Учебный центр «Крисмас+»

ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕКИ ЧУМЛЯК

Автор: Шарова Анастасия, 9 кл.

МОУ СОШ №5, г. Копейск, Челябинская область

Руководители: Рудниченко М. И., Балабатько С. В

Цель работы: Мониторинговое изучение гидрометеорологических и гидрохимических особенностей р. Чумляк в 2012 году и сравнительный анализ многолетних исследований. Задачи: изучение гидрохимического и гидрометеорологического режима р. Чумляк в 2012 году для расчета и прогноза различных характеристик речного стока; анализ многолетних исследований, изменений гидрологических и гидрохимических параметров р. Чумляк.

Объект исследования: участок бассейна р. Чумляк (в пределах с. Калачево, Челябинской области).

Предмет исследования: гидрохимический и гидрометеорологический режим на исследуемом участке реки Чумляк.

Методы исследования: Полевые: гидрологические: определение скорости течения с помощью гидрометрической вертушки, измерение температуры воды микротермометром; Метеорологические: наблюдение (за изменениями температуры воздуха - аспирационным психрометром, за колвом выпавших осадков, осадкомер Третьякова 0-1, за высотой снежного покрова и толщины льда, снегомерной рейкой), за изменением атмосферного давления, барометром; камеральные: сравнительный анализ, статистическая обработка информации. Картографический - анализ и подготовка картографических материалов. Новизна исследования: планомерные гидрологические исследования реки Чумляк не проводились Челябинским центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды с 1992 года. В связи, с чем организованные в современный период исследования отрядом «Гидролог», Копейского ДЭЦ (единственный в России Детский гидрометеопост) вносят новые теоретические и практические результаты в мониторинг водоема. Практическая значимость: Результаты, полученные в ходе проведенных работ, находят свое практическое применение. Использование данных Челябинским областным центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, ЧГПУ.

Среди главных источников своих исследований, мы выделяем «Наставление гидрометеорологическим постам и станциям», где очень понятно и доступно излагается методика производства гидрологических наблюдений на реках всех категорий. Также очень интересны «Основы гидрологии суши. Реки, озера, водохранилища» (Богославский Б. Б.) В книге рассмотрены общие особенности рек, озер и водохранилищ, их режим и морфометрические характеристики. Для планирования исследования водного объекта, изучения малой реки в полевых условиях, а также статистической обработки информации нами были использованы «Рекомендации по организации полевых исследований состояния малых водных объектов» Заика Е. А. Молчановой Я. П.

Наблюдения за расходом воды. Основным показателем водности реки, определяемым в результате, непосредственных измерений является расход воды (Q, м³/с) – количество воды, проходящее через живое сечение потока в единицу времени: Q=υср ω, где υср - средняя скорость течения в живом сечении, м/с; ω - площадь живого сечения, м² (Потапова, 1978).

Наблюдения за температурой воды производятся на гидрологических постах с помощью микро термометра с точностью до 0,01^оС (Потапова, 1978).

Наблюдения за температурой воздуха. Наблюдения производятся у уреза воды вблизи гидрологического поста. Запись наблюдений за температурой воздуха производится в «Книжку для записи водомерных наблюдений» (КГ-1 М) (Потапова, 1978).

Измерение высоты снежного покрова в бассейне. Рейка снегомерная переносная М-104 предназначена для измерения высоты снежного покрова при производстве снегомерных съемок. (Паспорт рейки, 2007).

Измерение количества осадков. Для измерения количества выпавших твердых и жидких осадков нами применялся осадкомер Третьякова 0-1. (Паспорт осадкомера, 2007).

Наблюдения за уровнем воды в реке. Высоту уровня воды на свайном посту измеряем переносной металлической рейкой.

Наблюдения за атмосферным давлением осуществляем с помощью барометра – анероида БР-32.

Физико-географические особенности бассейна р. Чумляк. Река Чумляк относится к бассейну р. Миасс (бассейн р. Обь) и берет свое начало на территории Сосновского района, западнее г. Коркино Челябинской области, далее пересекает с запада на восток Копейский городской округ. Протекает по северо-восточной окраине села Калачево, далее через озера, Доловое, Шатрово, Селезян, Аткуль. Река на границе Челябинской области не имеет четких русловых очертаний и, появляясь на территории Курганской области, течет в северном направлении, впадая в районе с. Чумляк на 203 км от устья с правого берега в р. Миасс. Общая протяженность реки 178,5 км. Площадь водосбора 2350,0 км². Долина реки - плоская, мало расчлененная равнина преимущественно сложена рыхлыми породами, которые служат водоупором грунтовых вод, определяющих специфику химического состава поверхностных вод и интенсивность развития болот. (Шлыков,2000)

По имеющимся данным высоко влияние минерализованных грунтовых вод на химический состав поверхностных вод, особенно для притоков р. Миасс, сток которых формируется на данной территории.

Исследовательская часть. Гидрометеорологические исследования реки Чумляк. Пост на реке Чумляк был открыт в 1.11.79 году, закрыт пост 18.05.92 году. Нивелировка была в 29.08.91 году. Высота 230 м, площадь водосбора 227км².(поста). Детский гидрометеопост возобновил работу с 2006 г. Нашим консультантом является Афонин Владимир Иванович – гидролог ЧГЦМС.

В 2012 г площадь поперечного сечения русла р. Чумляк повысилась до 6,44м², что связано со сбросом воды из озера Синеглазово. Средняя глубина реки на створе повысилась на 0,14 м. за последние три года.

Определения расхода воды. С помощью формулы Q=υсрω. мы определили скорость течения реки до сбросов воды из оз. Синеглазово - 0.1м/с и среднюю скорость течения реки Чумляк = υср=0,14м/с после сбросов. Q=0.1м/с*5.3м²=0,53м³/с. Средняя скорость повысилась на υср=0.09м/с, а расход воды повысился на = 0,629м³/с. Гигрограф изменения уровня и расхода воды в реке показывает, что в летне-осеннюю межень 2008-2009 гг. при интенсивных сбросах воды с оз. Синеглазово и с очистных сооружений г. Коркино резко меняется расход воды и уровень возрастет. Анализ данных по расходу воды за 2008- 2010 год по сравнению с предыдущими (1986-1992г.) показал, что расход воды в реке увеличился на 0,214 м³/с, а, следовательно, уровень воды так же увеличился на 0,14м. В СНТ «Часовщик» освободились от потопления и затопления водой садовых участков, остаются затопленными 413 участков потопленные 603. Вода отошла от скважин на 50-30м. Остались затопленными 70 участков из, исследований видно, что нужно продолжать летом 2012 года сброс в реку Чумляк, для освобождения всех подтопленных участков на берегу оз. Синеглазово.

Результаты исследований температуры воздуха на реке Чумляк. По результатам наблюдений выстроены графики, самая максимальная температура воздуха на реке Чумляк была зафиксирована 4,19 июля - 36-380; самая низкая температура 19 февраля - 330; 2011 г.; средняя температура воздуха за 12 месяцев 2,30С. Из построенного нами графика изменений температуры воздуха на реке Чумляк за период 2001-2012 видно, что самая низкая температура в зимний период была зафиксирована в 2012 году (-36ºС 1 февраля ), а самая высокая в 2002 (-8,2ºС).

Высота снежного покрова, по состоянию на 1 декабря, в 1,5 раза меньше среднемноголетних и прошлогодних показателей.  1 апреля, средняя суточная температура воздуха перешла ноль градусов в сторону повышения. Продолжительность зимнего периода составила 135 дней, что на 14 дней меньше обычного.

Измерение температуры воды. В связи с не жарким летом, температура воды во многом не превышала среднемесячные нормы, это значительно ухудшило условия жизни в реке. По результатам наблюдений выстроены графики: максимальная температура воды на реке Чумляк 18 июля +260; наиболее низкая температура 19 февраля +20; средняя температура воды за 12 мес. + 70, 2012 г.

Измерение осадков. По результатам наблюдений составили графики осадков за 2012г и сравнительную таблицу среднемесячных осадков в мм на реке Чумляк с данными ЧГЦМС в 2012 г. Общее количество осадков составило 537,5мм., по сравнению с нормой на 63,8 выше нормы. Большое влияние на водный режим реки Чумляк оказывают такие сильные дожди в июне (60,1мм) и показатели снежного покрова, как высота и запасы воды в нем. Снежный покров установился со 2 декабря. Наибольшее количество осадков было отмечено 25 августа - 21,0мм. Под влиянием такого антропогенного фактора, как сброс воды из озера Синеглазово уровень воды в реке повысился до 81см, что на 15 см. выше 2009 года.

Наблюдения за атмосферным давлением с помощью барометра – анероида БР-32.

Атмосферное давление связанно с изменением погоды, потому барометр и сделанные с помощью него измерения необходим в метеорологии. Между количеством осадков и значениями атмосферного давления существует прямая зависимость, при уменьшении атмосферного давления, возрастает вероятность выпадения осадков. Это явление можно проследить при анализе построенных нами графиков. Самое высокое значение атмосферного давления было отмечено нами в декабре (753мм.р.ст.), а самое низкое в июне (732мм.р.ст.)

Наблюдения за ледовыми явлениями позволяют нам получить многолетние систематические данные о ледовых условиях и в дальнейшем использовать для характеристики ледового режима реки Чумляк. Процесс замерзания реки мы наблюдали с 27.11.12.

Заключение с выводами. Анализируя данные, выявлено, что соотношение подземного и поверхностного питания изменяется по сезонам года. Поверхностный сток формируется почти исключительно за счет талых вод (85 – 90 %) , доля дождевого питания превышает 1- 3 % .В период летне-осенней межени величина подземного питания возрастает до 30- 60 %, на долю дождевого питания приходится до 40 - 70 % (Водогрецкий,1985). Ширина реки изменилась на 1,5 метров. 4 апреля, средняя суточная температура воздуха перешла ноль градусов в сторону повышения. Снежный покров сошел на полях 31 марта, а в лесах 12–15 апреля. Общее количество осадков составило 774мм., по сравнению с нормой на 338 выше нормы. В целом 2012 год характеризуется как год с повышенной водностью, так как почти по всем месяцам отмечено превышение нормы осадков. Половодье 2012 года как по уровням, так и по объемам было в пределах средних многолетних значений и относилось к категории – «средние». После 2 июня 2012 года после обильных ливневых дождей и сброса воды с оз. Синеглазово были взяты пробы воды р. Чумляк. За последний период с 2009г. до 2012г. наблюдается значительное улучшение качественного состава воды. Следовательно, на данном этапе вода реки Чумляк пригодна для купания. Река Чумляк принимает воду озера Синеглазово, динамика течения постоянно меняется особенно в летние месяцы. Инновацией нашего проекта является сам подход – соединения экологического образования с практической деятельностью на экспериментальной площадке (Детский гидрометеопост).

См. также

Учебное оборудование производства ЗАО «Крисмас+» для исследования водоемов и воды

Путеводитель по выбору оборудования для учебно-исследовательских работ

Этот материал опубликован в Сборнике тезисов участников IX Международного конкурса «Инструментальные исследования окружающей среды»