Гідрологічні дослідження в школі

 Гідрологічні дослідження в школі

Географічне краєзнавство – важливий фактор патріотичного, екологічного та естетичного виховання учнів, воно розвиває їх пізнавальні інтереси та інтелект, привчає до творчої діяльності, формує практичні уміння.

Спостереження школярами спочатку найпростіших, а потім більш складних природних явищ - необхідні кроки на шляху формування наукового світогляду. В своїй роботі намагаюсь робити все необхідне, щоб «природа постійно живила свідомість учнів яскравими образами, картинами, сприйняттями, уявами… щоб читання «Книги природи»… було початком активного мислення, теоретичного пізнання світу, початком системи наукових знань» [6; 30].

Краєзнавство забезпечує необхідний зв'язок глобальних і регіональних аспектів при вивченні сучасних проблем екології й охорони природи, дає переконливі приклади для розкриття різних питань взаємодії людини з природою, озброює навичками жити з нею в гармонії [3; 16].

Однією з форм вивчення території свого краю є краєзнавча робота туристів під час екскурсій і походів. На місцевих прикладах і знайомих екскурсійних об’єктах зрозуміліше розкриваються наукові закономірності, складна, різнобічна, діалектично суперечлива єдність природних комплексів. Шкільні краєзнавчі дослідження проводяться в межах одного ландшафту, який є основною ланкою при розподілу географічної оболонки на природно-територіальні комплекси різного порядку. Для краєзнавчих цілей обираємо «конкретну територію, однорідну за походженням, що має єдиний геологічний фундамент, однотипний рельєф, однакове співвідношення гідротермічних умов, ґрунтів і біоценозів» [4; 8].

У даній статті розглядається один із розділів загальної фізико-географічної характеристики ландшафту – дослідження гідрологічних умов річки та озера.

Краєзнавче вивчення школярами місцевих вод тісно пов’язане із засвоєнням ними гідрологічних понять, що містяться в курсі фізичної географії. До вивчення початкового курсу знайомство обмежується тільки зовнішніми ознаками гідрологічних об’єктів, спостереження за якими не потребує спеціальних знань. Метою дослідження річки є одержання відомостей для складання їх характеристики. Всі дані вимірювання і спостереження записуються учнями в гідрологічний щоденник і наносяться на карту. Дані про здоровий режим річки або можливе її обміління отримуються методом спостереження за швидкістю, витратою води, зміною рівня води за сезонами  протягом декількох років, порівняння спостережень за роками, зв'язку їх зі зміною кліматичних умов, господарською діяльністю людини.

Витрата води – одна з найголовніших гідрологічних характеристик річки. Для її визначення необхідно знати швидкість течії та площу поперечного перерізу річки. Найпростіший спосіб визначення швидкості течії – за допомогою поплавків. Для цього на річці знаходимо ділянку з рівним (без мілин і перекатів) руслом і через однакові відстані відмічаємо жердинами за течією чотири створи: перший – пусковий, другий – верхній, третій – головний, четвертий – нижній. Біля кожного створу стоїть спостерігач із секундоміром. Поплавки закидаються почергово на різні відстані від берега, місце їх викиду – пусковий створ. До моменту підходу до верхнього створу поплавок встигає набути швидкості течії води в річці. Час проходження поплавка від верхнього до нижнього створу фіксується під відповідним порядковим номером і записується в щоденник. Потім шлях кожного поплавка (верхній створ – головний – нижній) ділиться на час його руху і визначається швидкість в м/с. Cума швидкостей усіх поплавків ділиться на їх число і отримується середня швидкість води в річці.   

Для визначення площі поперечного перерізу використовується репшнур, розмічений на метри, і жердина, поділена на сантиметри. За допомогою реп шнура визначаємо ширину річки у вибраному для спостереження місці, жердиною вимірюємо глибину по поперечному створу через кожен метр. Обрахувавши середню глибину і помноживши на ширину, визначаємо площу поперечного перерізу річки. Витрата води (Q) за одну секунду обчислюється як добуток площі поперечного перерізу (S) на середню швидкість (V) – Q=S×V.

Якщо проводити виміри витрати води в річці в одному місці через рівні проміжки часу протягом декількох місяців, то можна встановити місячні (сезонні) зміни цієї величини, а отже, і повноводності річки. Її також можна визначити за допомогою самостійно обладнаного водомірного поста. Він являє собою встановлений недалеко від урізу води стовп, до якого вертикально до дна річки кріпиться рейка з діленнями. Довжина рейки повинна бути такою, щоб вона була над поверхнею навіть при найбільшому підйомі води, а при найнижчому рівні річки також перебувала у воді. Результати вимірів (1-3 рази на добу) записуються в щоденник. За даними таких спостережень  протягом сезонів визначаються головні показники режиму річки – повінь, паводки, межень, а також зміни рівня в залежності від погодних явищ. Обрахувавши середні показники рівня річки і витрати води за добу і за місяцями, будуються графіки добового, місячного, сезонного  режиму річок.

Під час туристичного походу збираються відомості про межі повеней, рівень високих вод, які можна визначити замітками на деревах, за смугами залишеного повінню річкового сміття на березі і заплаві, за терасоподібними підмивами  берегів, за наявністю мулу і наносів. Найвищий рівень води фіксується в щоденниках, фотографується,  детально описується. Зібрані відомості можуть становити практичний інтерес для працівників системи гідрометеослужби.

Для вимірювання температури  поверхневих вод використовується технічний ртутний термометр. Спостереження проводяться о 8.00 та о 20.00. Одночасно фіксується температура повітря. Прозорість води визначається за допомогою диска Секкі діаметром 30 см (виражається в метрах), а колір води – на око (безколірна, світло-сіра  тощо). Під час візуальних спостережень у поході відмічається звивистість русла, наявність зсувів, обмілин, бродів, забрудненість стічними водами, виявляються джерела забруднення.

У гідрологічний звіт включаються:

-  опис річки;

-  окомірно знятий план ділянки річки;

-  креслення поперечних профілів;

-  характеристика метеорологічної обстановки (погоди);

-  гідрологічна інформація у вигляді окремих показників і зведених таблиць;

-  географічна характеристика басейну (геологія, рельєф, ґрунти, рослинність);

-  альбом фотографій.

 

Для повного і раціонального використання озер, їх збереження і охорони можуть бути використані деякі зібрані учнями відомості, що становлять практичний інтерес для науки. Елементарні дослідження водойми проводяться за допомогою найпростіших гідрологічних приладів. Дослідження озера починається зі встановлення його водозбірної площі, описується поверхня, з якої живиться озеро, встановлюється ступінь заліснення, заболочення території. Обстеження берегової лінії проводиться при його обході по всьому периметру, визначається обриси і форма берегів (прямі, порізані, високі, низькі), стан берегів (заболочені, піщані, кам’янисті), наявність терасових виступів, фіксуються сліди високих рівнів води. Довжину, найбільшу ширину та площу озера визначаємо за планом, складеним полярним способом.

Промірюванням глибин досліджується будова озерної западини, для цього використовується промірний линь. Визначення глибин проводиться з човна влітку у штиль уздовж промірних профілів, які перетинають характерні ділянки озера. За даними вимірювання складається батиметрична карта, що дає уявлення про морфологію озерного ложа.

Площа водного дзеркала визначається за нанесеною на контур озера сантиметровою сіткою з використанням масштабу.

Об’єм води обраховується за формулою:

 

 [1; 87], де

W – об’єм води в озері, S1, S2, Sn  - площі обмежені суміжними ізобатами, h1, h2, hn  - різниця позначок ізобат.

Середня глибина озера hсер  - це відношення об’єму (W) до площі водного дзеркала (S).

Практичний інтерес можуть становити дослідження фізичних і хімічних властивостей озера. Прозорість води вимірюється диском Секкі, температура на поверхні – технічним ртутним термометром, для вимірювання вертикального розподілу температур від поверхні до дна використовується інерційний термометр. Колір води визначається за шкалою Фореля – Ульє, донні відклади вивчаються за допомогою візуальної оцінки – типу, кольору, запаху, консистенції (щільні, пухкі, рідкі), наявності включень рослинних і тваринних решток, черепашок, молюсків тощо. Досліджуються біологічні властивості озера – його рослинний і тваринний світ, на плані відмічаються можливі місця «цвітіння» води.

На основі зібраних матеріалів робиться опис озера, складаються таблиці температур, прозорості, кольору води, карти глибин, донних відкладів, розподілу водної рослинності. Ці матеріали є картографічною основою для складання комплексної ландшафтної карти озера.

Робота з географічного краєзнавства і туризму дозволяє наочно показати учням те, про що вони дізналися або дізнаються в шкільному курсі географії. Важливо, щоб учні старанно накопичували матеріали особистих спостережень. Це і є поєднання теоретичних знань з практичною  особистою участю школярів у географічних дослідженнях. Нехай тільки ще навчальних, досить елементарних, але все-таки дослідженнях.

Географічне краєзнавство – це один із шляхів до виховання в учнів морально-естетичних цінностей. Воно допомагає побачити і оцінити красу природи, відчути її позитивний емоційний вплив, бо, за словами Л.М. Толстого, все погане в серці людини повинно б, здається, зникнути при спілкуванні з природою – цим безпосереднім виявом краси і добра [2; 73].

 

Література

1.                Гурвич  Л.М. Следопыт . – М. «Физкультура и спорт»: 1976 – 88 с.

2.                Бушуева Т.А., Дагель П.С. Закон охраняет природу. – М.:1980 – 74с.

3.                Зверев  И.Д. Экология в школьном обучении. – М.: 1980 – 158 с.

4.                Природно-територіальні  комплекси і їх вивчення в курсі географії середньої школи/Під ред. К.В.Пашканга – К.: 1973 – 110с.

5.                Семакин Н.К. Внеклассная работа по географии.  – М., «Просвещение»: 1979 – 224с.

6.                Сухомлинський В.А. Серце віддаю дітям – К.: 1969.