squared в области под графиком.

    График калибровки абсолютной глубины

    Экспоненциальные модели, использующие SQRT (Y) (слева) и Equal (1.0) (справа) Ошибки измерения

  • Нажмите ОК в диалоговом окне «Калибровка абсолютной глубины».Появится панель «Результаты проверки».
  • Анализ результатов относительной глубины воды


    Появится группа отображения с естественной цветовой композицией. Это эталонное изображение .

    1. Чтобы изменить эталонное изображение на композит искусственного цвета или на отражение воды, выберите соответствующий вариант в раскрывающемся списке Эталонное изображение , затем щелкните Загрузить .
    2. Чтобы изменить источник данных батиметрии, используемый для отображения глубины воды, выберите элемент в раскрывающемся списке Источник батиметрии .Этот список содержит один или оба результата преобразования логарифмического отношения и диапазоны основных компонентов, в зависимости от того, что было обработано.
    3. Чтобы загрузить изображение глубины воды с примененной таблицей цветов, выберите вкладку Таблица цветов .
    4. Чтобы загрузить срезанное по плотности изображение с параметрами по умолчанию, выберите вкладку Density Slice . Откроется новая группа отображения с нарезанным по плотности изображением. Новая группа отображения динамически связана с группой отображения эталонного изображения.
    5. Используйте Auto-Flicker для проверки результатов (для получения подробной информации об использовании этого инструмента.
    6. Когда вы закончите изучение результатов, щелкните Далее на панели результатов исследования, затем щелкните Завершить , чтобы выйти из мастера.

    Таблица цветов

    1. Выберите таблицу цветов из списка Таблицы цветов , затем щелкните Применить таблицу цветов . Откроется новая группа отображения с раскрашенным изображением.Новая группа отображения динамически связана с группой отображения эталонного изображения.
    2. Для предварительного просмотра новых таблиц цветов выберите нужную таблицу цветов в списке, затем щелкните Применить таблицу цветов .
    3. Используйте ползунки Stretch Bottom и Stretch Top , чтобы изменить способ применения таблицы цветов. См. Пример на следующем рисунке. При необходимости переместите ползунок, чтобы изменить порядок в таблице цветов.

      Изменение внешнего вида таблицы цветов с помощью ползунков (изображение любезно предоставлено DigitalGlobe)

    4. Чтобы сохранить отображаемое изображение таблицы цветов в графический файл, пригодный для использования в брифинге или отчете, щелкните Сохранить в файл . Появится диалоговое окно «Вывод отображения в файл изображения».
    5. Чтобы создать выходной файл, показывающий примененную таблицу цветов, наложенную на эталонное изображение, щелкните Create Overlay Mosaic .Пиксели, не относящиеся к воде (черные на изображении таблицы цветов), прозрачны, что позволяет просвечивать нижележащее эталонное изображение. ENVI предложит вам выбрать имя выходного файла, а затем добавит мозаику в диспетчер слоев.
    6. Чтобы экспортировать наложенную мозаику в графический файл, подходящий для использования в отчете или брифинге, загрузите изображение в группу отображения, затем выберите Файл> Сохранить изображение как> Файл изображения . Появится диалоговое окно «Вывод отображения в файл изображения».
    7. Чтобы экспортировать мозаику наложения в базу геоданных ArcGIS, щелкните Экспорт мозаики в базу геоданных ArcGIS .Эта кнопка появляется под списком таблицы цветов. Появится диалоговое окно «Выбор выходной базы геоданных».

      Наложенная мозаика (изображения любезно предоставлены DigitalGlobe)

    Density Slice

    1. В раскрывающемся списке выберите базовое изображение для использования, затем щелкните Загрузить изображение . Откроется новая группа отображения со срезом плотности, динамически привязанным к выбранному типу базового изображения.
    2. Для использования доступны четыре диапазона отображения. Диапазоны глубины по умолчанию — это общие практические правила, которые применяются во многих, но не во всех случаях. Отрегулируйте диапазоны в соответствии с вашими конкретными данными, введя новые значения или используя стрелки вверх / вниз. Диапазоны следующие:
    • Очень мелкое
    • мелкий
    • Умеренная
    • глубокий

    Числа, показанные для каждого диапазона, указывают пороговое значение глубины дна.Например, значение по умолчанию для Shallow — это пиксели с глубиной от 3,0 до 10,0 метров, когда выполняется калибровка по абсолютной глубине.

    Диапазоны по умолчанию различаются в зависимости от того, была ли батиметрия откалибрована на абсолютные глубины. Если глубины являются относительными, результаты варьируются от 0 до 1. В противном случае результаты варьируются между любыми калиброванными глубинами.

    Отрегулируйте цвет для каждого диапазона, щелкнув правой кнопкой мыши поле цвета и выбрав новый цвет.

    Чтобы отключить диапазон, чтобы под ним отображалось базовое изображение , снимите флажок Вкл. / Выкл. для этого конкретного диапазона. Ниже показано эталонное изображение естественного цвета (слева), изображение с разделением по плотности (в центре) с соответствующими параметрами (справа) (изображение любезно предоставлено DigitalGlobe)

  • Чтобы восстановить параметры среза плотности в исходное состояние, щелкните Восстановить значения по умолчанию на панели «Результаты исследования».
  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.