Водородные ионы образуются при растворении кислых электролитов в воде или в других растворителях, обладающих диссоциирующей способностью. Все электролиты в растворенном состоянии в большей или меньшей степени диссоциируют на свои ионы в зависимости от диэлектрической постоянной (см.) растворителя, от t°, от степени разведения и от других факторов (см. Диссоциация электролитическая). В к-тах одним из этих ионов будет положительно заряженный В. и. Такие же водородные ионы, правда в весьма незначительном количестве, сравнительно с их содержанием в растворах кислот, содержатся в чистой воде, ибо и вода частично испьггьшает электролитическую диссоциацию на свои ионы: Н и ОН, подчиняясь при этом закону действующих масс, который можно в данном случае выразить уравнением

[Н] X [ОН]

где выражения, заключенные в [ ], выражают концентрацию соответствующих ионов растворенного соединения для данной t°, а К-константа диссоциации. В виду громадного избытка молекул воды-растворителя, недиссоциированных на ионы, знаменателем [НаО], как исчезающе малым по сравнению с числом молекул воды-растворителя, можно пренебречь, и выражение (1) примет вид [Н]х[ОН] = ., (2)

т. е. произведение концентраций обоих ионов воды-Н* и ОН-постоянно для определенной t°. По Зеренсену, для температуры в 18° Jr=10-i4i*.

В виду равенства концентрации ионов Н* и ОН в чистой нейтральной воде, [Н*] = [ОН] = К1/10-1* , т. е. концентрация водородных ионов одинакова с концентрацией гидроксильн. ионов и каждая из них равна 10-0 (при 18°). Имея в виду, что [Н*]х[ОН]=10- , можно сделать заключение, что когда [H J>10 < а [ОН]<10- 7 тогда реакция ж;идкости будет кислой; когда [Н-] > 10-7.0 а [ОН] < 10- реакция будет щелочной и, наконец, когда [Н*]= = [ОН] = 10-°, реакция будет нейтральной. Согласно предложению Зеренсена, концентрации водородных и гидроксильных ионов выражаются для удобства вычислений

не приведенными выше выражениями (напр. 10-7.07) а их логарифмами, к-рые к тому же берутся для удобства с обратным знаком (минус просто отбрасывается). Так, напр., чтобы выразить, что концентрация водородных ионов [Н*] чистой воды при 18° равна 10-7 % пишут Рн=7, где символ Рн, или термин водородный показатель , должен выражать взятый с обрати, знаком логарифм числа, являющегося истинным выразителем концентрации В.и. в чистой воде при °=18°, т. е. числа IQ--o. Т. о., если [Н*] =10->%то при кислой реакции Рн<7,07, при нейтральной Рн=7,07, при щелочной Рн>7,07.

Лит.: Успенский Е. Е. и Скадов-с к и й С. И., Новые пути в сел. хоз., М., 1923; Р у-бин,штейн Д. Л., Введение в физ.-хим. биологию, М.-Л., 1925; Михаелис Л., Практикум по физич. химии, пер. с нем., Л., 1925; С 1 а г к W. М., Determination of Hydrogen, N. Y., 1922; М i с h a e-1 i s L., Die Wasserstoffionen-Konzentration, В., 1923; L e h m a n n G., Die Wasserstoffionen-Messung, Lpz., 1928 (готовится к печати русский перевод); М i s 1 о-W i t Z е г, Die Bestimmung d. Wasserstoffionen-Konzentration, В., 1927. Б. Беркенгейм.

ВОДОСБОРНАЯ ПЛОЩАДЬ, площадь поверхности речного бассейна, с к-рой стекают к определенному сечению реки атмосферные осадки. Когда расход воды нельзя определить непосредственными измерениями (см. Гидрометрия), В. п. определяется по карте планиметром, для чего необходимо очертить ее по водоразделам всего бассейна. Знать величину В. п. необходимо для определения отверстий мостов, труб, размеров водоотводных каналов, объема водохранилищ и т. п. В виде самого первого и грубого приближения считают, что треть всех выпадающих на В. п. осадков стекает в реку, треть просачивается в почву и треть испаряется. Однако в действительности явления круговорота воды (см. Гидрология) значительно сложнее и зависят в частности и от размеров самой В. п. Чем больше В. п., тем больше потери на испарение и просачивание, так как тем длиннее тот путь, который проходит стекающая по поверхности В. п. вода. Вместе с тем, при больших В. п., в реку стекают одновременно осадки не со всей площади, а сперва только с ближайшей ее части, что вызывает замедление стока, т. е. уменьшение количества воды, стекающей в единицу времени с единицы В. п. При малых В. п. величина стока рассчитывается, обычно по ливням.

ВОДОСБОРНЫЕ КОЛОДЦЫ

а при больших - по весеннему половодью под влиянием таяния снегов. Из многочисленных формул, предложенных для определения стока воды, в России пользовались обычно ф-лой Кестлина для В. п. до 50 вс., по которой =l,875ii, где -расход воды

в р - В. п. в вс и L - коэффициент.

зависящий от длины В. п. При длине В. п. вЗ,5вс.,£=72 апри длине от 14 до 17,5вс. L = Vie- В Германии общеупотребительны ф-лы Лаутенберга, Управления саксонских жел. дорог и Баварского гидротехнического бюро. Наиболее общей является формула Ишновского. См. Гидрология.

Лит.: Тру фан о в А. А., Речная гидрология, М., 1923; Долгов Н. Е., О нормах Кестлина и несоответствии этих норм результатам наблюдений над ливнями на Екат. ж. д., Екатеринослав, 1907-15; Handbuch d. Ingenieurwissensclialten, Т. Ill-Der Was-serbau, в. 1-Die Gewasserkunde, Lpz., 1911. A. Зссвн.

ВОДОСБОРНЫЕ КОЛОДЦЫ, группа колодцев, предназначенных для получения грунтовых вод для водоснабжения или для сбора избыточных вод при осушении местности. Для сбора воды из равномерно движущегося грунтового потока со свободным уровнем, соприкасающимся с воздухом, и с однородным слоем устраивают В. к. с проницаемыми стенками, так что они играют роль сквозного сборного канала, проведенного поперек направления течения потока, или же, при расположении по кругу, заменяют один колодец большого диаметра. В. к. устраивают каменные (Нюрнберг, Берлин,

Дармштадт, Ливерпуль), чугунные (Самара), железные, сравнительно небольшого диаметра. На фигуре изображено примененное впервые фирмою Andrews & С в Нью Йорке соединение трубчатых колодцев Бруклинского водопровода, откуда и самые колодцы получили название Бруклинских (см. фигуру; размеры в м). Здесь вса(шающая труба А насосной станции идет из тройнрт-ка В, с которым соединены трубы ВС и BD, питаемые парными колодцами RR. Каждый отдельный колодец R, равно как и целая труба ВС или BD, м. б. выключен из сети при посредстве задвижек. Трубопроводы ВС и BD имеют диаметр 300 мм и расположены на поверхности; прилегающие к ним трубы от колодцев R имеют диам. 60--75 мм. Подобное расположение применено и в водопроводе Франкфурта н/М., но там трубопровод заменен проходным водопроводным каналом. Подобное же устройство применено и в московском мытищинском водоснабжении. Осушение посредством откачки грунтовых вод из колодцев применяется тогда, когда ни при помощи горизонтальных дрен (см. Дренаж), ни при помощи поглощающих колодцев не м. б. достигнуто требуемое по-ниженир уровня грунтовых вод. Способ состоит в том, что в водоносный слой, горизонт к-рого требуется понизить, опускается ряд колодцев, расположенных на определенных

расстояниях друг от друга; притекающие в эти В. к. грунтовые воды откачиваются насосами на поверхность, где неглубокими канавами отводятся к определенному открытому водоприемнику. Откачкой можно достигать значительного понижения уровня воды в колодцах и тем самым создавать большой градиент напора и, следовательно, значительное общее понижение грунтовых вод.

Лит.: Костяков А., Основы мелиорации, стр. 717, М., 1927; Л юг ер О., Водоснабжение городов, стр. 331-375, СПБ, 1904. Б. Шлвгель.

ВОДОСЛИВ. Если вода переливается через преграледающую поток стенку или вырез в этой стенке или же через вырез в береге около стенки, то В. называют как получаемое при этом гидравлическое явление (см. Гидравлика), так и само устройство. По типу стенки, через которую переливается вода, В. различают: а) с тонкой стенкой или порогом (фиг 1, где Н-высота напора), б) с широким порогом (фиг. 2), в) промежуточные

Фиг. 2.

между вышеуказанными, различных форм (фиг. Зи4). Первые употребляются главным образом для измерения расходов воды в потоках небольшого размера, при лабораторных опытах. Вторые включают в себя устройства для пропуска воды под насыпями, для обхода плотин и т. д.; сюда же относятся флютбеты разборчатых плотин, бейшлоты и пр. Промежуточные формы находят применение в глухих водоподъемных плотинах. По форме В.,Ъредставляющие вырезы в стенке, могут быть прямоугольными,

Фиг. 3.

Фиг. 4.

трапецеидальными, треугольными, параболическими и т. и. В практике употребляются лишь В. с вертикальной стенкой; прямоугольные В. употребляются в сооружениях; остальные формы вырезов находят применение почти исключительно при лабораторных исследованиях. Стенка, или порог,

Фиг. 5.

Фиг. 6.

В. в плане (фиг. 5) может иметь начертание прямой линии (наиболее употребительная форма), расположенной перпендикулярно

ВОДОСЛИВ

или под углом к оси потока, и ломаной или кривой линии (реже применяемая форма).

По отношению к подводящему потоку В. бывают: а) без бокового сжатия (фиг, 6),

Фиг. 7.

Фиг. 8.

Фиг. 9.

когда подводящий канал имеет одинаковую ширину с В., и б) с боковым сжатием, когда В. имеет меньшую шиУину, чем подводящий канал (фиг. 7). По типу сопряжения переливающейся струи с нижним бьефом, т. е. с частью потока ниже В., различаются В. незатопленные (фиг. 8) и затопленные (фиг. 9). В первых из них нижний бьеф непосредственно ниже стенки имеет уровень, не превышающий порога, во втором он расположен выше порога. Расход воды через незатопленный В. определяется для прямоугольного водослива из уравнения расхода воды через отверстие в вертикальной стенке сосуда:

dQ= (лЪ УЩт, где Q - расход через отверстие, Ь-шири-па отверстия, h-переменный напор, д- ускорение силы тяжести, fx-коэффициент расхода. Интегрирование при напоре Н, т. е. разности высоты горизонта выше В. и высоты стенки, дает

в случае, если скорость подхода можно не принимать во внимание, т. е. в случае, напр., водослива из водохранилищ, регулирующих бассейнов и т. д. Если же скорость подхода воды к В. имеет величину Vq, то принимается вместо Н величина

Я = Я + *.

В коэфф. fi включено и исправление данных, полученных для В. в тонкой стенке, без сжатия струи и при малых напорах, для применения к В., имеющим гребень нек-рой толщины, при боковом сжатии и значительных напорах. Этот коэфф. можно принимать: 1) при хорошо очерченном гребне с закруглениями ребер и боковых направляющих стенок iw = 0,83; 3/ = 0.55; 2) при вертикальной грани и плоском гребне с острыми ребрами 0,67; 7з (л 0,45; 3) для В. небольшой ширины без боковых направляющих стенок ft 0,60; 7з = ОАО. Для затопленного В., при возвышении уровня ниже В. над его гребнем к.

QbVlgH,

при чем коэфф. /л берется по предыдущему, а коэфф. (ii для случаев, приведенных выше, имеет величину: 1) при fi 0,83, fii=- 0,67; 2) при /л = 0,67, (л = 0,62. Такой случай

имеет место, напр., для флютбетов разбор-чатых плотин, при чем если прохождение воды затрудняется подшипниками и другими устройствами, тогда лучше брать во втором случае /х= fXi= 0,60-0,65. В случае В. через водоспускные или судоходные отверстия можно брать /г = 0,75-0,85.

В. для измерения расходов воды на небольших ручьях, каналах и т. д.-см. Гидрометрия. В гидротехнических сооружениях В. находят очень широкое применение. Водосливными устройствами являются водосливные части глухих плотин и разборча-тые плотины со щитами, сегментные, плотины Шаноана и Дефонтена, водоспуски, ступенчатые В., или перепады, трубы под насыпями, работающие неполным сечением, и т. д. Водосливные части глухих плотин служат для выпуска из резервуара за плотиной излишней воды. В плотинах каменных, бетонных, частью и деревянных, перелив воды происходит через гребень самой плотины на некоторой ширине ее, называемой водосливом, или водосливной частью плотины. В плотинах земляных, а также в каменных или бетонных очень малой толщины, где перелив воды через гребень не допускается, устраивают особые В. или в самом теле плотины, по типу В. в глухой плотине, или в стороне от плотины. Боковые В. устраивают ступенчатые,

иногда без ступеней, гтг в виде канала или гал-лереи с выпуском воды ниже плотины. Раз-борчатые плотины (По-аре) со щитами (Яниц- кого или Буле) имеют целью регулирование горизонтов воды выше плотины выпуском части воды через верх щитов (фиг. 10); вынимая щиты, можно или увеличивать ширину В. или понижать гребень его, увеличивая таким образом расход воды через плотину.

Падающая с гребня В. вода принимает форму свободно падающей струи. При водосливе малой высоты наружную стенку обыкновенно делают вертикальной; при большей высоте падения струи, во избежание размывов у подошвы водосливной части, необходимо или делить высоту падения на ступени или придать водосливной части

Фиг. 10.

Фиг. и.

профиль, соответствующий очертанию падающей струи в верхней части В.; нижнюю часть обычно делают по закруглению, чтобы придать струе при сходе с водослива горизонтальное направление. В первом случае получаем обычный В., во втором случае- ступенчатый (фиг. 11), а в третьем-водосливную плотину (фиг. 12). При построении профиля водосливной части стремятся к тому, чтобы струя жидкости постоянно