- Учителю
- Исследовательская работа Исследование родников города Октябрьского
Исследовательская работа Исследование родников города Октябрьского
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН
МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №8» ГОРОДСКОГО ОКРУГА ГОРОД ОКТЯБРЬСКИЙ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА
ИССЛЕДОВАНИЕ РОДНИКОВ ГОРОДА ОКТЯБРЬСКОГО
Работу выполнил:
Бадыков Артур Русланович,
учащийся 8 класса МБОУ «СОШ №8»
Руководитель:
Пильнова Лидия Николаевна,
учитель географии МБОУ «СОШ №8»
Октябрьский -2013
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение 3
-
Описание исследуемого района 4
-
Географическое описание исследуемого района 4
-
Климат исследуемого района 4
-
Геологическая характеристика района 5
-
Подземные воды 5
-
-
Родники 7
-
Мои наблюдения 9
-
Родники города Октябрьского 9
-
Полевые исследования 9
-
-
Определение физических и химических свойств воды источников 11
4.1. Определение жесткости воды 11
-
Определение запаха воды 12
-
Определение вкуса воды 13
-
Охрана вод. Мероприятия по охране 15
-
Хозяйственное использование 16
-
Выводы 17 Список литературы 18
Приложение 19
ВВЕДЕНИЕ
Вода - самое распространенное неорганическое соединение на нашей планете. Вода - основа всех жизненных процессов, единственный источник кислорода в главном движущем процессе на Земле - фотосинтезе. Вода присутствует во всей биосфере: не только в водоемах, но и в воздухе, и в почве, и во всех живых существах. Последние содержат до 80-90% воды в своей биомассе. Потери 10 - 20% воды живыми организмами приводят к их гибели.
Из всех видов водных ресурсов подземные воды имеют наибольшую ценность: они чище речных, текут более стабильно и повсюду, а главное, часто оказываются там, где других источников нет, например, в Зауралье.
Упрощённо схему их формирования можно представить следующим образом: часть атмосферных осадков просачивается в почву и дальше в глубь земли, превращаясь в то, что мы называем подземными водами. Скапливаясь на непроницаемых пластах горных пород, они образуют водоносные горизонты. Вода обычно содержится в порах и более крупных пустотах обломочных пород, в трещинах плотных пород, в карстовых пустотах карбонатных, гипсоносных, галоидных пород. Глубина залегания подземных вод колеблется в различных районах от нескольких метров до десятков и даже сотен.
В водоносном горизонте различают как бы три части: область питания, в которой происходит фильтрация атмосферных осадков, зону циркуляции, где они перемещаются в горизонтальном направлении, и область разгрузки, откуда подземная вода выходит на поверхность в виде источников.
Цель моей работы - выяснить почему горожане предпочитают пить родниковую воду. Для достижения этой цели были поставлены и решены следующие задачи: посетить родники и описать их, определить физико - химические свойства родниковой воды и сравнить её с водопроводной.
Актуальность темы заключается в востребованности в источниках качественной питьевой воды.
Сроки проведения работ: ноябрь2012года - январь 2013 года. Место проведения- город Октябрьский и его окрестности.
1. ОПИСАНИЕ ИССЛЕДУЕМОГО РАЙОНА
1.1. Географическое описание исследуемого района
Западный Башкортостан, где находится город Октябрьский, приурочен к восточной окраине Русской платформы и Предуральскому краевому прогибу. Представляет собой всхолмленное плато Бугульминско - Белебеевской возвышенности, где южные и западные склоны Нарыш - Тау резкими ступенями падают к обширной долине реки Ик. Гидрографическая сеть относится к бассейну р. Ик. На правобережье р. Ик выделяются 1-я надпойменная аллювиальная и 2- я структурная террасы. На поверхности которых часто наблюдаются обширные карстовые поля. В основании ее залегает древний фундамент, состоящий из магматических и метаморфических пород. Фундамент перекрыт осадочным чехлом. Он сложен горизонтально лежащими осадочными горными породами.
1.2. Климат исследуемого района
Климат Октябрьского изменяется с запада на восток и с юга на север. При движении с запада на восток достаточно заметно увеличивается среднегодовое количество осадков. Так, на западе, в пределах Бугульминско - Белебеевской возвышенности, эта величина достигает 400 мм, а уже к востоку от реки Белой увеличивается до 600мм в год. Среднегодовая температура в восточном направлении, наоборот, несколько снижается с 2,5°С в Западном Башкортостане, до 2°С на западных склонах Южного Урала. Более заметно понижается среднегодовая температура при движении с юга на север. Более значительны перепады температур по сезонам года. Зимой случаются морозы до -50°С, а летом воздух прогревается до 40°С.
Зима здесь обычно устанавливается с середины ноября. В это время ложится снег, случаются уже и морозы, но нередко сюда вторгается воздух с Атлантики, и тогда наступают оттепели, выпадает мокрый снег и даже дождь. Самый холодный месяц - январь. Среднемесячная температура его составляет около -15°С.
Весна наступает с третьей декады марта. В первой половине апреля тает снег, вскрываются реки, в мае деревья покрываются листвой, но еще нередки вторжения холодных воздушных масс Арктики. Они приносят заморозки, губительные для садов и посевов.
Самый жаркий летний месяц - июль. Среднемесячная температура его около 19°. Погода летом во многом определяется воздействием воздушных масс. Надолго может установиться сухая и жаркая погода, когда эту область захватывают южные тропические массы воздуха. В такие годы случаются и засухи. При понижении атмосферного давления из Атлантики сюда вторгаются циклоны. Они смягчают жару и приносят долгожданные дожди.
1.3. Геологическая характеристика района
Район с открытыми формами карста, встречаются подземные, представляющие пещеры длиной сотни метров, изолированные пустоты незначительных размеров. Подстилающие породы - ангидриты, аргиллиты и доломиты. Геологическое строение характеризуется комплексом пород осадочного происхождения по возрасту относящихся к девонским, каменноугольным, пермским и четвертичным отложениям. Девонские и каменноугольные отложения вскрываются лишь скважинами на нефть, под мощной толщей более молодых пород. Пермские отложения нередко выходят на поверхность и прослеживаются на больших расстояниях. Нижний отдел представлен Кунгурским ярусом. Отложения Кунгурского яруса залегают с размывом на нижележащих ярусах.
1.4. Подземные воды
Гидрогеологические условия района города Октябрьского характеризуется наличием нескольких водоносных горизонтов, заключенных, как в современных аллювиальных отложениях четвертичной системы, так и в более древних породах пермской системы.
Грунтовые и аллювиальные воды первых и вторых надпойменных террас реки Ик.
Грунтовые воды в аллювиальных отложениях надпойменных террас на глубине 3,8 - 3,9 метров от поверхности земли.
Абсолютная отметка установившегося уровня изменяются от 111,33 метров до 131,18 метров.
Водовмещаюшим породам этого водоносного горизонта является угловатая галька с гравием, заполненная песчано - глинистым грунтов.
Водоупором второго водоносного горизонта, заключенного в надпойменных террасах, служат пестроцветные водоупорные глины пермской системы.
Питание указанного водоносного горизонта происходит за счёт инфильтрации атмосферных осадков и подпитывания вод из под пермской системы слагающих коренной склон на более высоких отметках.
2. РОДНИКИ
Родник - небольшой водоём или воронка, в котором скапливается вода. Это один из выходов подземных вод и, так как родник - это нисходящий источник, он питается безнапорными водами.
Подземные воды заполняют поры и промежутки в песках, галечниках, карстовых пустотах и трещины в скальных горных породах. Образуются они за счёт проникновения в землю атмосферной влаги или конденсации водяных паров, часть которых выделяется из магмы.
Главную роль в процессе образования подземных вод играет просачивание (инфильтрация) атмосферных осадков. В пустынях и в областях вечной мерзлоты большое значение имеет конденсация водяных паров в порах и трещинах. По способности пропускать воду горные породы делятся на:
водопроницаемые (к числу их относятся хорошо пропускающие воду галечники, гравий, зернистый песок, разбитые трещинами плотные горные породы);
водонепроницаемые и водоупорные (глины и плотные, лишённые трещин породы; мёрзлые грунты, поры и трещины, которые заполнены льдом).
Над такими пластами или под ними скапливается подземная вода, образуя водоносный слой (горизонт). Каждый водоносный слой имеет область питания, откуда в него поступает вода, и область разгрузки, где его воды либо выходят на земную поверхность, либо поступают, переливаются в другой горизонт.
По условиям залегания и режиму выделяют верховодку - у самой поверхности земли. Это временные линзовидные скопления воды, исчезающие в засушливые годы. Глубже находятся грунтовые воды, расположенные в первом от поверхности водоносном горизонте; он расположен на водоупорном слое и не перекрыт водонепроницаемой породой. Образуются верховодка и грунтовые воды за счёт просачивания осадков и вод рек, озёр, водохранилищ и др. Напорные межпластовые (артезианские) воды залегают под водоупорным слоем. Область питания у них расположена в относительно повышенных участках рельефа, создаёт напор в водоносном слое, они образуют артезианские бассейны. При бурении вода под напором поднимается выше перекрывающего водоупорного пласта, изливаясь на поверхность, фонтанируя.
Выходы подземных вод на поверхность - источники, родники, ключи. Нисходящие источники питаются безнапорными водами (т.е. сверху вниз); восходящие - напорными артезианскими водами (снизу вверх). По температуре воды источники делятся на:
обычные, с температурой равной среднегодовой для данного места;
холодные - с температурой ниже среднегодовой;
тёплые (термальные) - с температурой выше среднегодовой.
Последние характерны для вулканических районов, но встречаются и в других местах, даже в зоне вечной мерзлоты.
Пополнение подземных вод, особенно межпластовых происходит крайне медленно. Если эти воды расходовать быстрее, чем они успевают пополняться, количество их будет уменьшаться.
3. МОИ НАБЛЮДЕНИЯ
В нашем городе водопроводную воду поставляют с двух водозаборов Якшеевский и Юмагузинский. Но водопроводная вода по физико-химическому составу имеет высокую жесткость. Многие горожане набирают воду в природных источниках - родниках.
Актуальность этой темы более конкретно я хотел бы просмотреть на примере родного города - Октябрьского.
3.1. Родники города Октябрьского
Методика проведения работ. Работа выполнялась в следующей последовательности: привязка источника; описание родников; замер дебита и температуры; отбор проб; определение физико - химических свойств; фото съёмка родников.
Привязку источников провели по ближайшим объектам.
Температуру измеряли по всем точкам выхода родников термометром .
Пробы отбирались в бутылки, которые предварительно мылись дистиллированной водой. В точке опробования бутылку ополаскивали отбираемой водой, объем пробы 1,5 л.
3.2. Полевые исследования
В районе города Октябрьский мной исследовано 4 родника, которые нанесены на карту. Я заметил, что они находятся примерно на одной высоте, у подножья горы.
Родник №1 «Самовар» (рис.3.1) находится на северо-востоке от города Октябрьского. На правой стороне дороги Октябрьский - Туймазы. За 62 метра до поворота на гостиницу «Лесная». Источник приурочен к выходу коренных пород уфимского яруса. Которые представлены переслаиванием красно окрашенных глин и песчаников, залегающих на серых известняках. Поступление воды происходит на контакте красно - цветных глинистых песчаников с серыми известняками. О чём свидетельствует, дно родников представленными обломками серых известняков с песчано - гравийной смесью.
Дебит источника составил 0,21 л/сек. Температура 4°С. Вода прозрачная. Взята проба №1. Родник хорошо оборудован для отбора воды. Обнесён забором, каптирован трубой оформленной под самовар, установлен контейнер для мусора. Население нашего города активно пользуется родником.
Родник№2 находится по улице Репина, напротив дома 181 (рис.3.2). Поступление воды аналогично роднику №1.0 чём свидетельствует, дно родника представленными обломками серых известняков с песчано - гравийной смесью. Дебит - 0,16 л/сек. Температура 4°С. Вода призрачная. Взята проба воды №2 . Родник хорошо оборудован для отбора воды, вода стекает по железному желобу. Установлена беседка, оборудован подъезд для автомобилей, установлен контейнер для мусора. Этот родник наиболее посещаем.
Родник №3 находится на улице Карьерная (рис.3.3), которая располагается параллельно улице Репина, напротив дома №5 в 300 метрах от родника №2. Условия выхода родника идентично роднику №2. Дебит определить не удалось, так как источник замерз, летом дебет гораздо меньше чем на роднике №2. Родник оборудован деревянным шалашом, и железным желобом.
Родник №4 находится на лыжной базе "Спартак" (рис.3.4). В 150 метрах от двух этажного административного здания. На склоне горы. Поступление воды аналогично роднику №1 дно родника представленными обломками серых известняков с песчано - гравийной смесью. Дебит - 0,48 л/сек. Температура 4°С. Вода прозрачная. Взята проба воды №3. Родник хорошо оборудован для отбора воды, каптирован трубой, стена укреплена кладкой из серого известняка, вода стекает в пруд.
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ И ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВОДЫ ИСТОЧНИКОВ
В естественном состоянии вода никогда не свободна от примесей. В ней растворены различные газы и соли, находятся взвешенные твердые частички. В 1 литре пресной воды может содержаться до 1 грамма солей.
Пробы воды взятые на родниках мы подвергли исследованию в лабораторных условиях.
4.1.Определение жесткости воды
Жесткость воды - свойство воды (не мылиться, давать накипь в паровых котлах), связанное с содержанием растворимых в ней соединений кальция и магния, это параметр, показывающий содержание катионов кальция, магния в воде.
Жесткость - это особые свойства воды, во многом определяющие её потребительские качества и потому имеющие важное хозяйственное значение.
Существует два типа жесткости: временная и постоянная. Обусловлено это различие типом анионов, которые присутствуют в растворе в качестве противовеса кальцию и магнию.
Временная жесткость связана с присутствием в воде наряду с катионами Са2+, Mg2+ и Fe2+ гидрокарбонатных, или бикарбонатных анионов (НСО3-).
Постоянная жесткость (или некарбонатная) возникает, если в растворе присутствуют сульфатные, хлоридные, нитратные и другие анионы, соли кальция и магния которых хорошо растворимы и так просто не удаляются. Общая жесткость определяется как суммарное содержание всех солей кальция и магния в растворе.
Для определения жесткости провел следующие опыты: определение жесткости воды по мылкости и накипи.
По мылкости (рис4.1) : взял пять пробирок, в одну налил дистилированную воду, во вторую, в третью, в четвёртую- воду из родников, а в пятую водопроводную воду. В каждую из пробирок добавил немного мыльного раствора и встряхнул пробирки. В первой пробирке я увидел, как пенилось мыло, во второй - четвёртой мыло пенилось хуже, в пятой мыло не пенилось и образовались белые хлопья. Из этого опыта я убедился, что вода из родников проходя через осадочные породы вымывает из них гидрокарбонаты и другие соли кальция и магния. При добавлении в жесткую воду мыльного раствора образуется нерастворимые соединения кальция и магния, и вследствие этого вода не пенится (в моем случае это водопроводная вода). Мыло не пенится до полного удаления из раствора ионов Са+2 и Mg+2 .Такую воду, где нет ионов металлов, называют мягкой (в моем опыте это дистиллированная вода).
По накипи для этого я взял чистый чайник, и налил дистилированную воду и начал нагревать на газовой плите при слабом огне. Также повторил опыт с водой из всех источников и водопроводной водой. Результаты занес в таблицу.
Таблица 1
п/п
Пробы воды
Результаты опыта определения жесткости по мылкости
Результаты опыта определения жесткости по накипи
Вывод
1
дистиллированная вода
хорошо пениться
накипи нет
Вода мягкая
2
родник "самовар"
пениться слабо
накипь незначительная белого цвета
средней жесткости
3
родник на ул. Каратова
пениться слабо
накипь незначительная белого цвета
средней жесткости
4
родник на базе "Спартак"
пениться слабо
накипь незначительная белого цвета
средней жесткости
5
водопроводная вода
не пениться
накипь бурого цвета
жесткая
4.2. Определение запаха воды
Определить запах можно ощущением воспринимаемого запаха только что набранной воды при температуре окружающей среды (землистый, хлорный, бензиновый и т. д.); Но можно определить запах при нагревании до 20°С в колбе на спиртовой или газовой горелке. Для этого я отобрал 100 мл воды в колбу, которую закрыл пробкой. После этого нагрел содержимое колбы и перемешал вращательными движениями, частично открывая пробку и определяя интенсивность запаха.(рис.4.2)
Параллельно провел другой опыт: определил также запах при температуре 60°С. В плоскодонную колбу 100 мл воды родника налил и закрыл часовым стеклом, далее подогревал колбу на спиртовой горелке до 50-60°С. Сдвигая стекло в сторону, быстро определил характер и интенсивность запаха. Запах воды определил по таблице 2. У родниковой воды интенсивности запаха нет, а у водопроводной она очень слабая.
Таблица 2.Шкала запаха воды
Характер появления запаха
Оценка интенсивности запаха
Нет запаха
Запах не ощущается
0
(родниковая)
Очень слабая
Не ощущается потребителем, но обнаруживается при лабораторном исследовании
1
(водопроводная)
Слабая
Запах замечается потребителем, если обратить на него внимание
2
Заметная
Запах легко замечается и вызывает неодобрительный отзыв о воде
3
Отчетливая
Запах обращает на себя внимание и заставляет воздерживаться от питья
4
4.3. Определение вкуса воды
Характер вкуса и привкуса воды также можно определить различными методами. Различают четыре основных вкуса: соленый, кислый, сладкий, горький. Все другие виды вкусовых ощущений называются привкусами. Характер вкуса или привкуса различают по ощущениям, набирая воду в рот малыми порциями, не проглатывая, задерживая ее во рту на 3-5 сек. В лабораторных условиях или при испытании у источника воду нагревают до 20°С и оценивают по пятибалльной шкале (таблица 3). Именно так я и сделал: нагрев воду до 20°С, попробовал на вкус и выявил, что вода имеет сладкий привкус (рис.4.3)
Таблица 3. Шкала привкусов питьевой воды
Характер проявления вкуса и привкуса
Оценка интенсивности привкус
Нет
Вкус и привкус не ощущаются
0
Очень слабая
вкус и привкус не ощущаются потребителем, но обнаруживаются при лабораторном исследовании
1
(родниковая)
Слабая
Вкус и привкус замечаются потребителем, если обратить на него внимание
2
Заметная
вкус и привкус легко замечаются и вызывают неодобрительный отзыв о воде
3
Отчетливая
Вкус и привкус обращают на себя внимание и заставляют воздерживаться от питья
4
Очень сильная
Вкус и привкус настолько сильные, что делают воду непригодной для питья
5
</ 5. ОХРАНА ВОД. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ
Известно, что для предотвращения загрязнения и засорения поверхностных и подземных вод, а также сохранения среды обитания объектов животного и растительного мира установлен особый режим в водоохранных зонах водных объектов. Природоохранные мероприятия, осуществляемые администрацией, должны полностью компенсировать отрицательное воздействие человека на природную среду родника. Поэтому для администрации очень важно правильно и наиболее рационально составлять ежегодный план природоохранных мероприятий на территории родников. На родниках соблюдаются все нормы по охране источника. Так вблизи родника, установлены урны, также для утилизации крупного мусора - контейнер. При осмотре участка родников, какого-либо крупного мусора обнаружено не было. Это еще раз говорит о том, что посетители, уведомлены о вреде и о последствиях загрязнения окружающей среды.
Родники полностью обустроены. Оценка состояния родников - хорошая. Также определил степень загрязненности родников на единицу площади (количество мусорных остатков в радиусе 100 м вокруг источника) - родник №1 «Самовар» - чисто, родник №2 - собрал мусор - 2 обертки от пластиковых бутылок, пластиковую бутылку, родник №3 - чисто, родник №4 - обертка от пластиковой бутылки. На основании этого можно сделать вывод, что территории родников защищены, и благоустроены.
6. ХОЗЯЙСТВЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
Подземные воды используются как для питьевого водоснабжения, так и в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте - практически при всех видах человеческой деятельности. К воде, применяемой в различных отраслях промышленности, предъявляются требования в соответствии со спецификой данного вида производства. К воде, используемой для хозяйственно-питьевого водоснабжения, предъявляемые требования можно свести к двум основным условиям: безвредности ее для организма и удовлетворительному качеству по вкусу, запаху, прозрачности и другим внешним свойствам.
Хозяйственное использование родников города: все они используются в питьевых целях. Люди посещают родники, так как знают, что вода здесь чистая и более мягкая. Все они хорошо обустроены.
ВЫВОДЫ
В результате проведенной работы, основанной на опытах по изучению свойств воды разных родников нашего района, можно заметить, что они находятся примерно на одной высоте, у подножья горы. Вода представляет собой бесцветную прозрачную жидкость без запаха. Температура источников составляет примерно 4 °С. Дебит меняется от сезонности, результаты опытов занесены в таблицы. Все они хорошо обустроены.
В своей работе я описал четыре источника нашего города. Эти родники относятся к нисходящим источникам, вытекают из пород пермского возраста уфимского яруса, на контакте серых известняков с красными глинистыми песчаниками. Качество воды из родников нашего города сравнил с водопроводной.
Жёсткость воды я определял по мылкости и образования накипи. Результаты внёс в таблицу, из которой видно, что родниковая вода более мягкая, чем водопроводная. Запах воды определял при температуре 20° С и 60° С. У родниковой воды интенсивности запаха нет, а у водопроводной она очень слабая. Нагрев воду до 20°С попробовал на вкус, и выявил, что она имеет сладкий привкус. Родниковая вода имеет лучшие характеристики, чем водопроводная.
Я предлагаю всем пить воду из родников. Я понимаю, что не все могут ездить за водой на родники. Поэтому , я думаю, что обращусь к химику водоканала, предложу , чтобы водопроводную воду очищали лучше.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Азит К. Бисвас. Человек и вода. Л., Гидрометеоиздат, 1975, с. 105.
2. Черняев А. М. Самый удивительный минерал. Свердловск, средне уральское книжное издательство 1980
3. Корольков Ю.В.,. Кашапов А. М; "Город на Девоне", ИЦ "Классика", 2002
4. Добровольский В.В. Геология, издательство «Владос» стр.200.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Рисунок 3.1. Родник №1 «Самовар»
Рисунок 3.2. Родник №2 по улице Репина
Рисунок 3.3. Родник №3 находится на улице Карьерная
Рисунок 3.4. Родник №4 находится на лыжной базе "Спартак»
Рисунок 4.1. Определение жесткости воды по мылкости
Рисунок 4.2. Определение запаха воды
Рисунок 4.3.Определение вкуса воды