XVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Почему река Глубокая сегодня неглубокая
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Научно-исследовательская работа
Биология
Почему река Глубокая сегодня неглубокая
Выполнила:
Пикалева Варвара Михайловна,
обучающаяся 11-А класса,
МБОУ гимназии №1 имени Пенькова М.И.
г. Миллерово Ростовской области
Руководитель:
Пикалева Марина Сергеевна,
Педагог МБУ ДО эколого - биологического центра,
высшей квалификационной категории
г. Миллерово Ростовской области
2022 г.
Оглавление
1.Введение……………………………………………………………………...3
2. Глава 1. Физико – географическая характеристика реки Глубокая ……..5
3. Глава 2. Физико – химический анализ воды………………..……………..9
4.Выводы и практические рекомендации ………………………………….12
5.Заключение ………………………………………………………………...13
6.Список использованной литературы……………………………………..14
7.Приложения………………………………………………………………..15
Введение
Моя родина – Донской край, с неброской природой, но такой богатой историей.
Мне часто приходилось бывать в краях с яркой природой экзотическими деревьями, цветами, но мое сердце навсегда покорила родная природа, такая простая и понятная. Особенно я люблю малую родину моей бабушки. Там, внизу, под горой в конце огорода течет река Глубокая, вся в зарослях калины, хмеля, ивняка. Бабушка рассказывала, что раньше Глубокая была действительно глубокая, и родители не разрешали без взрослых ходить на речку. Теперь же речка стала мелководной, зарастает камышом. Что же случилось с родной рекой, служившей многие десятилетия людям, давая им чистую воду и прохладу, питая собой животных и растения, скрашивая жизнь людей. Что стало причиной того, что сегодня реку можно назвать глубокой, только с горькой иронией?! Эта проблема так заинтересовала меня, что я решила всерьез заняться исследованием этого вопроса, выяснить причины обмеления реки Глубокой, и можно ли вернуть былую красоту и многоводность реки.
Актуальность работы.
Непрекословна истина: «Без малых рек нет рек больших». Именно малые реки если не являются истоками больших рек, то в той или иной степени формируют их водный фонд. Малая река – чрезвычайно занимательный объект для экологического изучения. Здесь просто огромный простор для ведения интереснейших наблюдений. Можно изучать речную флору, провести исследование воды реки, заниматься изучением животного мира, исследовать русло реки, выявить экологические проблемы реки и заниматься устранением этих проблем. У малых рек – свои серьезные проблемы: в речных долинах вырубают деревья, отсутствуют очистные сооружения на множестве мелких ферм, бытовой мусор населения, беспощадно распаханы поймы. [4]
Все это ведет к укорачиванию, обмелению и даже к исчезновению многих сотен алых водотоков. Не надо забывать о том, что именно эти малые реки питают более крупные, известные всем – Дон и Волгу, Каму и Оку, Обь и Енисей.
С каждым годом все актуальнее становится проблема рационального водопользования и охраны малых рек от загрязнения и истощения окружающей среды. Именно на малые реки приходится около 50% объема речного стока по стране.
Цель работы: определить причины обмеления реки Глубокая.
Задачи:
1. Дать физико – географическую характеристику реки Глубокой.
2. Описать прибрежную растительность реки.
3. Собрать данные наблюдений метеостанции города Миллерово.
4. Провести анализ воды из реки Глубокой.
5. Составить перспективный план мероприятий по экологической защите водной экосистемы от загрязнения.
Методы исследования: изучение теоретического материала для дальнейшей разработки и изучения данной проблематики, эксперимент, фотоотчет, обработка полученных результатов.
Глава 1. Физико – географическая характеристика реки Глубокая
Река Глубокая берет начало в 15 км севернее г. Миллерово и протекает на юг, являясь естественным водоотводящим коллектором атмосферных осадков и грунтовых вод. Она является левобережным притоком реки Северский Донец. Общая длина реки 123 км, площадь водосбора 1375 кв. км. Имеет извилистое русло, много плесов. Правый берег высокий, крутой, местами обрывистый. Левый – низменный. Ширина поймы небольшая, глубина реки достигала до 10 метров. Пойма реки представлена крутыми балками длиной до 10-15 км. Река Глубокая протекает с севера на юг. Абсолютные отметки дна реки изменяются от 118,7 до 99,4 м. Русло и берега реки, интенсивно заросли камышом, на отдельных участках перегорожено насыпями железной дороги и автодорог. Глубина в реке колеблется от 0,2 до 0,75 м. [2]
Климат территории, где протекает р. Глубокая – умеренно – континентальный с мягкой короткой зимой и продолжительным жарким летом. Абсолютный минимум температуры воздуха – минус 350 С, абсолютный максимум- июля 430 С. Нормативная глубина промерзания грунтов – 0,9 м. Средняя высота снежного покрова 14 см., наибольшая – 31 см. Среднее многолетнее годовое количество осадков 486 мм. Преобладающее направление ветра – восточное и северо – восточное.
Река Глубокая имеет смешанное питание с преобладанием снегового. Сток весеннего половодья составляет 70-90% годового стока. Летнее – осенняя межень длится с мая по октябрь, зимняя - с ноября по январь. В отдельные годы река пересыхает. Продолжительность пересыхания длится от 20 до 50 дней.
Река Глубокая является водоприемником поверхностных и грунтовых вод на территории 2450 га. Проходя по донским землям, она вбирает в себя частицы грунта, обогащается минеральными солями. По химическому составу относится к гидрокарбонатному классу с повышенной минерализацией от 100 до 1000 мг/м, мутность 150-500г/куб.м. На отдельных участках иловые отложения достигают глубины 3.2 м.
Гипотеза №1.
Уменьшение уровня количества среднегодовых осадков.
Чтобы узнать, как изменяется количество среднегодовых осадков за последние десятилетия я отправилась на метеостанцию города Миллерово, которая существует с 1924 года. Директор метеостанции Осадченко Наталья Николаевна предоставила мне для работы данные архива станции со всеми показаниями. (Приложение №1)
Изучив записи журналов наблюдений, я составила диаграмму:
Вывод: за последние 60 лет среднегодовое количество осадков изменилось не значительно, следовательно, этот фактор не может быть причиной обмеления реки Глубокая.
Гипотеза №2.
Обмеление реки имеет естественное происхождение.
Чтобы проверить эту гипотезу я воспользовалась семейным архивом. Я нашла фотографию моего прадеда, на которой он рыбачит. Фото сделано в 1960 году в окрестностях хутора Старая Станица. (Приложение№2) Побывав в очередной раз на родине моих предков, я сделала снимок реки в том же месте. (Приложение №2) Разница между фотоснимками поражает. В чем же причина?
Сегодня прибрежная растительность реки Глубокая представлена такими видами растений:
- тополь: серебристый, черный;
- вязы: мелколистный, гладкий, шершавый;
- клены: татарский, ясенелистный;
- ива: козья, белая;
- ясень обыкновенный.
Паслен сладко – горький, рогоз узколистный, рогоз широколистный, тростник обыкновенный, ряска и многокоренник.
Такое многообразие и изобилие прибрежной растительности не может не оказывать влияние на состояние и видовой состав водной растительности. Прибрежные деревья сильно затеняют русло реки, местами практически смыкаются над водой, листовой опад, перегнивая, ведет к избыточному образованию органических веществ в воде, отсюда и вытекает массовое разрастание различных водорослей.
Кроме того, в сельскохозяйственных сточных водах, которые попадают в реку, велико содержание нитратов и фосфатов. Это приводит к пересыщению удобряющими веществами воды и вызывает в ней усиленный рост простейших микроорганизмов – водорослей. Особенно сильно разрастается сине – зеленая водоросль. Но, к сожалению, она несъедобна для большинства видов рыб. Разрастание водорослей приводит к поглощению из воды большого количества кислорода, чем естественно образовываться в ней. Другие растения и живые существа не могут выжить в такой среде. Однако в ней сильно размножаются микроорганизмы, способные разлагать мертвые растительные и животные ткани. Эти микроорганизмы поглощают еще больше кислорода и образуют еще больше нитратов и фосфатов. Постепенно в реке значительно уменьшается число видов растений и животных. [3] Наиболее важными жертвами происходящего процесса оказываются рыбы. В конце концов, уменьшение концентрации кислорода в результате разрастания водорослей и микроорганизмов, разлагающих мертвые ткани, привело к заболачиванию отдельных прибрежных участков реки. Этот процесс называется эвтрофикацией.
Помимо того что прибрежная растительность реки Глубокой способствует насыщению водоема органикой, она оказывает влияние на медленное постепенное изменение русла реки. Ветки и стволы крупных деревьев падая в реку, создают препятствия, задерживающие песок и другие наносные породы, что приводит к образованию отмелей, затем небольших островков, которые сливаясь, меняют русло реки.
Вывод: многообразие прибрежной растительности оказывает влияние на обмеление реки Глубокой.
Гипотеза №3.
Влияние деятельности человека на обмеление реки.
Река Глубокая находится в бесконтрольном распоряжении местных земле-, лесо- и водопользователей, что привело к нерациональному использованию водных ресурсов реки (местными жителями производится распашка пойм реки вплоть до уреза воды, использование под пастбища прибрежной растительности, загрязнение воды бытовыми стоками, засорение бытовыми отходами).
Вывод: все эти антропогенные факторы привели к значительному обмелению реки Глубокой.
Река Глубокая протекает в черте города Миллерово и я поставила перед собой цель исследовать свойства воды из реки на разных участках. Первую пробу воды я взяла в черте города, вторую – за городом, в районе ДСХТ. (Приложение №3)
Глава 2. Физико – химический анализ воды.
Определение цветности воды.
Цветность. Это природное свойство воды, обусловленное наличием гуминовых веществ, которые придают ей окраску от желтоватого до коричневого цвета. Гуминовые вещества образуются при разрушении органических соединений в почве, вымываются из нее и поступают в открытые водоемы. Поэтому цветность свойственна воде открытых водоемов и резко увеличивается в паводковый период. [1]
Качественную оценку цветности можно провести путем сравнения ее с дистиллированной водой. Для этого взяли три одинаковые колбы бесцветного стекла. Заполнили их водой – одну дистиллированной, другие исследуемой. На фоне листа белой бумаги сравнили наблюдаемый цвет (бесцветная, светло – бурая, желтоватая, серая, мутная и т.д.).
Вода в нашей реке в черте города – прозрачная, а за городом – желтоватая, мутная. (Приложение №4)
Определение запаха воды.
В колбы объемом 100 мл налили исследуемой воды на 2/3 объема, прикрыли стеклышком, осторожно взболтали. Затем, сдвинув с колбы стеклышко, определили запах воды. Различают: ароматический, болотный, гнилостный, древесный, землистый, плесневелый, рыбный, сероводородный, травянистый, неопределенный запахи. Интенсивность определяется в баллах: 0 – не ощущается, 1 – очень слабый, 2 – слабый, 3 – заметный, 4 – отчетливый, 5 – очень сильный.
Запах речной воды в черте города – древесный, землистый, за городом – гнилостный, сероводородный. Интенсивность запаха – 3 балла.
Определение прозрачности воды.
Степень прозрачности выражается высотой столба жидкости в см, через который отчетливо виден специальный шрифт. Прозрачность не менее 30 см должны обладать воды, подаваемые для питьевого водоснабжения без осветления. Речные воды, кроме горных, могут иметь прозрачность 25 см. Уменьшение прозрачности природных вод свидетельствует об их загрязнении.[5]
Оборудование, материалы: цилиндр с плоским дном; шрифт, высота букв которого составляет 2 мм, а толщина линий букв – 0,5 мм; линейка.
Материал: 2 пробы воды из реки Глубокой.
Ход работы.
Исследуемую воду наливаем в цилиндр, под дно которого подкладываем на расстоянии 4 см шрифт. Сливаем воду до тех пор, пока сверху через слой можно будет отчетливо прочесть этот шрифт. Затем высоту столба оставшейся воды измеряем линейкой. Определение производим при хорошем дневном рассеянном освещении на расстоянии 1 м от светонесущей стены.
При исследовании воды, взятой в черте города, текст читался при высоте столба воды в 20 см. А для образца воды, взятого за чертой города, характерна высота столба воды в 5 см. Следовательно, в черте города вода является прозрачной, а за его пределами – мутной.
Определение рН воды реки Глубокой.
Цель работы: определить рН воды в реке и выявить причины отклонения рН от нормы.
Инструктаж с разъяснениями: чистая вода (водопроводная или природная) должна иметь рН 6-7. Подкисление природной воды происходит за счет антропогенного воздействия.
При рН – 6,0 погибают улитки, ракообразные.
рН – 5.0 исчезает фитопланктон, многие насекомые
рН – 4,5 в реке вымирают микроорганизмы, развиваются анаэробные процессы с выделением метана и сероводорода.
Повышение рН более 7,5 вызывает цветение водоемов.
Оборудование и реактивы: 3 колбы, 10 мл дистиллированной воды, универсальная индикаторная бумага.
Ход работы.
Наливаем в одну колбу дистиллированную воду.
В две другие наливаем испытуемую воду.
Помещаем в колбы по полоске универсальной индикаторной бумаги.
Держим индикаторную бумагу в колбах.
Сравниваем окраску индикаторной бумаги в трех колбах.
Если она одинакова по цвету, делаем вывод о пригодности воды для питья.
Если цвет индикаторной бумаги различен, делаем вывод о присутствии в испытуемой воде вредных примесей, попавших в воду.
рН воды в реке Глубокой, взятой в черте города составляет 6 ед. рН
рН воды в реке Глубокой, взятой за чертой города в районе ДСХТ составляет 10 ед. рН. (Приложение №4)
Почему же кислотность воды, прошедшей через город, так изменилась, что повлияло на изменение качества воды?! Каким образом горожане оказывают влияние на состояние воды реки? Я решила исследовать кислотность моющих средств, используемой всеми нами в быту. Оказалось, что большинство из них имеет щелочную среду. (Приложение №4).
Выводы и практические рекомендации.
Река Глубокая, проходя по территории города, подвергается воздействию деятельности человека:
-засорение воды бытовыми отходами;
- очистными сооружениями города;
- сбросами в воду отходов различных предприятий;
- использование воды для сельскохозяйственных нужд – поливные системы; - использование реки как зоны отдыха проживающего вблизи ее населения. Все это ведет к изменению качества и количества воды в реке. Важно сохранить малые реки. Реки – источник жизни.
Основные причины обмеления реки – антропогенная деятельность человека, эвтрофикация, заиливание родников и ключей.
Чтобы защитить реку от загрязнений мы разработали систему мероприятий по экологической защите реки Глубокой от загрязнения:
Очищение реки от бытового мусора (стекла, гниющая древесина, мелкий бумажный мусор, жестяной, пластиковый мусор). Жителям города не сооружать трубы с бытовыми стоками.
Содержание в порядке берегов рек (обкашивание луга вдоль русла реки, вырубка излишней древесной растительности).
Усовершенствование городских очистных сооружений.
Работа с населением, повышение экологической культуры (проводить экологические акции «День реки», листовки).
Заключение.
Экологическое состояние реки изменяется во времени и пространстве. В нашем контексте под экологическим состоянием реки понимается возможность использования ее в целях непромышленного рыбоводства, использования ее вод для сельскохозяйственных нужд. Процессы самоочищения реки практически невозможны.
Самая очевидная проблема – это бытовой мусор, который населением выбрасывается в реку или по берегам реки. Я четвертый год занимаюсь в кружке эколого – биологического центра г. Миллерово, мы с ребятами неоднократно собирали мусор по берегам реки и проводили беседы с местным населением.
В 2015-2016 годах по инициативе администрации города проводилась очистка реки Глубокой с помощью тяжелой техники - расчищали русло реки.
Надеемся на то, что у нашей реки Глубокой есть будущее.
Список использованной литературы.
Воробьев Г.А. Исследуем малые реки. – Вологда: ВГПУ, Русь, 1997. – 116 с.
Колбовский Е.Ю. Изучаем малые реки. – Ярославль: Академия Развития, Академия Холдинг, 2004. – 223 с.
Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. – М.: ФАИР – ПРЕСС, 2005. – 736 с.
Основы экологии – младшим школьникам: Практическое пособие. – М.: АРКТИ, 2006. – 88 с.
Экологический вестник Дона «О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2014 году» / Правительство Ростовской области. Министерство природных ресурсов и экологии Ростовской области. – Ростов – на – Дону, 2015. – 385 с.
Приложение №1
«Данные архива метеостанции города Миллерово со всеми показаниями»
Приложение №2
«Фотография моего прадеда, на которой он рыбачит. Фото сделано в 1960 году в окрестностях хутора Старая Станица»
«Фотография окрестностей хутора Старая Станица, 2021год»
2022 год
Приложение №3
«Исследование свойства воды из реки»
р. Глубокая в черте г. Миллерово 2022 г.
р. Глубокая за г. Миллерово, р-н ДСХТ 2022 г.
Приложение 4
«Исследование воды в реке Глубокой»