Педагогический проект «Гидрографическая характеристика долины реки Атлы в нижнем и среднем течениях»

Педагогический проект «Гидрографическая характеристика долины реки Атлы в нижнем и среднем течениях».

Выполнила: Голубенко Евгения Вячеславовна

 

Введение……………………………………………………….……...1

Глава I. Принципы полевой гидрологии…………………….………1

Глава II. Гидрографическое обследование реки Атлы…….............15

Глава III. Краткая гидрографическая характеристика

долины реки Атлы ………………………….………….....17

IV. Апробация педагогического проекта ……………….…..……....18

Заключение……………………………………………………………19

Библиография……………….…………………………………………19

Введение.

Туристические походы, путешествия и экскурсии- важное средство воспитания подрастающего поколения. Походы, путешествия, краеведческие исследования благотворно влияют на кругозор учащихся. Воспитывают любовь к родному краю, гордость за свой народ, прививают учащимся навыки и умения, без которых немыслима повседневная жизнь. Сплачивая всех участников в дружный коллектив, помогая узнавать на деле, что такое товарищеская поддержка и взаимопомощь, путешествия и походы приучают мужественно переносить трудности.

Вместе с тем они дают новые и закрепляют уже приобретенные знания, способствуют самоутверждению ребят, повышают их интерес к школьным занятиям.

Данная тема выбрана потому что в бурный век инновационных технологий не стоит забывать о красоте родного края. Тема проекта выбрана еще и потому, что долина реки Атлы не изучалась с географической точки зрения, нет данных характеристики долины реки.

В данном педагогическом проекте поставлена

Цель: изучение долины нижнего и среднего течения реки Атлы и составление ее характеристики при помощи гидрографического исследования.

Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи.

Задачи:

- произвести гидрографическое исследование реки Атлы.

-произвести все необходимые измерения реки при помощи специального оборудования;

-произвести визуальное наблюдение некоторых характеристик реки.

-исследовать исток, нижнее и среднее течение реки Атлы.

-обучить учащихся приемам работы с оборудованием на местности.

Принципы полевой гидрологии.

Водомерные наблюдения на посту.

На установленном водомерном посту производится комплекс гидрометрических наблюдений: за уровнем воды, температурой воды и воздуха, визуальные наблюдения за ветром, осадками, волнением.

Наблюдения проводятся ежедневно, сроки наблюдений 8 и 20 часов. Записи ведутся в полевой книжке водомерных наблюдений.

На свайном посту уровень измеряется при помощи переносной водомерной рейки, устанавливаемой вертикально на площадку ближайшей к берегу сваи, покрытой водой. Отсчет по рейке снимается с точностью до 1см.

Для измерения температуры воды применяется водный или родниковый термометр в оправе. Термометр опускается в воду на бечевке в отвесном положении так, чтобы стаканчик оправы находился на глубине 0,3-0,5 м от поверхности воды. Верхний конец бечевки подвязывается к борту лодки, подмосткам и т.п. Термометр выдерживают в воде не менее 5 мин. Затем быстро извлекают и производят отсчет, причем сначала замечают десятые доли, а потом целые градусы.

Температура воздуха измеряется в тени при помощи этого же термометра с точностью до 0,1 °С.

Для последующего анализа качества наблюдений за уровнем воды производятся визуальные определения состояния реки, характера ветра и волнения с записью в соответствующих графах полевой книжки водомерных наблюдений. При визуальных наблюдениях за ветром определяется его сила и направление. Сила ветра обозначается как "слабый", "умеренный", "сильный".

Направление ветра указывается стрелками: вниз или вверх по течению реки, с левого или правого берега реки. Волнение отмечается в баллах: 0 - нет, 1 - слабое, 2 - умеренное, 3 - сильное. Осадки обозначаются буквами: Д -дождь, Г - град, С - снег. Отсутствие ветра, волнения или осадков отмечается в полевой книжке.

Полуинструментальная съемка участка реки

Съемка включает: разбивку магистрали; разбивку поперечников с захватом поймы до места, лежащего несколько выше границы разлива; нивелировку и ватерпасовку магистрали и поперечников. Плановой и высотной основами полуинструментальной съемки на местности служат магистральная линия, которая разбивается параллельно линии уреза воды, и поперечные профили по всей ширине реки и поймы. Количество профилей должно быть не менее трех, средний из профилей совмещается с гидроствором. Направление профилей должно быть перпендикулярно стрежню потока, их закрепляют пикетажными кольями на линии магистрали и на урезе берега - урезными кольями. Разбивка пикетажа. Пикет обозначается на местности ровно отпиленным колышком 15-20 см, забиваемым в землю почти вровень с землей и называемым точкой. В 5-10 см от точки забивается второй колышек длиной 25-30 см, выступающий над поверхностью земли на 10-15 см, так называемый сторожок. Одна сторона сторожка гладко затесывается и на ней делается надпись, означающая конец отмеренного пикета. По ходу укладки ленты выявляются характерные точки профиля (точки перегиба рельефа) и в этих местах забиваются точка и сторожок. Азимуты направлений магистрали и поперечников определяются с помощью буссоли. На коренном берегу по линии гидроствора, немного выше магистральной линии устанавливается репер, который служит местом постоянного начала Превышение точек поперечного профиля друг над другом на левом берегу определяется ватерпасовкой.

Проведение ватерпасовки.

При ватерпасовке измеряются превышения и горизонтальные расстояния между магистральным и урезным кольями и основными точками рельефа берега. На профиле гидроствора измеряют превышения и горизонтальные проложения между сваями и рельефными точками берега.

Инструментами при ватерпасовке служат две рейки и плотничий уровень - ватерпас. Для определения превышения репера над сваей 1 или промежуточной точкой (зафиксированной пикетажным колышком) производят следующие действия. Кладут один конец горизонтально расположенной рейки на забитый вровень с землей кол у основания репера и устанавливают на ней уровень. У сваи 1 или пикетажного колышка забивают вровень с землей вспомогательный колышек и ставят на него вертикально вторую рейку. После этого изменяют, наклон горизонтальной рейки до тех пор, пока воздушный пузырек уровня не окажется точно посередине. Приводя, таким образом, рейку в горизонтальное положение, делают по нижнему ее ребру отсчет по вертикальной рейке с точностью до 1см. Отсчет по рейке, взятый со знаком минус, и даст величину понижения сваи 1 или пикетажного колышка относительно репера. Расстояние от репера до сваи 1 или пикетажного колышка определяется по горизонтальной рейке. Подобным же образом измеряют разность высот остальных точек. Сумма всех частных превышений даст общее превышение верхней точки над нижней точкой. Для проверки правильности результата ватерпасовка повторяется (от уреза воды до репера). Из результатов обеих ватерпасовок, если они различаются не более чем на 2 см, берут среднюю величину, если же расхождение превышает 2 см, ватерпасовку проводят в третий раз.

Записи результатов ватерпасовки ведутся в журнале с одноименным названием. В этом же журнале обязательно зарисовывается профиль каждого поперечника с обозначением магистрального и пикетажных кольев (ведется абрис), а также схема гидроствора с обозначением репера, свай и пикетажных кольев. С целью привязки водомерного поста к высоте репера производится нивелировка свай. Также нивелируются точки профилей на правом берегу.

Нивелировка водомерного поста. Нивелирную рейку ставят на репер и далее последовательно на все сваи. Нивелир устанавливается несколько в стороне и перед тем как снимать по нему отсчеты, необходимо привести прибор в строго горизонтальное положение. Порядок взятия отсчетов следующий: назад по черной стороне, вперед по черной стороне, вперед по красной стороне и назад по красной стороне. Такое дублирование уменьшает погрешности при работе с прибором, сводит вероятность ошибки к минимуму. Следует сразу же подсчитывать "пятку рейки", т.е. разность отсчетов по красной и черной сторонам: она должна быть постоянной и равной началу отсчета на конце красной стороны рейки.

После этого нивелируются урезы уровня воды по кольям, забитым вровень с поверхностью воды у всех поперечников и профилей для определения продольного уклона. С этой целью на урезные колья ставится нивелирная рейка, и определяются отметки площадок урезных кольев (УК).

По разности высот уровня верхнего УК и нижнего УК определяется величина падения уровня воды на участке. Путем деления полученной величины падения на расстояние по длине реки между УК вычисляется уклон водной поверхности.

Нивелировка правого берега реки. На левом берегу выставляются 2 вехи в створе каждого поперечника и по ним намечается точка установки рейки на правом берегу. Затем определяются отметки 6-7 рельефных переломных точек правого берега. Расстояния до точек на правом берегу измеряются дальномером нивелира. Для этого нужно определить число делений рейки (в сантиметрах) между горизонтальными нитями и умножить на постоянный коэффициент (равный 100 для верхней и нижней горизонтальных нитей и 200 для одной из них и центральной нити).

Определяются отметки уровней высоких вод (УВВ) для последующего расчета прошедшего максимального расхода воды. С этой целью в районе гидрометрического створа отыскивается наиболее высоко расположенная метка высоких вод по характерным признакам (отложения на берегах, кустах, деревьях ила или растительного мусора).

Все полученные результаты нивелировки записываются карандашом в журнал нивелировки водомерного поста.

Промерные работы

Целью промерных работ служит определение глубин и характера дна реки. В результате промерных работ могут быть получены поперечные профили реки и определены площади водных сечений. Обычно измерения глубин начинают производить в створе водопоста в точках, отстоящих одна от другой на определенном расстоянии. Эти расстояния могут определяться от постоянного начала по натянутому вдоль створа тросу (веревке), размеченному марками через 1 м. Желательно, чтобы местоположение марок на тросе совпадало с отметками целых метров от постоянного начала. Выше по течению от промерного троса примерно на 0,5 корпуса лодки натягивают ездовой трос для перемещения лодки вдоль створа и установки ее на вертикали. Оба троса должны быть натянуты достаточно туго.

Лодка перемещается по тросу на уключинах. Один из сидящих в лодке студентов производит промеры глубин штангой или рейкой против марок на тросе. Промеры производятся прямым и обратным ходом. По окончании промеров трос переносят на следующий профиль. Одновременно с промерами исследуются грунты дна на ощупь и, отчасти, на слух. Отмечаются следующие виды грунтов: ил, глина, песок, галька, камни, плита (скала), а также наличие водной растительности. Ребята записывают в журнале промеров глубин.

Измерение скоростей течения поверхностными поплавками

Для измерения расхода воды выше и ниже основного гидрометрического створа на равных расстояниях разбивают дополнительно два створа. С таким расчетом, чтобы продолжительность хода поплавков между верхним и нижним створами была не мене 20 с.. В 5-10 м выше верхнего створа разбивают пусковой створ, обозначая его вехами на берегах; он служит для запуска поплавков. Остальные створы также закрепляются вехами.

Измерение скоростей течения поплавками производят в такой последовательности:

на пусковом створе с берега забрасывают в реку последовательно 20 - 25 поплавков так, чтобы они прошли через основной створ приблизительно равномерно по всей ширине реки;

при прохождении каждого поплавка через створы наблюдатели дают сигналы; продолжительность хода каждого поплавка от верхнего до нижнего створа определяется по секундомеру;

на основном створе, в момент пересечения его поплавком отмечают расстояние от постоянного начала до поплавка в створе; делается это путем наблюдения с берега при наличии перетянутого через реку размеченного троса.

Результаты измерений записываются в журнал измерения расхода воды поверхностными поплавками.

Измерение скоростей течения с помощью гидрометрической вертушки

Сущность работы вертушкой заключается в измерении скоростей течения в отдельных точках живого сечения реки. Вертушка погружается на разные глубины на штанге или тросе на каждой из выбранных вертикалей, называемых скоростными Если дно плавное и симметричное, то вертикали распределяются равномерно по всей ширине реки (через одну промерную вертикаль), в местах резких переломов дна назначаются дополнительные скоростные вертикали.

На каждой вертикали скорости определяют в нескольких точках, чтобы можно было получить более правильное значение средней скорости для всей данной вертикали. При открытом русле применяются пятиточечный способ (у поверхности; 0,2Н', 0,6Н; 0,8/7 и вблизи дна), трех точечный (0,2Н; 0,6Н; 0,8Я), двухточечный (0,2Н и 0,8Д) и одноточечный (0,6Я). Средняя продолжительность наблюдения в точке должна быть не менее 120 с

Измерение скоростей течения в точках вертикали производится следующим образом. Вычисляют доли полученных глубин (в зависимости от принятого способа) и устанавливают вертушку сначала на поверхности, а потом в остальных точках вертикали. При работе с вертушкой на штанге, в условиях быстрого течения, вертушку при погружении заносят несколько вперед, учитывая возможный снос штанги в момент ее установки. В точке наблюдений вертушка устанавливается так, чтобы ось ее была перпендикулярна гидроствора.

Как правило, у всех применяемых на учебной практике вертушек электрический сигнал подается через 20 оборотов. Первые два сигнала вертушки следует пропустить, а при третьем сигнале пускается секундомер, по которому отмечается (без остановки секундомера), время каждого сигнала записывается в журнал. При больших скоростях течения сигналы следуют, друг за другом очень часто, поэтому отсчеты времени по секундомеру берут через 2-5 сигналов. Очень важно для последующего вычисления расхода воды определить наличие и величину скоростей течения на урезах с целью выявления так называемого мертвого пространства, т.е. той части живого сечения, в которой течения нет. При определении границы мертвого пространства вертушкой ее погружают на глубину 0,2-0,5 м и постепенно перемещаются от уреза по линии створа, и в момент начала вращения лопасти определяется величина скорости и расстояние до этой точки от постоянного начала.

Результаты измерений записываются в журнал измерения расходов воды вертушкой.

Гидрографическое обследование участка реки

В эти дни проводится гидрографическое обследование участка реки. Как правило, маршрут составляет 4-5 км по правому и левому берегам ручья или участка реки. Проводимые работы можно разбить в несколько этапов:

сбор сведений и описание водосбора реки (по литературным данным);

обследование долины и поймы реки;

обследование русла реки,

выяснение режима реки.

Сбор сведений и описание водосбора реки. В начале описания водосбора указывается название географического района (области) и речного бассейна более высокого порядка, к которому он принадлежит. Приводятся сведения об истоке и устье, общей длине реки, площади водосбора. Дается краткая характеристика рельефа, почво-грунтов, растительности, гидрографической сети и заболоченности. Описывается выделенный участок реки: границы, протяженность.

Обследование долины реки. В процессе полевых работ по обследованию долины реки собирают следующие сведения о ее типе и очертаниях в плане, ширине; о склонах долины их высоте, внешнем виде, крутизне, пересеченности, грунтах и растительности; о террасах - их количестве, высоте, почвогрунтах, растительности, изрезанности; о дне долины (пойме) - его ширине, характере поверхности, почвогрунтах, растительности, затопляемости. При обследовании долины должны быть отмечены также имеющиеся оползни, конусы выносов, выходы подземных вод, дороги и тропы, проходящие по ее склонам и дну, проходимость склонов и дна долины вне дорог.

Все это записывается в полевом дневнике с обязательным указанием ориентиров. Записи иллюстрируются зарисовками и схемами.

Речная долина обследуется путем визуального осмотра. Осмотр местности производится с бровки долины или возвышенных мест, в пределах видимости, но не менее 150-200-метровой полосы, прилегающей к бровкам обоих берегов долины.

Кроме сведений, полученных визуально, производится полуинструментальная съемка плановых очертаний долины. Съемка поперечных профилей осуществляется в наиболее типичных местах, отображающих форму долины. Таких профилей (от бровки до бровки) должно быть не менее двух, и делаются они с помощью ватерпаса и реек.

Крутизна склона также определяется ватерпасовкой. Определив при помощи ватерпасовки превышение (h) между двумя точками, находящимися на склоне, и горизонтальное проложение (d) между ними, вычисляют значение тангенса угла по формуле, a далее по тригонометрическим таблицам угол наклона а, т.е. крутизну склона.

В случае широкой долины (300 и более метров) съемка профилей нижней части долины (до максимальных уровней воды) производится с помощью ватерпасовки, а верхней части (до бровки) - полу инструментально. Расстояние в этом случае измеряется шнуром или шагами. Превышение и крутизна с помощью горизонтального визирования или эклиметром. Расположение профилей устанавливается и наносится на план глазомерной съемки. На профиле долины по возможности должны быть отражены все ее элементы: бровки, склоны, пойма, террасы, русло.

На поперечном профиле речной долины показывают все ее элементы и приводятся отметки наивысшего уровня высоких вод (НУВВ) в период половодий и паводков. Эти уровни определяются по следам высокой воды на местности и путем опроса местных жителей. При измерениях высот в долине за нулевую отметку принимается рабочий уровень воды в русле реки, т.е. уровень, наблюдавшийся во время выполнения работ. При обработке полевых материалов высоты, вычисленные над рабочим уровнем, путем введения поправок приводятся к условному уровню воды.

Для иллюстрации описания речной долины в полевой тетради делают ее зарисовки (схематические глазомерные профили). На таких профилях показывают форму долины, вид склонов, положение поймы и русла, при этом расстояния определяются шагами, а для определения высоты и крутизны применяются простейшие приборы (вместо эклиметра для горизонтального визирования можно использовать папку, блокнот, держа их в вытянутой руке).

В полевой тетради дается характеристика склонов долины реки по всему маршруту следования.При обследовании склонов устанавливается наличие речных террас и производится их описание. Террасы нумеруются в порядке их расположения над дном долины, счет ведут снизу. Прирусловую, заливаемую при высокой воде часть долинного ложа называют пойменной или луговой террасой. Следующие вышерасположенные террасы обычно называются первой, второй и т.д. надпойменными террасами.

В полевом дневнике отмечаются все более или менее значительные выходы подземных вод, ключи, родники, встречающиеся в пределах речной долины, а также места, где грунтовые воды находятся на незначительной глубине от поверхности земли. Верным признаком близости к поверхности грунтовых вод является наличие у подножия склонов долины зеленых островков влаголюбивой растительности, в частности, тростника, камыша, различных видов осок.

Производится подробное обследование пяти наиболее значительных источников на маршруте. Указываются местоположение каждого из этих пяти источников, высота выклинивания над уровнем воды в реке или дном долины, гидрогеологические сведения и качество воды. Все эти сведения записываются в "Ведомость обследования источников".

Каждый исследуемый водный источник нумеруется; место его условным знаком наносится на план глазомерной съемки.

Расходы источника измеряются объемным способом. На маршруте помимо сведений об источниках также собирают сведения о колодцах: их местоположение, дату открытия колодца, гидрогеологические и режимные сведения. Все эти данные получаются путем непосредственных замеров колодцев и опроса местных жителей. Полученные сведения записываются в "Ведомость обследования колодцев".

Обследование поймы реки

При обследовании поймы собирают сведения о ширине и высоте в характерных местах, положении по отношению к реке, рельефе поверхности, глубине залегания подземных вод и наличии их выходов на поверхность, степени заболоченности, грунтах и растительности, ее затопляемости и т.д.

Обследование русла реки

При обследовании русла должны быть собраны сведения, характеризующие очертание его в плане (извилистость и разветвленность), русловые образования, ширину, глубину и скорость течения реки, подпоры их распространение, засоренность и зарастаемость русла, дно и берега реки. Данные о русле и берегах записываются в полевой дневник и анкету по режиму реки. Кроме того, составляется описание существующих на реке гидротехнических сооружений.

Ширина, глубина и скорости течения реки определяются при производстве гидрометрических работ на выбранных участках; места измерений наносятся на карту условными обозначениями, данные измерений записываются в полевом дневнике и журналах.

Гидрометрические работы производятся в начале и конце маршрута (на двух участках, разбиваются по три поперечника на каждом участке). Осуществляются промеры глубин на каждом поперечнике, измеряется скорость течения (наибольшая поверхностная скорость) поверхностными поплавками. При измерении расхода по наибольшей поверхностной скорости порядок и состав работ остается тот же, что и в разделе 1.3.6, но со следующими изменениями:

поплавки забрасывают только на стрежень реки, где наблюдается наибольшая скорость течения;

количество поплавков уменьшается до 5-7; положение поплавков в основном створе не фиксируют.

Определяются отметки максимальных уровней воды на исследуемых участках. При промерах глубин ведутся наблюдения за характером поверхности дна реки и слагающими его грунтами. Во время промеров глубин ведутся наблюдения над уровнем воды на реке. В дальнейшем промеры глубин приводятся к условному уровню. С этой целью находят разницу между условным и рабочим уровнями по данным наблюдений на водомерном посту. При отсутствии на реке водомерных постов высота условного уровня устанавливается приближенно - по опросу местных жителей.

Сбор сведений о режиме реки осуществляется путем опроса местного населения. Опрос надо производить на берегу реки, чтобы на местности можно было установить высоту характерных уровней, указанных опрашиваемым лицом и в нескольких пунктах (не менее двух) для каждого обследуемого участка реки. Собранные путем опроса сведения заносятся в полевой дневник с указанием пункта, к которому они относятся, по этим данным заполняется также "Анкета по режиму рек".

Для характеристики водного режима реки собираются сведения: о половодье, времени начала подъема воды, наступлении наивысшего уровня, его высоте, продолжительности стояния высоких вод, спаде уровня, времени окончания половодья; о летней и зимней межени ее продолжительности, времени наступления межени; о паводках их частоте (сколько наблюдается за сезон) и продолжительности.

По ледовому режиму реки собирают данные о замерзании реки - времени появления сала, шуги и заберегов, осеннего ледохода, его продолжительности; о ледяном покрове характере поверхности, максимальной толщине льда на плесах и перекатах; о вскрытии реки начале весеннего ледохода, его продолжительности.

Характеристика качества воды реки может быть составлена по данным опроса и личным наблюдениям. На участках реки у населенных пунктов определяется цвет, вкус и запах воды.

Во время маршрута производится глазомерная съемка участка реки. При глазомерной съемке необходимо наносить не только то, что имеет непосредственное отношение к водному объекту (бровки берегов, урезы воды, глубины, очертания болот, источники, склоны долин и т.д.), но и сельскохозяйственные угодья, искусственные сооружения, дороги, населенные пункты, мосты и т.п. Расстояния при съемке определяются шагами или с помощью рейки. Высоту точек местности эклиметром или любым угломерным инструментом (если расстояние до точки измеряется шагами, то угол находится по формулам. Все данные наносятся на план.

Перечень отчетных документов по результатам гидрографического обследовании участка реки: 1) полевой дневник, 2) план маршрутной глазомерной съемки (в масштабе 1:5000); 3) два поперечных профиля долины; 4) поперечные профили русла реки; 5) журналы ватерпасовки долины; 6) журнал измерения расхода воды поверхностными поплавками; 7) анкеты обследования источников и колодцев; 8) анкета по режиму рек; 9) типовой график колебания уровня воды обследуемой реки.

Измерение скоростей течения воды поверхностными поплавками (полный метод). Поплавки разбиваются на группы. Для этого на миллиметровке в журнале на поле координат) наносятся точки. По оси ординат откладывается продолжительность хода поплавков по оси абсцисс - расстояние от постоянного начала Поплавки объединяются в группы (3-5 групп). По центрам тяжести групп поплавков проводится плавная кривая, которая сводится на урезы (эпюра). На эпюре, с учетом группировки поплавков, намечают скоростные вертикали. Рассчитывают характерные данные для каждой группы поплавков ("группировка поплавков").

среднюю продолжительность хода поплавков находят как среднее арифметическое из отметок времени прохождения через створ для данной группы поплавков по тому же принципу находят среднее расстояние от постоянного начала;среднюю поверхностную скорость поплавков определяют по уравнению

V=L/t

Производят вычисление площади водного сечения, из промерного журнала выписывают расстояния от постоянного начала и глубины;- определяют расстояния между промерными точками и средние глубины между ними;

площадь сечения между промерными точками находят произведением расстояния на среднюю глубину между промерными точками;

для каждой группы поплавков рассчитывают площадь сечения в интервале путем суммирования площадей сечения между промерными точками для поплавков данной группы.

Фиктивный расход вычисляется по формуле, но в данном случае - поверхностная скорость на вертикали. Расход называется фиктивным потому, что он вычислен по поверхностным скоростям и завышен по сравнению с действительным расходом. Действительный расход будет меньше фиктивного на величину, пропорциональную коэффициенту который равен отношению действительного расхода к фиктивному:

Измерение расходов воды поверхностными поплавками (сокращенный метод). Расход воды по наибольшей поверхностной скорости течения (работы производились на маршруте) определяется так. Рассчитываются два расхода по данным измерений, полученным в начале и конце маршрута для трех профилей. Таким образом, имеются две серии запуска поплавков по 5 - 7 измерений в каждой. Из первой и второй серий выбираются три поплавка, показавшие наименьшую продолжительность хода между створами. Для каждого из трех поплавков вычисляется скорость его движения. Из значений скорости течения по трем отобранным поплавкам вычисляется среднее. Полученная величина скорости для каждой серии будет являться наибольшей скоростью течения воды.

Осредненная площадь водного сечения определяется по формуле площади водного сечения, определенные по трем указанным выше профилям. Переходный коэффициент от наибольшей поверхностной скорости к средней может быть получен по формуле

Полевая книжка водомерных наблюдений

Уровни воды, наблюдаемые на водомерном посту, на протяжении всех дней учебной практики, должны быть отнесены к условной отметке нуля графика поста. Отметка нуля графика поста выбирается с таким расчетом, чтобы она находилась не менее чем на 0,5 м ниже самого низкого уровня воды в реке, который можно ожидать в створе поста.

Для перевода отсчета высоты уровня воды, сделанного от нуля наблюдений (над сваей), в высоту водной поверхности над нулем графика Н служит приводка (Нпр) - превышение головки сваи над нулем графика. Приводкой называется превышение вершины головки сваи (нулевого деления рейки) над принятым нулем графика поста.

В конце водомерной книжки заполняется справочная таблица, где приводятся данные об отметках свай и значения приводок.

Графические материалы

План участка гидрологического поста. На основе проведенной полуинструментальной съемки составляется план участка реки. На плане должны быть нанесены

планово-высотная основа съемки - магистраль, поперечные профили, сваи и репер с выписанными азимутами направлений и высотами основных точек;

линии урезов воды и границы разлива при высоких уровнях воды (проводятся приближенно при условии неизменности уклона при колебаниях уровня воды);

рельеф русла в изобатах и рельеф поймы и берегов в горизонталях, их сечение назначается через 0,5 или 1,0 м;

масштаб плана;

заглавная надпись плана (название реки, створ), дата съемки, фамилия исполнителя, состав бригады.

Поперечные профили водного сечения реки.

По данным промеров составляются профили поперечников. На профиле кроме линии рельефа дна должен быть показан принятый уровень воды с отметкой и датой. Под профилем выписываются

расстояния от постоянного начала;

принятые глубины;

отметки дна;

характер грунта.

Гидрографическое обследование участка реки

Выделяют следующие основные формы рельефа: равнинный, холмистый, горный.

При описании почвогрунтов, прежде всего надо обратить внимание на их свойства в отношении водопроницаемости, влагоемкости, размываемости. Для характеристики почвогрунтов используются их естественные обнажения по склонам оврагов, берегам рек, а также откосы выемок, карьеры, котлованы. Обычно выделяют следующие разновидности грунтов: глинистые, суглинистые, супесчаные, песчаные, хрящеватые (щебенчатые), конгломератные, скальные, торфяные.

Описание растительности участка реки приводится по основным ее группировкам: лесная, кустарниковая, луговая, степная, болотная, с указанием, где она находится. Для леса отмечается характер его расположения: сплошные массивы, полосы (лесонасаждения), отдельные пятна.

Различают следующие элементы долин:

дно или ложе - наиболее низкая часть долины, заключенная между подошвами склонов. Затопляемое высокими водами дно долины или затопляемая часть его называется поймой. Часть дна (ложа) долины, занятая водами реки, называется руслом,

склоны - повышенные участки суши, ограничивающие с боков дно долины и имеющие уклон к реке;

подошва склона - самая нижняя линия склона долины, сопрягающаяся с ее дном;

бровки - линии сопряжения склонов долины с поверхностью, прилегающей к долине местности;

террасы - относительно горизонтальные площадки с уклонами вниз по течению (продольный) и к руслу (поперечный), располагающиеся уступами над современным дном долины. В долине может быть несколько террас.

По форме поперечного профиля речные долины подразделяются на следующие типы:

щель - глубокая и очень узкая долина с отвесными, а местами нависающими склонами. Ширина долины почти равна ширине русла, т.е. дно полностью занято речным потоком. Дно и берега долины сложены твердыми кристаллическими породами, свойственными горным районам; каньон - долина с почти отвесными склонами, плоским, но большей частью сравнительно узким дном. Склоны каньона часто имеют ступенчатый характер. Такая форма долин встречается в области нагорий и предгорий;

ущелье - глубокая долина с узким дном, кверху ширина долины увеличивается, а крутизна уменьшается;

V-образная долина - разновидность ущелья, отличается от него более пологими склонами и большей шириной дна. Склоны могут быть прямыми, ступенчатыми, выпуклыми;

корытообразная, или троговая, долина - имеет крутые, вогнутые склоны; к ложу долины они становятся пологими. Этот тип долины образовался вследствие ледниковой деятельности;

ящикообразная долина - имеет широкое и почти плоское дно и умеренно крутые, реже почти отвесные склоны. Дно нередко заполнено мощной толщей аллювиальных отложений, в которые глубоко врезано русло. Такие долины часто встречаются в равнинных и предгорных районах;

трапецеидальная долина - по профилю напоминает ящикообразную, но отличается более пологими склонами. Широко распространенный тип долины;

неясно выраженная долина - имеет пологие склоны, которые по мере удаления от реки постепенно сливаются с прилегающей местностью. Определить элементы такой долины, как, например высоту бровок, границу ее дна, является трудной задачей. Такой профиль долины характерен для небольших рек, прорезающих равнины.

Описанные выше типы долин на всем своем протяжении не сохраняют ясно выраженную правильную форму. На некоторых участках профиль долин может быть искажен обвалом, оползнем, конусом выноса бокового притока. При обследовании реки такие участки долины надо отметить, сделать их зарисовки.

По крутизне склоны долин подразделяются на очень пологие (угол наклона менее 5°), пологие 5-10°, умеренно крутые 10-20°, крутые 20-45°, очень крутые 45-60°, близкие к отвесным (более 60°), почти отвесные (угол около 90°),

По внешнему виду склоны долины могут быть:

отвесными - подошва склона очень хорошо выражена;

наклонными - сравнительно ровная поверхность склона пересекается с дном долины под углами различной крутизны, подошва ясно обозначена;

вогнутыми - вверху склон крутой, а внизу его крутизна уменьшается, и подошва выражена неясно;

выпуклыми - верхняя сравнительно пологая часть склона сменяется более крутой, подошва большей частью выражена отчетливо;

ступенчатыми - склон представляет собой ряд горизонтальных или близких к горизонтальным площадок.

При описании внешнего вида склона необходимо также отмечать наличие мощных скоплений обломочного материала, снесенного водой с верхней части склона или вынесенного ею из боковых долин.

Террасы могут быть наносными - аллювиальными, образованными продуктами размыва реки (песок, галька), и коренными, сложенными основными горными породами. Можно выделить следующие элементы террасы:

поверхность - собственно терраса;

уступ - имеющий характер круто наклоненной поверхности или даже обрыва, ограничивающего террасу снизу;

подошва - линия сопряжения уступа с поверхностью нижележащей террасы или с ложем долины;

бровка - линия пересечения поверхности террасы с поверхностью уступа или обрыва;

высота - превышение бровки террасы над подошвой. Высотное положение бровки террасы зависит от того, насколько она пострадала от размыва, поэтому измерение высоты террасы производится в ряде характерных мест маршрута;

ширина - расстояние между ее бровкой и верхней закраиной. Она измеряется рулеткой, шагами. Для каждой террасы приводится наибольшая и преобладающая ширина.

По положению относительно берегов реки пойма бывает односторонней (левобережной или правобережной) и двухсторонней, а по расположению относительно уровня воды в реке - низкой, подвергающейся ежегодно затоплению, и высоко расположенной, заливаемой только в очень высокие половодья или паводки.

По степени развития и характеру форм рельефа поверхность поймы может быть:

непересеченной, почти ровной - отдельные повышения очень редки, имеют небольшую высоту, а понижения, к которым относятся ложбины, озера-старицы, протоки, встречаются в небольшом количестве и отличаются небольшими размерами;

умеренно пересеченной - выпуклые (положительные) формы рельефа встречаются чаще и наблюдаются отдельные, не образующие систем ложбины, протоки и озера-старицы;

пересеченной - рукава, протоки, промоины ложбины образуют системы, препятствующие передвижению по пойме;

волнистой - в рельефе поверхности поймы преобладают возвышенные бугры, гряды, валы и другие положительные формы.

В зависимости от характера растительности и степени увлажнения в меженный период различают следующие поймы:

луговая (открытая) сухая пойма - в летнюю межень представляющая сухой или слабо увлажненный луг (без болотной растительности); редкие кустарники встречаются в виде узких прерывистых бордюров по берегам основного русла и стариц;

луговая (открытая) заболоченная пойма - представляющая сплошь или большей частью заболоченный луг, на котором произрастают влаголюбивые растения и обитатели болот - осока, пушица. В зарастающих или уже заросших старицах встречаются отложения торфа, местами имеются заросли кустарника и отдельные деревья;

кустарниковая или лесная (закрытая) сухая пойма - сходна с луговой (открытой) сухой поймой, но значительная часть ее площади занята лесом и зарослями кустарника. Поэтому просматриваемость такой поймы плохая,

кустарниковая или лесная (закрытая), заболоченная пойма -напоминающая луговую (открытую) заболоченную пойму, но зарос-ли кустарника или леса занимают значительные пространства;

болотная пойма - представляющая травяное или переходное болото со значительной мощностью торфа.

Почвогрунты пойм могут быть илисто-глинистыми, песчаными, песчано-гравелистыми, песчано-галечными, гравелисто-галечиыми, каменистыми, торфянистыми.

По затоплению поймы должны быть собраны следующие сведения: о границах наибольшего и обычного разливов, характере затопления, его сроках, о глубинах и продолжительности стояния воды в пойме при наибольшем и обычном разливах. Все эти сведения собираются по опросу местных жителей. Собираются сведения об использовании поймы (сенокос, огороды, гидротехническое строительство, осушительные работы и т.д.).

К основным элементам речного русла относятся:

ширина реки - расстояние между урезами воды,

глубина реки - наибольшая по водному сечению,

дно реки - подводная часть русла;

берег реки - надводная часть русла от уреза воды до его бровки;

бровка берега - линия сопряжения берега с дном долины или гребнем берегового вала;

высота берега - превышение его бровки над урезом воды;

ширина русла - расстояние между бровками берегов.

Под извилистостью русла реки понимают степень изменяемости его направления, а под разветвленностью русла - разделение его на рукава. По извилистости речные русла или их участки разделяются на относительно прямолинейные и меандрирующие. Прямолинейные русла почти не изменяют своего направления, имеют большие и плавные излучины. Меандрирующие русла по характеру излучин бывают:

умеренно извилистыми, когда сравнительно редко встречающиеся меандры имеют плавные очертания;

извилистыми, когда меандры встречаются чаще, но не имеют обратного расположения по отношению к направлению реки;

сильно извилистыми, когда меандры очень часты и многие из них имеют обратное направление.

Оценку степени извилистости речного русла можно производить с возвышенного берега. Отсюда удобно сделать зарисовку выделяющейся по своему очертанию и размерам петли или излучины. По разветвленности русла реки приводятся сведения об островах, рукавах, протоках, староречьях, заливах, их местоположении. По степени разветвленности различают русла:

неразветвленные - острова отсутствуют или встречаются очень редко, размеры их по сравнению с шириной реки незначительны;

умеренно разветвленные - острова встречаются чаще, длина их не превышает 3-5 ширин русла, при пересечении долины в поперечном направлении встречаются 2-3 коротких рукава или протоки, основное русло имеет большую ширину по сравнению с рукавами и выделяется среди них довольно четко;

сильно разветвленные - русло разделяется на большое количество рукавов и проток различной длины, ширины и глубины, рукава и протоки могут иметь значительное протяжение и далеко отходить от основного русла.

Наиболее характерные элементы разветвленности речного русла:

основное, или главное, русло - наиболее широкая и глубокая ветвь русла;

остров - часть дна долины, ограниченная рукавами или протоками реки; закреплен растительностью, отличается устойчивостью;

останец обтекания - участок поймы (дна долины) между действующим руслом и покинутым рекой старым руслом - староречьем;

рукав - часть реки, отделенная от ее главного русла или других рукавов островом или отсохшей отмелью;

протока - ответвление реки, обычно отходящее далеко от основного русла реки. При низких уровнях скорости течения в протоках меньше, чем в основном русле, поэтому они часто зарастают водной растительностью;

староречье - старое русло реки (протоки), оставшееся вследствие прорыва рекой перешейка меандры. При низкой воде староречья часто не сообщаются с рекой или открытым к руслу бывает только один конец староречья;

старица - староречье, полностью отделившееся от реки и превратившееся в озеро, чаще всего имеющее дугообразную форму;

залив - глубоко вдающееся в берег речное образование.

Для характеристики берегов реки собираются сведения о их высоте, крутизне, грунтах, растительности и разрушаемости. По устойчивости различают берега:

устойчивые - почти не размываемые;

умеренно размываемые - размыву подвергаются преимущественно вогнутые берега, разрушающиеся во время весеннего половодья или при паводках;

сильно размываемые - интенсивно разрушающиеся в половодье и в паводок.

Русловые образования:

перекат - мелководный участок реки, образующийся на перегибах русла, т.е. в местах перехода от одного закругления к другому;

плес (плесовый участок) - относительно глубоководный участок реки между перекатами, расположенный преимущественно в излучинах русла;

порог - небольшой по длине участок реки со значительным падением уровня и бурным течением. Образуется обычно в местах выхода на поверхность трудно размываемых горных пород или нагромождения крупных валунов, в межень выступающих из воды;

стремнина - участок реки, на котором расположено несколько порогов;

водопад - падение воды с отвесного уступа в ложе реки;

осерёдок - небольших размеров временный остров, образованный речными отложениями. Размеры и очертания осерёдка могут изменяться вследствие его размыва или намыва;

отмель - мелководный участок в русле реки, в низкую воду обсыхает;

коса - низкая и узкая песчаная или песчано-галечная полоса, примыкающая к урезу реки и вдающаяся в русло длинным клином. Если коса вдоль берега размывается, то она становится отмелью;

пляж - широкая, ровная береговая полоса, сложенная песчаными наносами или мелкой галькой.

Дно реки может быть:

ровным - при плавном изменении глубин;

неровным - глубины распределяются неравномерно;

очень неровным - присутствуют глубокие ямы, отмели, нагромождения камней (валунов), выходы кристаллических пород.

Речное дно может быть илистым, глинистым, песчаным, галечным, каменистым (камни диаметром до 0,2 м), валунным (размер отдельных валунов более 1 м), скальным, торфянистым.

Гидрографическое обследование реки Атла

Проводимые работы можно разбить в несколько этапов:

сбор сведений и описание водосбора реки (по литературным данным);

обследование долины и поймы реки;

обследование русла реки,

выяснение режима реки.

Оборудование используемое для исследования:

Компас

Карандаш

Линейка

Планшет

Фотоаппарат

Секундомер

Нивелир

Мерная веревка

Термометр

 

Сбор сведений и описание водосбора реки

Река Атла относится к бассейну реки Кубни, т. К является ее правым притоком.

Исток реки находится в лесу, на территории Муратовского лесничества Комсомольского района, устье реки на территории Малокармалинского сельского поселения, на границе с Малокармалинским лесничеством, площадь водосбора примерно около 36 км2. Общая длина реки более 8 км. Длина нижнего течения примерно 1 км, среднего 5 км. Нижнее течение реки находится на территории с. Малые Кармалы, а среднего на территории д. Кубня. Рельеф нижнего течения равнинный, невысокие берега, до 1, 5 м. В среднем течении высокие склоны до 11 м, рельеф овражистыПочвы долины нижнего течения представлены черноземом, а верхнего- суглинками, слабым слоем чернозема. Растительность разнообразна, по берегам реки растут камыш, осока, ива, верба, ольха. У реки Атлы несколько притоков- Малая Атла с Верхним озером, Чук çырми, Кив масар çырми, Селеме çырми и один приток не имеет названия. Все притоки реки правые, что связано с рельефом местности. Среднее течение заболочено из- за обилия родников.

Обследование долины реки.

Река равнинная, извилистая, ширина до 2-3 м , в местах прудов. Значительны выходы подземных вод, ключи, родники, которые встречаются в пределе речной долины, а также места, где грунтовые воды находятся на незначительной глубине от поверхности земли. Верным признаком близости к поверхности грунтовых вод является наличие у подножия склонов долины зеленых островков влаголюбивой растительности, в частности, тростника, камыша, различных видов осок. Исследование производится визуальным способом.

Производится подробное обследование пяти наиболее значительных источников на маршруте. Источники начинаются в среднем течении реки. Крупный комплекс источников на территории д. Кубня. Высота выклинивания над уровнем воды в реке до 50 см. глубина источников до 1, 2 м, температура на максимальной глубине 0°С. Вода качественная, чистая, не образует осадка. Измерения производятся учащимися при помощи водного термометра, мерной веревки, груза. линейки.

Обследование поймы реки

Поймы нижнего и среднего течений отличаются. В нижнем течении пойма узкая от 2-х до 4-х м, местность незаболочена, не имеется выхода подземных вод на поверхность. В среднем течении ширина поймы от 4-х до 13 м, затопляется полностью, пойма сильно заболочена , топкая большое количество родников.

Обследование русла реки

Русло реки Атлы средней извилистости, неразветвлена, в среднем течении реки имеются такие русловые образования как фарватеры,плесы, отмели , перекаты.омуты.

Русло среднего течения реки сильно зарастает кустарниками. Но слабо засорено по сравнению с руслом нижнего течения. Имеются пруды.

Ширина, глубина и скорости течения реки определяются при производстве гидрометрических работ на выбранных участках; места измерений наносятся на карту условными обозначениями, данные измерений записываются в полевом дневнике и журналах.

Гидрометрические работы.

Оборудование: поплавок, секундомер, мерная веревка, линейка.

Скорость течения реки измеряется методом поплавков.

Нижнее течение реки- скорость течения реки 0, 6 м /с, ширина устья 1 м, глубина в устье 30 см., площадь живого сечения 30 м2, расход воды 48 м 3.

Среднее течение реки- Скорость течения 0, 08 м/ с, глубина 25см.

Характеристика водного режима реки

Начало подъема воды в начале апреля, в середине апреля наивысший уровень воды в реке, высота половодья от 0, 5- 1.5 м. продолжительность стояния высоких вод 5-6 дней. Уровень половодья спадает к концу апреля. Окончание половодья в конце апреля.

Время наступления летней межени в начале июля. Ее продолжительность до середины октября. За сезон бывает до 4-х паводков продолжительностью от 1 дня летом, до 3-х дней осенью. Зимняя межень наступает в январе и продолжается до середины марта.

Река Атла замерзает к середине ноября. Максимальная толщина льда 50 см. вскрытие реки и начало весеннего ледохода происходит в конце марта, его продолжительность 7 дней.

Исследование дна реки.

В ходе исследования дна реки выяснилось, что в нижнем течении реки дно топкое, илистое. В среднем течении дно местами илистое, топкое, а местами плотное, т. к. дно образовано твердыми породами и окаменевшими аммонитами и белемнитами, которые были обнаружены учащимися.

Краткая гидрографическая характеристика долины реки Атлы.

Река Атла–правобережный приток реки Кубни. Река протекает по территории двух районов–Ибресинского и Комсомольского, Чувашской Республики. Географически ее естественный исток расположен в Муратовском лесничестве. Устье Атлы расположено на границе Малокармалинского поселения и Малокармалинского лесничества. Длина реки 8 километров.

Атла – типичная равнинная река. Уклон от истока до устья – менее 20 метров. Течение в межень спокойное и медленное (0,08-0,6 м/с ). Питание – осадковое и подземное, подземное играет большую роль, т.к. очень много родников.

Паводок с повышением уровня воды до 1, 5 метров бывает в первой декаде апреля. Относительно высокая вода (с глубинами над лимитирующими перекатами до 1-1,5 метров) держится примерно до конца апреля, после чего наступает продолжительная летняя межень с кратковременными и весьма незначительными дождевыми паводками. В межень глубины на лимитирующих перекатах держатся в пределах 0,3-0,7 метров. Первый кратковременный осенний паводок случается в первых числах октября

 

Апробация педагогического проекта. Для того чтобы цель проекта была достигнута необходимо апробировать ее на практике. В проекте участвовали учащиеся 6-8 классов. Подготовление к экспедиции шло по следующему плану:

Определение цели и района экспедиции.

Распределение обязанностей среди учащихся.

Разработка маршрута, составление его схемы и графика движения.

Групповое и личное снаряжение

Продукты питания и укладка рюкзака.

Оформление путевых документов и приказа по школе.

Порядок движения на маршруте. Обязанности замыкающего и направляющего.

Обеспечение безопасности в экспедиции. Самоконтроль.

Первая доврачебная помощ в походе при вывихах и т. д.

Состав аптечки.

Следующая часть проекта- экспедиция по реке Атле.

Так как река не исследовалась, поле деятельности было большое, учащиеся производили визуальное и инструментальное исследование долины реки:

Измерение ширины и глубины устья.

Измерение скорости течения и расхода воды у устья.

Измерение относительной высоты склона в нижнем течении реки.

Измерение максимальных глубин и температуры воды в родниках.

Выявление притоков реки.

Изучение растительности и животного мира реки.

Изучение дна реки в среднем течении, обнаружили останки окаменевших аммонитов и белемнитов.

Изучение поперечного среза почвы в районе бывшего кирпичного завода.

Измерение относительной высоты склона в среднем течении реки и скорости течения реки.

Следующий этап апробации- подведение итогов:

Оформление практических работ.

Составление фотоальбома на диске.

Изготовление наглядных пособий для кабинета географии.

Оформление презентации экспедиции в виде настенного стенда.

В ходе экспедиции открылись новые факты:

Пойма реки Атлы в среднем течении начала зарастать кустарником и ольхой.

В районе бывшего кирпичного завода, на склоне, в обрыве обнаружены гнезда стрижей.

Выявились различия в характеристиках долины нижнего и среднего течения реки Атлы.

Экспедиция по реке Атле отразилась на учащихся самым положительным образом:

Ребята были воодушевлены и весной запланировано продолжение экспедиции по реке Атле, с целью исследования ее верхнего течения.

Повысился интерес к предмету география.

Экспедиция положительно сказалась на усвоении учащимися знаний, получаемых на уроке, благодаря опыту, полученному в ходе изучения реки.

Заключение.

В данном педагогическом проекте была поставлена цель: изучение долины нижнего и среднего течения реки Атлы и составление ее характеристики при помощи гидрографического исследования.

Для достижения данной цели были успешно решены следующие задачи:

-произведено гидрографическое исследование реки Атлы.

-произведены все необходимые измерения реки при помощи специального оборудования;

-произведено визуальное наблюдение некоторых характеристик реки.

-исследован исток, нижнее и среднее течение реки Атлы.

- учащиеся обучились приемам работы с оборудованием на местности.

Данный педагогический проект очень актуален, т. к. до географической экспедиции, проведенной для апробации проекта, исследований не было. На основе измерений и наблюдений собрана информация о долине нижнего и среднего течений реки Атла. Обнаружены интересные материалы в виде окаменевших аммонитов и белемнитов. В ходе экспедиции изучены характеристики родников.

В ходе апробации педагогического проекта решены все задачи и достигнута цель. Экспедиция проведена с небольшими материальными затратами, время экспедиции 4 часа.

Психологическое состояние учащихся было хорошее, все ребята с энтузиазмом преодолевали преграды. Домой возвращались довольные, веселые. На следующий день все обсуждали экспедицию и делились впечатлениями.

Отчетом по экспедиции был выставлен на сайте школы в виде фотоальбома и рассказа о самых интересных моментах. Все материалы были подготовлены участниками экспедиции.

Библиография.

Давыдов Л.К. Общая гидрология. Ленинград, Гидрометиздат, 1973.

Дубровский В.В. как искать подземные воды. М..Госгеолтехиздат,1962.

Иванов Е.И. с картой и компасом. М., ДОСААФ, 1971.

Кеммрих А.О. следопыт. Библиотека туриста. М., Физкультура и спорт.

Матвеев Н.П., Сероев Н.А. Полевая практика по гидрологии. М., Учпедиздат, 1963.

Ромашков Е.Г. водный туризм. М., Физкультура и спорт. 1967.

Тессман Н.Ф. полевая практика по метеорологии и гидрологии. М., Просвещение, 1972.

Чеботарев А.И. общая гидрология. Ленинград, Гидрометеоиздат,1975.

Штюрмер Ю.А. Охрана природы и туризм. М., Физкультура и спорт, 1974.

Юньев И.С. Краеведение и туризм. М., Знание, 1974.

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://ecosoft.iatp.org.ua/