0
Экологический клуб
 
"STENUS"
 
 
 
Калужский краеведческий Интернет-портал


 
Шевченко Л.В., Коржев С.В.   Методы изучения родников   / /   Материалы по дополнительному экологическому образованию учащихся (сборник статей). Вып. I.   Под ред. В.В. Королева и Э.А. Поляковой.   Калуга:   КГПУ им. К.Э. Циолковского   -   2004 C. 163-175.



Методы изучения родников

Л.В. Шевченко, С.В. Коржев

учителя средней школы № 5 гор. Калуга; КОИП: секция экологического образования и просвещения


Детский экологический отряд «Пингвин» средней школы №5 г. Калуги с 1997 года работает по разработанному нами проекту «Чистый родник». Данные методические рекомендации появились в результате обобщения работы нашего отряда по мониторингу родников города Калуга и ее окрестностей.

Целью организации и проведения работ по проекту является личное участие детей в решении местных экологических проблем. Проект предполагал значительную самостоятельность учащихся разного возраста и выполнялся во время экологических практикумов, экскурсий, краеведческих походов, прогулок, а также в ходе систематических наблюдений за природными объектами.

Почему родники были выбраны в качестве объекта исследований? Бытует мнение, что родниковая вода безупречно чиста и пригодна для питья без кипячения. К сожалению, в последние годы все чаще отмечаются факты загрязнения артезианских источников в результате возникновения поблизости стихийных свалок, огородов, строительства гаражей, что является причиной накопления в воде токсичных веществ и кишечной палочки. Тем не менее, часть жителей крупных городов предпочитает пользоваться природными источниками, т. к качество водопроводной воды оставляет желать лучшего. Большая ее часть поступает из поверхностных водоемов, а очистные сооружения водозаборов не могут полностью устранить некоторые загрязнители, например, нефтепродукты. Кроме того, водопроводная вода хлорируется, что неблагоприятно сказывается на ее вкусовых качествах.


Описание методов наблюдений за родниками

Всю работу по исследованию родников и ключей мы предлагаем разбить на несколько этапов, каждый из которых соответствует решению определенной задачи.

1 этап - Подготовительный

На этом этапе необходимо познакомить школьников с методикой проведения экологических наблюдений за родниками, объяснить важность и практическую значимость данных исследований. Кроме теоретической подготовки необходимо позаботится об инструментах, приспособлениях и приборах, которые понадобятся для описания изучаемых объектов. Необходимо иметь: компас, водный термометр, плоскодонную колбу, планшеты, рулетку, саперную лопату, школьный нивелир, секундомер, спиртовку, эклиметр, емкость (1-2 л), карандаши, линейки, блокнот.

На подготовительном этапе исследований также собирается информация о количестве и местонахождении родников вблизи вашего населенного пункта. Советуем не распыляться и вначале взять под наблюдение не более 3-4 ближайших родников.


2 этап - Анкетирование населения

Анкетирование позволяет определить интенсивность эксплуатации отдельных источников, степень информированности местных жителей о качестве воды в них, заинтересованность в получении подобных сведений. Особое внимание следует обратить на родники, пользующиеся наибольшей популярностью. Форма анкеты прилагается (Приложение 1). При анкетировании можно получить и дополнительные исторические сведения о родниках, например, народные поверья и легенды; связанные с происхождением их названий.

3 этап - Паспортизация родников

На каждый изучаемый родник составляется паспорт (Приложение 2) - это документ с цветными фотографиями источника, картографированием, описанием геологических условий выхода воды, ее физических свойств, интенсивности использования родника, особенностей животного и растительного мира прилегающей территории. В последствии паспорт дополняется информацией, полученной при более углубленных исследованиях.

Геологические условия выхода воды

Выясняем причины расположения источника в данном месте. Определяем элемент рельефа в месте выхода воды, отмечаем состав пород и глубину залегания водоносного горизонта. Для описания водоносного и водоупорного горизонтов место выхода родника расчищается лопатой.

Важной характеристикой является тип родника. Выход воды на поверхность в зависимости от силы ее напора может быть различный. Если напор отсутствует (вода вытекает спокойно) источники являются нисходящими. При наличии напора (вода фонтанирует) родники относятся к восходящим.

После определения типа родника выясняется характер истечения воды. Мы выделяем три вида истечения: напорное донное подпитывание, истечение из стенки, безнапорное донное подпитывание.

Последней характеристикой геологических условий выхода воды, которая заносится в паспорт, является высота источника над уровнем воды в реке (ручье). Этот параметр позволяет судить об уровне залегания водоносного горизонта. В качестве точки отсчета советуем брать уровень воды водоема, в который впадает ручей из родника. Для проведения измерений этой характеристики используется школьный нивелир или эклиметр. При нивелировании превышение получается сразу, а при работе с эклиметром оно вычисляется на основании измерения крутизны и длины склона.

Растительность вблизи родника

Растительность вокруг родников и источников зависит от их типа: лесные, речные или луговые родники. Описание растительности дается по типам (древесная, кустарниковая, травянистая, мохово-лишайниковая) и по видовому составу. В пере увлажненной местности древесно-кустарниковая растительность обычно представлена ольшаниками, ивняками, березняками, ельниками, а травянистая - луговой (крупнотравной, разнотравной) и болотно–луговой растительностью. Лесные родники и ручьи, которым они дают начало, окружены древесной, кустарниковой и травянистой растительностью. Для русла ручья характерны влаголюбивые растения из экологической группы гигрофитов (купающих корни в воде): сердечник, луговой чай, чистяк весенний, осоки, мхи и некоторые другие.

Животный мир вблизи родника

О том, кто из млекопитающих посещает родник и как часто можно судить по их следам, которые хорошо видны на влажной земле вблизи воды. Видовой состав птиц определяем по голосам и при визуальных наблюдениях с помощью бинокля. С познавательной точки зрения интересно познакомиться с обитающими около родника земноводными.
Физические и органолептические особенности воды

Полную информацию о качестве воды в роднике мы можем получить, сделав ее химический анализ. Но о состоянии водоема можно судить и по его внешнему виду, по физическим характеристикам воды. Вода может быть прозрачной или мутной. Степень прозрачности зависит от наличия в ней взвешенных частиц минерального и органического происхождения. Для определения прозрачности питьевой воды используется следующая шкала оценки: прозрачная, слабо мутная, мутная, очень мутная. Для питья пригодна только прозрачная вода.

Одним из показателей качества воды является ее запах. Запах зависит от содержания в воде химических веществ, наличия живых и отмирающих микроорганизмов. Для определения запаха в колбу отбирают 100 мл воды, закрывают стеклянной пробкой, затем нагревают до температуры 200С. После чего колбу взбалтывают и, открыв пробку, нюхают. В паспорт родника вносят характер запаха и его интенсивность, оцениваемую в баллах. Для определения интенсивности запаха используется следующая таблица.


Шкала оценки интенсивности запаха

Интенсивность запаха

Описание запаха

Оценка

(баллы)

Нет запаха

Запах не ощущается

0

Очень

слабая

Запах обнаруживается только опытным наблюдателем

1

Слабая

Запах обнаруживается, если обратить

на него внимание

2

Заметная

Запах, который вы сразу замечаете

3

Отчетливая

Запах привлекает внимание и

заставляет отказаться от питья

4

Очень сильная

Запах настолько сильный, что делает

воду непригодной для питья

5


В питьевой воде интенсивность запаха не должна превышать 2 балла. По характеру запах может быть гнилостный, хлорный, углеводородный (нефтяной), затхлый, лекарственный, сернистый, рыбный и т.д.

Важное значение при определении качества воды имеет также ее вкус. Доброкачественная вода должна быть приятной по вкусовым качествам. Вкус различают по ощущениям, набирая в рот воды маленькими порциями, не проглатывая, задерживая ее во рту на 5-10 секунд. Определению вкуса обязательно должен предшествовать процесс оценки интенсивности запаха, так как воду, оцененную по шкале запахов на 4-5 баллов, пробовать на вкус нельзя. Пробу на вкус проводят только при полной уверенности в безопасности воды. Если есть подозрение, что в воде могут находиться болезнетворные микроорганизмы, то воду рекомендуется прокипятить в течение 5-10 минут, а затем охладить и попробовать на вкус. Различают четыре основных вкуса: соленый, кислый, сладкий, горький. Все остальные вкусовые ощущения называют привкусами. Оценка интенсивности вкуса проводится по пятибалльной шкале. В питьевой воде допускается наличие привкусов не более 2 баллов.


Шкала оценки интенсивности вкуса

Интенсивность вкуса

Описание запаха

Оценка

в баллах

Нет

вкус не ощущается

0

Очень слабый

вкус обнаруживается только опытным

наблюдателем, а вы его не чувствуете

1

Слабый

вкус обнаруживается, если обратить на

него внимание

2

Заметный

вкус, который вы сразу замечаете, и он

вызывает неодобрительный отзыв о воде

3

Отчетливый

вкус привлекает внимание и заставляет

отказаться от питья

4

Очень сильный

вкус настолько сильный, что делает

воду непригодной для питья

5


Цветность зависит от присутствия в воде солей железа и других химических веществ. Цветность можно определить путём сравнения с дистиллированной водой. Два стакана из бесцветного стекла (или два одинаковых цилиндра) заполняют водой: один - дистиллированной, другой – исследуемой. Цвет воды рассматривают, сравнивая стаканы на фоне листа белой бумаги при дневном освещении, сбоку, затем сверху, подложив лист белой бумаги под дно стакана. Наблюдаемый цвет записывается по интенсивности окраски: бурый, светло-коричневый, жёлтый, светло-жёлтый, бесцветный. Мутную воду перед анализом на цветность следует отфильтровать.

Температура прямо или косвенно оказывает влияние на все процессы, проходящие в водоеме. Для измерения температуры рекомендуем использовать термометр со шкалой до 100єС. Температуру воды источника мы определяем при погружении термометра на 3-5 мин. в сосуд с водой сразу после его наполнения или непосредственно в стекающую струю воды. Для питьевой воды государственным стандартом определяется температурный предел 7-12єC.

Температура воздуха измеряется для последующего сравнительного анализа температур воды при разной температуре воздуха.

Последней физической характеристикой, которая вносится в паспорт, является дебет источника. Дебет источника - это его мощность, т.е. расход воды. Он определяется следующим образом. При отсутствии у родника желоба, по которому стекает вода, лопатой делается углубление на дне. В срез углубления вдавливается кусок жести, согнутой в форме желоба. Под желоб ставится литровая банка и по секундомеру определяется время заполнения ее водой. Следует вычислить расход воды: за 1 час, и за сутки.

Влияние родника на окружающую местность

Наличие вблизи родника провалов, оползней, размывов, болот свидетельствует о его влиянии на окружающую местность. Провалы - это отрицательные формы рельефа, образующиеся в результате оседания поверхностных пород. Они, как правило, имеют небольшие размеры, но крутые склоны. Образуются при растворении известковых пород природными водами в результате выщелачивания. Проседания образуются по причине выноса подземными водами мелкоземов - глинистых и илистых частиц. Обычно они имеют округлую форму, небольшую глубину, пологие склоны. Такие формы рельефа называются западинами. Оползни - это скользящее смещение горных пород вниз по склону под влиянием силы тяжести пласта по водоупорному горизонту при наклонном его залегании. Размыв поверхности пород идет под механическим воздействием воды, стекающей по склону. Заболачивание происходит в результате смыкания поверхностных и подземных вод, обычно в понижениях, при близком расположении водоупорного пласта к поверхности. Признаками заболачивания являются: избыточное увлажнение, не просыхающие даже летом участки, появление гигрофитных растений (осока, сабельник, вахта и др.), небольшой слой торфа.

Участие родника в питании ручья, реки, озера.

Родники часто дают начало ручьям или рекам. Если не будет родников, исчезнут водотоки. Чтобы установить участие родника в питании водотока, мы проходим вдоль ручья вниз по течению и определяем, куда он течет. При этом следует помнить, местами ручей может пропадать среди болот и кустарников. Если встретится такой участок, мы проходим его и смотрим, не продолжается ли ручей ниже.

Хозяйственное использование и благоустройство.

Последний блок информации, вносимый в паспорт родника, характеризует степень его хозяйственного использования и благоустройства. В этом блоке фиксируют каким способом благоустроен наблюдаемый источник (сделан сруб, выведена труба, сделана каменная кладка и т. д.) Отмечается, для каких хозяйственных целей используется родник (для питья, приготовления пищи, полива, промышленных целей, водопоя скота). Немаловажно произвести оценку интенсивности использования источника. Такая оценка дается по 10 бальной шкале.

Схема расположения родника.

Вторая часть паспорта на родник отводится для зарисовки схемы расположения источника. При проведении исследования вычерчивается план-схема. На нем значками и цветом отмечаются здания, реки, ручьи, водоемы, озелененные участки, дороги, пути подхода к роднику. Очень важно, чтобы на план были нанесены хорошо узнаваемые на местности ориентиры и расстояние от них до изучаемого родника. Схема расположения родника должна быть составлена таким образом, чтобы любой человек по этой схеме мог найти исследуемый вами родник. Мы рекомендуем указывать не только расстояние до заметных ориентиров, но и азимут от них на источник. Если у вас под наблюдением находятся несколько родников, целесообразно нанести их место нахождения на план города или карту района. Вся правая часть паспорта отводится под фотографии изучаемого родника. Здесь размещаются две цветные фотографии источника размером 9x13, сделанные в летний и зимний периоды. Фотографический материал позволяет зрительно представить изучаемый объект и дополняет описание характеристик источника.

Целью паспортизации родников является составление картотеки естественных выходов грунтовых вод на определенной территории. Если работа по паспортизации будет проведена добросовестно, то вы получите ценную информацию о родниках вашего родного края, которая может быть полезна природоохранным органам, туристам и местным жителям.


4 этап - Установка аншлагов

Аншлаг - это щит с информацией о роднике. Деревянные аншлаги очень ненадёжны, поэтому мы рекомендуем ставить металлические (лист размером 60-40 см, приваренный к металлической трубе, зацементированной в землю). На аншлаге помещается информация о том, кто ведет наблюдение за родником, когда был проведен последний анализ воды, результаты этих анализов по основным химическим компонентам и рекомендации по водопользованию. Образец аншлага приведен в приложении 3.

Химический и бактериологический анализ воды можно сделать в санэпидемстанции. Химический анализ можно сделать и самим, пользуясь методикой Калинина В.Б (Калинин, 1993). Бланк химико-бактериологических исследований приведен в приложении 4. На аншлаге помещается качественная информация (во сколько раз содержание опасных для здоровья веществ превышает норму). Рекомендации по водопользованию даются, исходя из санитарных норм предъявляемых к качеству питьевой воды, и могут быть следующими: вода пригодна для питья, воду кипятить, вода опасна для здоровья.


5 этап - Мониторинг

Мониторинг – система долгосрочных наблюдений, оценки, контроля, прогноза и изменения объектов. Мы рекомендуем посещать наблюдаемые родники каждый месяц. Если такой возможности нет, то хотя бы раз в сезон. При посещении родника необходимо зафиксировать все физические характеристики воды: температуру, мутность, цветность, запах, вкус и дебет источника. Для получения полной и объективной информации о качестве воды и ее изменении в течение года необходимо систематически проводить химико-бактериологический анализ. Для фиксации наблюдений за родником используется протокол исследования воды.

Мы рекомендуем проводить мероприятия по благоустройству родников. Вы можете поставить вблизи родника скамейку, выложить родник камнями или сделать сруб. Не забывайте следить за чистотой источника. При каждом посещении убирайте мусор с прилегающей территории. Наличие мусора является одной из причин бактериологического загрязнения родников.


Список литературы

Калинин В.Б. Учебный исследовательский проект «Мир воды», методическое пособие для преподавателей. Обнинск. 1993.
Корякина Н.А. и др. Шаг в 21 век детский экологический проект. Ж Вестник АсЭкО № 2(16), зима 1999.
Гусева Т.В. и др. Как организовать общественный экологический мониторинг. Руководство для общественных организаций. М.; Социально-Экологический Союз. 1998. 256 с.
Гусева Т.В. и др.; Пособие по мониторингу загрязнения водных объектов- М.; Эколайн. 1996.
Коробейникова Л.А. и др; Изучение и охрана родников. Практическая экология для школьников. – Вологда. 1993.

Приложение 1.

АНКЕТА.


  1. Населенный пункт, в котором вы живете

  2. Область и район ………………………….

  3. Ваш пол …………………………………..

  4. Ваш возраст ……………………………...

  5. Ваша профессия ………………………….

  6. Ваше образование (подходящее подчеркнуть)

а) высшее б) незаконченное высшее в) среднее специальное г) средние

Вас устраивает качество питьевой воды, которой вы пользуетесь? ………………………

  1. Какими источниками питьевой воды вы пользуетесь?

а) водопровод, б) колодец, в) родник, г) бутылзированная вода

  1. Обладаете ли вы достоверными данными о качестве воды, которой пользуетесь? ………………………

  2. Знаете ли вы организации, которые следят за качеством воды в вашем населенном пункте? Перечислите их …………..

  3. Получаемую вами информацию о качестве питьевой воды, которой вы пользуетесь, вы считаете:
    а) исчерпывающей б) недостаточной в) информация полностью отсутствует.

  4. Хотели бы вы регулярно получать информацию о состоянии воды, которой вы пользуетесь?

  5. На сколько вы уверенны в том, что не можете заболеть болезнью, причиной которой станет питьевая вода?
    а) я никогда не заболею такой болезнью; б) я не исключаю такой возможности; в) такая возможность очень велика.

  6. Какие способы очистки питьевой воды вы используете? ……

  7. Что вы делаете, что бы получить информацию о качестве воды, которой пользуетесь?

  8. Знаете ли вы источники, из которых вода по водопроводу поступает к вам? Назовите их.

  9. Считаете ли вы, что все родники чистые? …………….

  10. О качестве воды, в каких родниках вы хотели бы узнать?

  11. Сколькими источниками питьевой воды вы пользуетесь?


Приложение 2.

Паспорт на источник

Номер источника_______________________

Дата заполнения___________________

Название источника ____________________

Область______________________________

Район____________________________

Населенный пункт _____________________

Элемент рельеф _______________________

Геологические условия выхода воды

  1. Характеристика пласта, из которого вытекает

подземная вода (известняк, песок) ______

  1. Тип родника (нисходящий, восходящий) _____

  2. Характер истечения (напорный донный ключ,
    выход из стенки, безнапорное донное
    подпитывание) _____________

  3. Высота источника над уровнем воды в водоеме
    (реке, ручья и т.д.) __________________

Растительность вблизи родника ___________

Животный мир вблизи родника ___________

Физические особенности воды источника

  1. Прозрачность воды________________________

  2. Запах ________________ 3) Вкус __________

  1. Цветность________________________________

  2. Температура воды _____С0

  3. Температура воздуха. (указать время) ___.С0

  1. Дебит источника (литров в сек.)_______________

Влияние родника на окружающую местность
(провалы, оседания, оползни, размывы) ___

Участие родника в питании ручья, реки, озера _

Состояние благоустройства родника
(каменная кладка, труба, деревянный сруб.

Хозяйственное использование источника __

Интенсивность использования ( 1 - 10 баллов)

Летняя

Фотография

родника

Зимняя

Фотография

родника


Приложение 3.

АНШЛАГ


Приложение 4.

Физические характеристики

наименование

Ед. изм.

Резуль-

тат

ПДК

России

ПДК

ВОЗ

Превыше

ния ПДК

Водородный
показатель

pH


6-9

6,5-8,5


Цветность

баллы


2



Мутность

мг/л


1,5



Взвешенные
частицы

мг/л



0-750


Минерализация

мг/л


1



Содержание химических веществ

наименование

Ед. изм.

Резуль-

тат

ПДК

России

ПДК

ВОЗ

Превыше-

ния

ПДК

Азот нитраты

NO-3

мг/л


45

10


Азот нитриты

NO-2

мг/л


3,3

1


Азот аммонийный

NH-4

мг/л


1



Ортофосфаты

PO3-4

мг/л





Хром

Cr

мг/л


0,05

0,05


Железо

Fe

мг/л


0,3

0,3


Медь

Cu

мг/л


1

1


Марганец

Mn

мг/л


0,1

0,1



Бактериологический анализ

наименование

Ед. изм.

Резуль-

тат

ПДК

России

ПДК ВОЗ

Превыше-

ние ПДК

Общее микробное

число

ед/1мл


< 100



Коли-индекс

ед/1000мл


< 3




Внешние характеристики состояния родника

Поверхность

Запах воды

Покрыто водорослями

  1. чистая
  1. нет


  1. пузыри
  1. нефтепродуктов
  1. на поверхности ____%
  1. пена
  1. сточных вод


  1. мусор
  1. тухлых яиц
  1. на дне ______%
  1. пленка
  1. рыбный


Дебит источника______________
Другие показатели____________




Скачать.rar



Сайт создан при поддержке РОССИЙСКОГО ГУМАНИТАРНОГО НАУЧНОГО ФОНДА проект № 09-06-59610 а/Ц "Создание экологического Интернет-портала, как регионального компонента экологического образования"; № 10-06-59629 а/Ц"Создание региональной экологической Интернет-библиотеки"


© Авторы статей