VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Исследование рекреационного воздействия на водные ресурсы реки Хопер

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Петров  И.Е. 1

---

1МБОУ Заводская СОШ

Богачева  Н.И. 1

---

1МБОУ Заводская СОШ

Работа в формате PDF

2 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Воронежский край. Здесь нет ни заоблачных горных вершин, ни ярких красок юга, ни стремительных рек. Но особую прелесть среднерусской природе придают наши реки. С детства для всех нас поездка на реку Хопер, многоводную и величественную, это праздник, всегда притягательный и каждый раз новый. Велико его рекреационное значение для калачеевцев, ведь наши маленькие речки Подгорная и Толучеевка не могут обеспечить полноценный отдых всем желающим. На берегах Хопра протекала жизнь моих прадедов, прошло детство моих родителей.

Этим объясняется мой выбор объектаисследования - река Хопер. Предмет исследования – рекреационные нагрузки на реку Хопер в местах отдыха. Цельисследования: оценить влияние антропогенного фактора на состояние природной среды в зонах отдыха на реке Хопер.

По данному исследованию определены следующие задачи:

1. Собрать информацию об истории реки.

2. Изучить экологические проблемы реки.

3. Провести картографирование местности в точках исследования.

4. Изучить основные виды антропогенного воздействия на природную среду, установить их наличие в исследуемых точках.

5. Привлечь внимание моих сверстников к проблеме экологического состояния рек нашего края.

Точки исследования: Волгоградская область, № 1- участок реки у станицы Луковской Нехаевского района; № 2 - участок реки у хутора Котовского Урюпинского района.

Гипотеза: Организованный отдых снижает негативные нагрузки на природу.

Период исследования: 2013 – 2018 гг.

Для достижения поставленной цели и решения обозначенных задач использованы следующие методы:

Стационарные: 1. Методика полевых исследований для изучения водных ресурсов реки.

2. Инструментальный метод определения свойств речной воды.

3. Маршрутный метод с целью сбора первичного материала и

визуальной оценки антропогенного воздействия на экологическое состояние реки и поймы.

4. Камеральные: аналитический, статистический и графический методы обработки первичного материала.

Создание системы мониторинга за состоянием природной среды в настоящее время очень актуально в связи нарастающим экологическим кризисом. И особенно выделяются проблемы мониторинга водных экосистем. В данном случае - одной из рек Воронежской области бассейна реки Дон.  

Ценность работы состоит в том, что получены конкретные данные о негативном воздействии малых водоплавающих средств на состояние реки.

Новизна исследования заключаются в том, что проведено сопоставление рекреационных нагрузок в зонах организованного и неорганизованного отдыха, сделаны соответствующие выводы.

Практическая значимость исследования состоит в том, что материалы могут быть использованы при проведении бесед, внеклассных мероприятий, на уроках географического краеведения.

1. Литературный обзор

Данные о реке взяты из учебных пособий Курдов А.Г. «Реки Воронежской области» - Воронеж: Изд. ВГУ, 1984.- 164 с.[5]; Нестеров Ю.А., Подколзин В. В., Понамарева З.В., Сушков В. Н. «География Воронежской области» - Воронеж: Изд. ВГУ, 2002.-137 с. [6], «Эколого-географический Атлас - книга Воронежской области» / ред. Федотов В.И. – Воронеж: Изд. ВГУ, 2010. – 514 с. [9].

Место реки по отдельным показателям среди рек области установлено по учебному пособию Смолянинов В.М., Дегтярев С.Д., Щербинина С.В. «Экологическая оценка состояния речных водосборов Воронежской области» - Воронеж: «Истоки», 2007. - 133 с. [8].

Методика полевых исследований в доступной форме раскрыта в пособии Антимонов Н.А. «Школьные походы по изучению рек, озер, болот родного края». - М: Учпедгиз, 1963.-132 с. [1].

1.1 История реки Хопер

Первое упоминание о Хопре встречается в летописи 1148 г. Название Хопер впервые ввел митрополит Пимен – глава русской православной церкви – в 1389 году. Соболевский А.И. считает название Хопер очень древним, произошедшим от иранского «ху» и «перена», что переводится как «хорошо» и «полный». Другая версия происхождения – от славянского слова «хопить», что значит «хватать, влечь, тащить» и указывает на сильное течение Хопра. Есть предположение о происхождении названия от слова Хыупората – башкирское «хыу» и скифско - сарматское «пората», которые означают «река».  В. И.Даль объясняет (со знаком вопроса) слово «хопер» как «притон диких гусей» [10].

Геологический возраст Хопра заставляет отнести его к древнейшим рекам юга России: долина реки Хопер сформировалась приблизительно 10 млн. лет назад, но полмиллиона лет назад его засыпали ледниковые отложения. Спустя тысячелетия река возродилась. Поэтому возраст реки Хопер, как считают геологи и гидрографы, – около 10 тысяч лет. (Приложение 1).

Истоки Хопра – это 12 кристально чистых родников, которые бьют из-под пригорка неподалеку от деревни Поперечное Пензенской области, хотя во многих источниках зафиксирована деревня Кучки, как наиболее близкая к истокам Хопра [1].

1.2 Объект исследования - река Хопер

Хопёр - крупный левый приток Дона. Берет начало на юго-западном склоне Приволжской возвышенности на высоте 200 м в Пензенской области. Протекает по территории четырех областей - Пензенской, Саратовской, Воронежской и Волгоградской и впадает в р. Дон у станицы Усть -Хоперской. Протяженность его 1008 км.

Таблица 1

Протяженность реки Хопер

Общая площадь водосбора реки Хопер – 61120км², в пределах Воронежской области -2500км². Русло Хопра извилистое, в межень шириной 60 - 100 м, глубиной от 0,6 - 1,5 м на перекатах, до 10 м на плесах. Русло песчаное и очень извилистое, течение быстрое, вследствие чего вода размывает берега, вызывая обвалы. Для реки характерно преобладание снегового питания.

Годовое колебание уровня воды характеризуется высоким весенним половодьем и низкой летней меженью. Весной вода поднимается на 4 – 5 м, а в многоводные годы – до 6 – 7,2 м. Максимальные уровни чаще наблюдаются в конце апреля – начале мая. Разливается в ширину до 8,5 км, в межень в русле выходят из - под воды песчаные косы и островки.

2. Хопер – идеальная река для отдыха

Более 20-ти лет назад по оценкам ЮНЕСКО река Хопер считалась одной из самых чистых рек в Европе. В начале XXI в., по величине индекса загрязнённости воды (ИЗВ),  относилась к 3 классу чистоты - умеренно - загрязнённая [7]. В докладе Минприроды РФ в 2011 года отмечено, что Хопер в районе города Борисоглебск по качеству воды относится к 3 классу разряда Б - «очень загрязнённая», в районе Новохопёрска - к 3 классу разряда А - «загрязнённая» [2]. Управление по экологии и природопользованию Воронежской области в своем «Докладе о состоянии окружающей среды на территории Воронежской области в 2011 году» весь Хопер относит к классу 3 А «загрязнённая» [3].

Не смотря на это, рекреационное значение р. Хопер очень существенно. Туристов привлекают красивые места: живописные берега, песчаные пляжи, теплая, чистая вода, отличная рыбалка, пронзительно чистый воздух и островки старины - старинные усадьбы с церквями.

Характер русла и течения делают реку доступной для сплава на плотах, байдарках с мая по сентябрь. Здесь  удобные подъезды к реке и много точек, где можно сойти с маршрута.

Почему мы - калачеевцы предпочитаем отдыхать на Хопре, ведь через наш город протекают 2 реки?! Ответ на этот вопрос дает анализ некоторых характеристик р. Хопер и р. Подгорная, данных в таблице 2.

Таблица 2

Сравнительные показатели водных ресурсов двух притоков реки Дон

Хопер - более полноводная, глубокая и широкая река. Несмотря на это вода в ней ощутимо теплее, чем в наших малых реках (Приложение 2). В итоге, летом река и пойма широко используются для рекреационных целей, и в это время антропогенное воздействие на реку возрастает, нанося непоправимый урон природному комплексу.

Наиболее сильному антропогенному воздействию в Урюпинском районе подвержен участок от х. Котовского до х. Тепикинского, так как является любимым местом отдыха местных жителей и гостей из соседних регионов, Москвы, Волгограда, Петербурга и других городов.

3. Исследование рекреационных нагрузок

3.1 Методика исследования

Реки чутко реагируют на все виды антропогенного воздействия, которое осуществляется чаще всего через подстилающую поверхность. С учетом этого выявление очагов рекреационного воздействия шло как в русле реки, так и в пойме.

Исследования велись в Волгоградской области в двух точках: №1- участок реки у станицы Луковской Нехаевского района; №2 - участок реки у хутора Котовского Урюпинского района (Приложение 1).

1. Обоснование выбора точек исследования:

Отдых калачеевцев в Волгоградской области объясняется более близким расположением Хопра в этих точках к нам. Хопер у станицы Луковской является местом отдыха нашей семьи неслучайно, так как местный колхоз «Восток» поднимал из отстающихмой прадед Иван Петрович Трощенко. Здесь располагается зона неорганизованного отдыха. В Урюпинском районе с советских времен осталось множество туристических баз, принадлежащих ранее промышленным предприятиям и организациям, пионерских лагерей. Сейчас они восстановлены и пользуются популярностью у отдыхающих с разных уголков России. Во время отпуска и каникул мы тоже здесь отдыхаем. Особенно много турбаз в окрестностях хутора Котовского, расположенного в 8 км от города Урюпинск. Это зона организованного отдыха (Приложение 3).

2. Проведено картографирование точек исследования: изучено нахождение ближайших населенных пунктов, ферм, сельхозпредприятий, наличие вблизи детских лагерей, турбаз.

3. Соответственно цели и задачам проведено исследование.

Работа велась по 2 направлениям: 1) установление влияния отдыхающих на экологическое состояние поймы; 2) выявление рекреационных нагрузок на реку Хопер.

Основой первого исследования является маршрутный метод, во время которого велся учет различных видов антропогенного воздействия отдыхающих. Для облегчения ведения учета виды воздействия были поделены на группы, указанные в таблице 3.

Таблица 3

Категории и виды антропогенного воздействия

На основании проведенного исследования, выявлена пространственная структура распределения очагов загрязнения, установлены источники вредных воздействий на природную среду и определены размеры зон их влияния на компоненты природной среды водоемов.

Второе направление исследований велось по определению свойств речной воды. Оно показало, что под действием рекреационных нагрузок наибольшему изменению подвергается прозрачность и связанная с ней мутность воды. Основные факторы воздействия - купающиеся и плавсредства, используемые отдыхающими для передвижения по реке. Прозрачность определяется двумя способами.

Определениепрозрачности воды

1 - й: Белый диск представляет собою окрашенный в светлый цвет тяжелый диск, диаметром 30 см, прикрепленный в центре к веревке. Диск медленно опускается с теневой стороны. В момент, когда он перестанет быть видным, отмечают глубину его погружения на веревке. Затем он медленно поднимается. Снова фиксируется, на какой глубине он стал видим. Средняя величина этих двух измерений, выраженная в метрах, будет служить показателем прозрачности. 2 - й способ не позволил определить прозрачность воды, так как «не работал» из - за высокой степени замутнения воды. Прозрачность определялась неоднократно в следующих случаях, что указаны в таблице 4. Исследования велись в точке № 2, где выше разнообразие наблюдаемых плавсредств и их количество.

Таблица 4

Ситуации при определении прозрачности воды

Полученные данные сопоставлялись с контрольным показателем. Завышенную мутность и низкую прозрачность вода имеет за счет содержания в ней примесей. Они представлены, в основном, частицами ила и песка, поднимающимися со дна водоема или смываемыми с берега набегающими волнами.

Данные о прозрачности воды в реках позволяют судить не только о степени насыщения водоема взвешенной мутью, но и о глубине проникновения в него солнечных лучей, от которых зависит температура воды и глубина распространения растительных организмов.

3.2 Полученные результаты

1. Проведено картографирование местности, результаты даны в таблице 5.

Таблица 5

Картографирование местности

2. Установлено влияние отдыхающих на экологическое состояние поймы.

Факторы хозяйственной деятельности человека в обеих точках сходны, а рекреационный потенциал различен: в точке №1 отсутствуют условия для организованного отдыха, а в точке №2 для этого созданы все условия. Исходя из этого, мы провели сравнение рекреационных нагрузок в данных точках.

Таблица 6

Сравнительный анализ рекреационных нагрузок

в зонах организованного и неорганизованного отдыха

Таким образом, общими основными элементами антропогенного воздействия на пойму р. Хопер в обеих точках являются: а) вытоптанные площадки, б) повреждения почвы техникой; в) пешеходные тропы; г) грунтовые дороги; д) стоянки машин; е) единичный бытовой мусор. Они оказывают существенное влияние на состояние поймы, так как во время половодья эти участки подвергаются сильной эрозии и смыву почвенного покрова и мусора в реку.

Высокая плотность распространения бытового мусора, кострищ диаметром менее 1 метра, раненые деревья, мытье машин и стирка вещей с использованием моющих средств - это результат стоянок отдыхающих в местах неорганизованного отдыха. Наблюдается обилие мест прогона скота на  водопой.

На исследуемом участке № 2более высокая плотность отдыхающих: купание в реке, рыбная ловля, корпоративные мероприятия. Отмечаются ямы, промоины, образовавшиеся после ливней в местах проезда квадрациклов. Летом на исследуемой территории систематически проводятся дискотеки. Шум распространяется на большие расстояния вверх и вниз по течению реки, что оказывает негативное воздействие на живые организмы.

Результаты второго направления нашего исследования связано с изучением влияния купающихся и плавсредств на водные ресурсы реки Хопер (Приложение 4).

Разнообразие плавсредств и интенсивность их движения значительно выше в точке №2 у хутора Котовского (Приложение 5), что и определило замеры проб воды в этой точке.

Таблица 7

Учет плавсредств в точках наблюдения,

в выходной день (с 14 до 16 часов)

Таблица 8

Результаты определения прозрачности воды

(с помощью диска Секки)

Анализ данных таблицы позволил сделать следующие заключения:

1. Показатели прозрачности воды при прохождении разного типа плавсредств различны и колеблются от 54 до 90 см водного столба (Приложение 6).

2. Плавсредства при прохождении по речной глади образуют волны, отличающиеся неодинаковой силой воздействия в зависимости от мощности.

3. В результате этого снижается прозрачность воды, повышается объем взвешенных частиц, подмываются берега, оголяются корни растений.

3.3 Экологические проблемы

Все виды антропогенного воздействия на природу негативно сказываются на обитателях поймы и реки. Наиболее распространенным является загрязнение среды бытовым мусором. В составе мусора могут оказаться ядовитые вещества, которые растворяются в дождевых и снеговых водах и затем попадают в водоемы и грунтовые воды, Это воздействует на все живое, так как вода в жизни любого организма играет важную роль.

Плавсредства, множество купающихся приводят к поднятию донных отложений и песка, размыву берега, что приводит к замутнению воды. Менее прозрачная вода сильнее нагревается, особенно у поверхности. Более интенсивное нагревание имеет серьезные последствия. Так как теплая вода имеет меньшую плотность, то нагретый слой как бы "плавает" по поверхности холодной и поэтому более тяжелой воды.

В верхнем теплом слое активно развиваются микроскопические водоросли, производящие кислород, который нужен для живых организмов, например, рыб. Однако теплый слой почти не перемешивается с более холодным, и кислород плохо поступает из поверхностного слоя воды на глубину. Отмирающие микроорганизмы из верхнего слоя воды попадают в более глубокие слои. На их окисление дополнительно расходуется кислород, дефицит которого уже наблюдается на глубине. Отсутствие кислорода приводит к гибели организмов, живущих в придонных слоях воды. Отсюда вытекает ряд экологических проблем: загрязнение, зарастание водоема, снижение видового разнообразии.

4. Выводы

Изучение реки Хопер позволило узнать много важного и интересного о реке, развить и закрепить навыки полевых исследований, осознать, что нашим рекам нужны забота и внимание со стороны каждого отдыхающего.

В ходе работы пришли к следующим выводам:

1. Прозрачность воды, мутность зависят от стока воды, содержащего твердые частицы, плавсредств и числа купающихся.

2. Во время полевых исследований убедились, что рекреационная нагрузка возрастает по мере приближения к реке и месту купания. Это повышает вероятность размыва почвы, увеличивает твердый сток, приводит к заиливанию русла, нарушает жизнедеятельность водных обитателей.

3. При сопоставлении нагрузок на пойму в двух точках, установили, что в точке №1 станица Луковская они выше.

4. Максимум антропогенной нагрузки на водные ресурсы реки приходится в точке №2. Это объясняется близостью участка к городу Урюпинску и наличием удобных подъездных путей.

5. В ходе проделанной работы, мы пришли к основному выводу: в местах неорганизованного отдыха большему воздействию подвергается пойма реки, а в зонах организованного отдыха – водные ресурсы.

6. В целом, антропогенная нагрузка на изучаемом участке поймы, реки Хопер достаточно высокая, как следствие – нарушение экосистем, изменение качества речной воды, загрязнение водоема.

7. Установили экологические проблемы: загрязнение, зарастание водоема, снижение видового разнообразия.

8. Гипотеза, выдвинутая нами, в ходе исследования подтверждена не полностью: Организованный отдых снижает негативные нагрузки отдыхающих на природу поймы и реки, в тоже время плавсредства увеличивают нагрузки на водные ресурсы и прибрежные экосистемы.

Рекомендации

1. Контроль со стороны экологических служб в Луковской проводится, поэтому необходимо его осуществление и в точке организованного отдыха у хутора Котовского.

2. Сократить вырубку лесов по берегам рек до минимума.

3. Не допускать сброса отходов и бытового мусора в реки.

4.  Не позволять мыть автомашины, скутера в пределах поймы рек.

5. Пропагандировать среди населения культуру поведения во время отдыха на водоемах.

Перспективы работы:

Планируем провести сравнение видового разнообразия рек бассейна Дона: Хопер и Подгорная.

5. Использованные источники

1. Антимонов Н.А. Школьные походы по изучению рек, озер, болот родного края. -М: Учпедгиз, 1963.-132с.

2. Государственный Доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2011 году» / http://www.mnr.gov.ru/upload/iblock/a76/gosdoklad2011.pdf, С.78.

3. Доклад о состоянии окружающей среды на территории Воронежской области в 2011 году / (http://old.govvrn.ru/wps/wcm/connect/)  , С.14.

4. Колбовский Е.Ю. Изучаем малые реки. - Ярославль: Академия Развития, 2004.-224с.  

5. Курдов А.Г. Реки Воронежской области.- Воронеж: Изд. ВГУ,1984-164 с.

6. Нестеров Ю.А., Подколзин В. В., Понамарева З.В., Сушков В.Н. География Воронежской области. –Воронеж: Изд. ВГУ, 2002.-137с.

7. Павлушева Т. Д. Состояние водных ресурсов Воронежской области // Экология бассейна Дона. – Воронеж, 2005. – С.36,37.

8. Смольянинов В.М., Дегтярев С.Д., Щербинина С.В. Эколого-гидрологическая оценка состояния речных водосборов Воронежской области. - Воронеж: «Истоки», 2007. – 133 с.

9. Эколого-географический Атлас - книга Воронежской области./ ред. Федотов В.И. – Воронеж: Изд. ВГУ. 2010– 514с.

10. Интернет – источники: ru.wikipedia.org›.

11. Сайт: www qicpv. ru. / book 47-17.htm .

Приложение 1

Точки исследования

Точка 1 - ст. Луковская

Точка 2 - х. Котовский

Приложение 2

Сравнительные показатели водных ресурсов

Приложение 3

Базы отдыха в пойме реки Хопер

Приложение 4

Разные виды плавсредств на водной глади Хопра

Приложение 5

Учет плавсредств в выходной день

( с 14 до 16 часов )

Приложение 6

Результаты определения прозрачности воды