Башкортостан, Бакалинский район
МОБУ СОШ с.Куштиряково,
Выполнил: ученик11 класса
МОБУ СОШ с.Куштиряково
Сафин Тагир
Научный руководитель:
учитель географии
Калимуллин Н. Р.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ _____________________________________________ 3
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ ______________________________________ 5
1.1 Исследование скорости течения и расхода воды _____ 5
1.2 Исследование почвы долины ______________________ 8
2. Анализ воды реки Ик_________________________________ 10
2.1 Прозрачность воды_________________________________ 10
2.2 Содержание взвешенных частиц_______________________ 11
2.3 Определение карбонатной жесткости воды _______________11
2.4 Электропроводность воды_____________________________ 12
3. Исследование водной эрозии приикских склонов Бугульминско-Белебеевской возвышенности________ 13
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ____________________________________________ 15
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ___________________________________ 16
ПРИЛОЖЕНИЯ ____________________________________________ 17
Везде исследуйте
всечасно, что есть
велико и прекрасно!
М.В.Ломоносов
ВВЕДЕНИЕ
Любознательность — ценнейшее свойство характера человека. Вооружившись им, можно исходить окрестные леса, луга, пройти вдоль ручьёв и рек, обогнуть озёра, подниматься в горы, интересоваться минералами и горными породами. Экскурсии и походы помогают поближе познать свой край, применять на практике знания. Познание окружающего мира — неотъемлемая часть школьного курса географии. География — это наука о Земле, единственной обитаемой планете Солнечной системы. Оставаясь, долгое время только описательной наукой, она в отличие от других наук в равной степени интересуется внутренним строением Земли и её внешним обликом, океанами и всей водной оболочкой планеты. Областью её исследований являются рельеф Земли, атмосферные процессы и явления, реки и озёра, её почвы, растительность и животный мир, а также территориальная организация жизни и деятельности людей, что точно отметил Н.Н.Баранский: «География играет не одним пальчиком, а аккордами — от геологии до идеологии».
Данная исследовательская работа выбрана не случайно: во-первых, на небольшой территории представляется возможность изучать несколько компонентов природы (реки, рельеф, почву, анализ в о д ы и т.д.), во-вторых, за последние десятилетия существенно изменилась экосистема, характер течения реки, почва и даже рельеф (эрозия).
Исследования проводились последние 6 лет– 2007-2013-е года. Участвовали в данной работе ученики МОБУ СОШ с.Куштиряково, начиная с 6-го класса: Зайнуллин Радиф, Садриев Айнур, Саетгареева Гульназ, Фархутдинова Миляуша, Хуснуллин Айдар, Ахметвалиев Айнур, Каримов Идрис, Гарипов Алмаз, Сабирова Гульчачак, Зиннатуллина Айгуль, Лотфуллина Гузалия, Сафин Тагир и другие. Объекты исследования находятся в пределах Бакалинского района и включают себя: река Ик, долина р.Ик, склоны юго-западной экспозиции Бугульминско-Белебеевской возвышенности.
Цели и задачи:
-определение географического положения исследуемых объектов
-изучение ширины, глубины, скорости и расхода р.Ик
-изучение почвы
-изучение водной эрозии, её динамика
-анализ воды на прозрачность, электропроводность, наличие завешенных частиц, определение жесткости
Основные методы исследования:
1.Визуальный.
2.Картографический.
3.Полевые исследования.
4.Анализ научной литературы.
5.Статистический.
6.Беседы с местными старожилами.
7.Документирование.
8.Сравнение
9.Экспериментирование
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РЕКЕ ИК
Река Ик находится в западной части РБ и является левым притоком Камы. Протекая в северном направлении, является естественной административной границей Башкортостана и Татарстана в пределах Бугульминско-Белебеевской возвышенности «рис 1.1».
Рисунок 1.1 Рисунок 1.2
Со старотюркского языка переводится — «текущая вода», созвучно с названием реки Яик (река Урал). Длина реки 571 км, общее падение 282 м. Площадь бассейна 18 тыс. км?., густота речной сети 0,34 км. квадрат [1,с.291]. Питание главным образом снеговое. Замерзает во второй половине ноября, вскрывается в середине апреля. В апреле река широко разливает пойменные участки. Весной 2012 г из-за резкого потепления река затопила часть приикских сельских поселений «рис 1.2»
Главные притоки: Дымка, Мелля, Стерли, Ютаза — слева; Усень — справа. Устье реки залито водами Нижнекамского водохранилища. Судоходна на 100 км от устья. Река равнинная, течение спокойное, без порогов и водопадов. На реке Ик построены 10 плотин для регулирования высоты уровня воды. Исток находится в пределах Бугульминско-Белебеевской возвышенности недалеко от города Белебей.
1.1 Исследование скорости течения и расхода воды
Исследование провели в октябре 2010 года, когда уровень воды стабилизировался после летней аномальной засухи. Выбрали участок реки Ик вблизи с.Куштиряково Бакалинского района. Сначала провели наблюдения с высокого холма и пришли к следующему выводу:
-русло сильно меандрирует «рис 1.3», что свидетельствует о медленном течение реки.
Рисунок 1.3
-образует многочисленные большие и маленькие острова, которые заросли влаголюбивыми растениями.
-образовались многочисленные старицы, значит, русло постоянно меняет свое направление.
-русло местами вплотную приближается к подошве Бугульминско-Белебеевской возвышенности, которая находится на правой стороне от реки и создает высокие обрывы. Это результат влияния силы закона Кориолиса.
Затем спустились с холма к реке Ик. Провели измерение скорости течения и расхода воды в реке. Сколько протекает воды в реке — важный показатель, необходимый, например, для постройки ГЭС и расчёта её мощности, для водоснабжения и т.д. Чтобы измерить расход воды в реке, мы умножили площадь живого сечения в квадратных метрах на скорость течения в метрах в секунду. Так получили расход воды в кубических метрах в секунду. Для определения расхода воды надо сначала измерить скорость течения реки. Для этого выбрали прямолинейный участок реки длиной в 30 метров. В начале и в конце этого участка прибили к земле вешки. Для измерения скорости течения использовали часы с секундной стрелкой и поплавок из сырой древесины. Измерение скорости провели втроем. Один запускает поплавки и по часам засекает время «рис1.4».
Двое других — наблюдатели — стоят у вешек верхнего и нижнего створа[7]. Поплавок начинает по течению плыть вниз, и, когда он пересекает верхний створ, первый наблюдатель дает отмашку рукой. По этому сигналу руководитель начинает отсчёт времени, который
прекращает после того, как Рисунок 1.4 поплавок пересечет нижний створ и второй наблюдатель даст рукой отмашку. Данные отмечают и записывают наблюдатели. Затем забрасывается второй поплавок, и так все 5 поплавков.
Вычислили среднее время продолжительности хода поплавка — 90 секунд на расстоянии 30 метров. Зная расстояние и среднюю продолжительность хода поплавка в секундах, высчитываем скорость течения в м/с.
30 метров : 90 секунд = 0,33 м/с Рисунок 1.5
Затем определили площадь поперечного сечения реки. Площадь живого сечения определили, измерив ширину реки и её среднюю глубину (приложение 1). Для этого поперёк реки натянули размеченную на метры веревку. Двигаясь вдоль нее на лодке, через каждый метр измеряем размеченным на сантиметры шестом глубину «рис 1.5»
Из этих промеров вычисляем среднюю величину глубины и умножаем её на ширину реки на каждом участке (1м). Так приблизительно получаем площадь живого сечения, которую наглядно изобразили в виде чертежа (приложение 2).
Чтобы вычислить расход воды, умножаем площадь живого сечения на среднюю скорость. 0,33м/с — это средняя скорость течения у поверхности потока, а нам нужна средняя для всей толщи потока, ведь у дна и берегов, где возрастает трение воды о ложе, она меньше чем посередине реки. Для этого умножают её на переходный коэффициент меньше единицы, который, по вычислениям гидрологов, в большинстве случаев можно принять за 0,7[6,с.305]. Итак, расход воды равен площади живого сечения в квадратных метрах, помноженный на поверхностную скорость в метрах в секунду и на переходный коэффициент 0,7:
Расход воды = 46,2метра квадрат * 0, 33м/с * 0,7 = 10,7метра куб в секунду
Расход воды в сутки = 10,7метра куб в секунду * 86400 = 924480метра куб
Расход воды в год = 924480метра куб * 365дней = 337435200метра куб
Зная расход воды, определили возможные варианты хозяйственного использования реки. Главный потребитель воды в районе — крупный рогатый скот. В приикских сёлах района около 2600 голов КРС. По статистическим данным корова в год потребляет 36,5 метра куб воды (100 литров в сутки * 365 дней).
Размер потребления воды КРС в год = 2600голов * 36,5метра куб = =94900метра куб
Этот объём потребления в процентном соотношении составляет лишь 0,03%, но это только для КРС приикских сел Бакалинского района. Если учитывать другие районы, потребление возрастает в десятки раз. Вся вода, которую мы потребляем, в конце концов попадает снова в реку, но уже загрязнённой. Чтобы не испортить воду в реке, сточной воды должно быть в 10 раз меньше, чем природной речной. Это означает, что человек может использовать только 10% той воды, которая содержится в реке.
Зная расход воды в реке, рассчитали возможность строительства электростанции. Для этого определили мощность реки по упрощённой формуле: расход воды * 1000.
10,7метра куб в секунду * 1000 = 10700 кВт (10,7 мВт)[7].
Обычно считают, что есть смысл строить электростанцию мощностью от 1 мВт. Следовательно, строительство малых ГЭС на реке Ик оправдано.
1.2 Исследование почвы долины
Цель исследования — определение содержания гумуса и механического состава. Почва в долине реки Ик пойменные, из года в год во время весеннего половодья территория обогащается речными наносами - песком, глиной, илом и т. п. породами. Это хорошо видно на крутых обрывах «рис 1.6»
Рисунок 1.6
Взвешенные частицы, аккумулируясь, создали своеобразный «слоеный пирог» на поверхности.
Выбрали 3 участка на равном расстоянии друг от друга около с. Куштиряково. В металлическую посуду набрали 100 грамм почвы из каждого участка «рис 1.7»
Рисунок 1.7 Рисунок 1.8
В кабинете географии залили почву горячей водой. Тщательно размешали получившуюся смесь до тех пор, пока вода не стало совсем тёмной, а сама почва светлой. Почва-это смесь песка, глины и гумуса. Гумус растворяется в воде, а песок и глина нет. Аккуратно слили темную воду из металлической посуды в стакан. Пластмассовый стакан предварительно взвесили на ученических весах с цифровой индикацией-15.4 грамма «рис 1.8». Поставили все 3 стакана в теплое место на 2 недели. В течении этого времени изучали механический состав почв и пришли к выводу - в долине реки преобладают супесчаные почвы. Через 2 недели вода полностью испарилось. Взвесились все 3 стакана и узнали, сколько гумуса содержатся в 100 граммах почвы [7]:
1-й стакан-37.7гр.-14,4=22,3гр.
2-й стакан-21,8гр-15,4гр=6,4гр
3-й стакан-42,2гр-15,4гр=26,8гр
Как видно из вычислений, почвы сильно отличаются по плодородию. Это результат аллювия как самой реки Ик во время половодья, так и делювия временных потоков со склона возвышенности.
2 АНАЛИЗ ВОДЫ РЕКИ ИК.
В зимний период река покрывается толстым слоем льда. Использовали ручной бур, проверенный рыбаками надёжный инструмент. Лунки проделали ниже моста, соединяющий Новотумутуково (Башкортостан) со Старотумутуком (Татарстан) «рис 2.1». Воду набрали в пластиковые бутылки «рис 2.2». Измерили толщину льда, она оказалась действительно толстой — 55 см. Это результат тридцатиградусных декабрьских морозов.
Рисунок 2.1 Рисунок 2.2
2.1 Прозрачность воды
Прозрачность воды зависит от нескольких факторов: количество взвешенных частиц глины, песка, микроорганизмов, содержание химических соединений.
Для определения прозрачности воды был использован прозрачный мерный цилиндр с плоским дном, в который налили воду «рис 2.3». Подложили под цилиндр книгу, высота букв которого 3мм, а толщина линии букв 0,5мм и сливали воду в цилиндр. Для сравнения использовали еще один сосуд с водой из-под крана. Буквы читались в обоих сосудах. Вывод: вода р.Ик прозрачная.
Рисунок 2.3
Вода р Ик Вода из под-крана
2.2 Содержание взвешенных частиц.
Данный показатель качества воды определяется фильтрованием определенного объема воды и последующим высушиванием осадка на фильтре. Для анализа взяли 500 мл воды «рис 2.4». Фильтр перед работой взвесили — 0.7 грамм. Отфильтровали воду через бумажный фильтр. После фильтрования осадок с фильтром высушили до постоянной массы и взвесили. Вода оказалась чистая, масса не изменилась — 0.7 гр. Однако фильтр имел желтый налет «рис 2.5». Вывод: р.Ик в зимний период чистая, без каких-либо взвешенных частиц.
Рисунок 2.5 Рисунок 2.4
2.3 Определение карбонатной жесткости воды.
Различают общую, временную и постоянную жесткость воды. Общая жесткость обусловлена присутствием растворимых соединений кальция и магния в воде. Временная жесткость иначе называется устранимой, или карбонатной. Она обусловлена наличием гидрокарбонатов кальция и магния. Постоянная жесткость (некарбонатная) вызвана присутствием других растворимых солей кальция и магния. Для определения жесткости воды в металлическую посуду налили 400 мл воды, предварительно взвесив на весах. Пустая жестяная банка весила 68,9 гр. Вода испарилась (в школьной столовой с помощью электрической плитки) через 1,5 часа. Электронные весы показали 69,4 грамма «рис 2.6».
69,4гр — 68,9гр =0,5 гр на 400 мл.воды
Отсюда получается
0,125гр на 100 мл.воды или
1,25гр на 1000(1литр)мл воды
По санитарным нормам жесткость воды не должна превышать 0.3 мг/л. Вывод: вода очень жесткая
Рисунок 2.6
2.4 Электропроводность.
Как известно, вода плохой проводник электрического тока. Это относится к чистой дистиллированной воде. Мы решили провести эксперимент с жесткой водой из Ика. Для сравнения использовали воду из-под крана. Использовали простой, но достоверный метод. Оголённые провода воткнули в воду на определённом расстоянии. Лампочка горит достаточно ярко, это значит, что жесткая вода Ика хороший проводник электричества «рис 2.7». Повторили эксперимент с водой из-под крана. Лампочка слабо светит — плохой проводник «рис 2.8». Теперь мы понимаем, почему у многих деревьев на побережье обуглившиеся стволы. Это удары молнии.
Вывод: жесткая вода Ика хороший проводник электричества.
Рисунок 2.8 Рисунок 2.7
3. Исследование водной эрозии приикских склонов Бугульминско-Белебеевской возвышенности
Склоны Бугульминско-Белебеевской возвышенности сильно подвержены водной эрозии. Причины:
Весной 2008 года учащиеся 8-го класса провели исследование оврага «рис 3.1» и её динамику. Выбрали крупный овраг вблизи с. Куштиряково.
Рисунок 3.1
Сначала измерили относительную высоту с помощью самодельного нивелира. Высота холма от подошвы до бровки 76 метров, крутизна склона — 28 градусов. Длина оврага 350 метров, глубина доходит до 5 метров. Общее направление южное, впадает к долине реки Ик. Склоны крутые, особенно в верхней части. Овраг сухой, родники не обнаружили. С левой стороны примыкает молодой овраг с небольшой глубиной. Из-за повышенной солнечной радиации на склонах преобладают степные формации — полынь, ковыль, чертополох, местами дуб; из животного мира преобладают суслики, ящерицы, змеи, в последние годы появился сурок-байбак. Спросив у старожилов, узнали, что полвека назад оврага не было. Источником развития эрозии служила рытвина на бровке склона к реке Ик. Исследовали динамику развития эрозии. Для этого взяли палочки длиной 15 см, которые предварительно разметили ручкой каждые 5мм [7].
Воткнули палочки в овраге на самом глубоком месте на равном расстоянии друг от друга. Через 3 месяца обнаружилось следующее: в верхней половине оврага углубление произошло до 5мм., а в нижней половине изменения не произошли. В настоящее время нижняя половина заросла деревьями и кустарниками, а в верхней половине продолжаются процессы разрушения почвы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Чтобы хорошо знать географию, недостаточно только читать книги по этому предмету. География-это наука о Земле, на которой мы живем. Поэтому первыми географами были путешественники, мореплаватели ребятам еще рано. У них все впереди. А вот выполнить целый ряд заданий исследовательского характера они уже могут. Как правило, такие задания выполняются в природе во время экскурсий и походов.
Данная исследовательская работа результат последних 6-ти лет. Были затронуты природные комплексы долины Ика - почвы, скорость и расход реки, анализ воды, эрозионные процессы на склонах. Исследуя, мы пришли к следующим выводам:
1. Скорость течения Ика около с.Куштиряково 0,33 м/с, а расход воды 10,7метра куб в секунду
2. Вода в зимний период чистая, прозрачная. Жесткость воды высокая — 1,25 гр на 1 литр, хороший проводник электричества
3. растительность представлена как степными, так и лесными формациями.
4. Почвы представлены осадочными породами с преобладанием песка.
Экскурсии по изучению реки Ик продолжаются и в настоящее время. В дальнейшем планируем провести анализ воды весной, летом и осенью. Разнообразный природный комплекс на небольшой территории - рай для туристов-исследователей. Путешествуя, мы поняли еще один важный аспект-охрана природы. Природа прекрасна, когда вокруг все зеленое и чистое, чувствуется бережное отношение человека к окружающей среде. Ребята своими глазами увидели развитую овражно-балочную сеть, которая с каждым годом рушит поля и пастбища. Овраги напоминают южноевропейские бедленды - дурные земли.
Исследования затронуло различные сферы географии. Поставленные цели и задачи были выполнены. Провели исследования реки Ик, изучили почву, провели анализ воды исходя из своих возможностей, изучили разрушение почвы на конкретном примере. При этом использовались как промышленные, так и самодельные приборы: компас, нивелир, эклиметр, угломер, рулетка и другие. Записи занесены в полевой дневник, конечные результаты отражены в этой работе.
Литература
Уфа.: Китап, 1996
Уфа.: Китап, 1994
Уфа.:Башкирское книжное издательство, 1987
Учебник для 9 класса.
Уфа., Китап, 2000
Составил Г.В. Карпов. М.: педагогика, 1981.
Статьи из журнала «География в школе»:
№ 4, №5
