Исследовательская работа "Родник Головной-жемчужина Корочанщины"

МБОУ « Алексеевская общеобразовательная средняя школа»

Корочанского района   Белгородской области

 Родник« Головной»- жемчужина Корочанщины

                                                                                               Выполнила

                                                                                               ученица 9 класса

                                                                                              Найденова Марина

                                                                                              Руководитель:

                                                                                               Чобиток Н.А.

с. Алексеевка  2013

Содержание

                                                                                                                      стр.

Введение………………………………………………………………       3

1. Литературный обзор:

1.  Характеристика и происхождение подземных вод……...      4
2.  Характерные особенности родников…………………….       5
3. Родник « Головной»………………………………………        6

2. Экспериментальная часть. Изучение родника

     2.1  Изучение географического положения родника………..        9

     2.2  Изучение геологических условий выхода воды………..        10

     2.3  Изучение органолептических свойств воды родника….        10

     2.4.  Геоботанические исследования………………………….        14

     2.5.  Обсуждение результатов исследования…………………        15

3. Выводы………………………………………………………..          16

Заключение………………………………………………………….         17

Библиографический список ….……………………………………..      18

Приложение…………………………………………………………          19

Введение.

        Велика Россия. Но для каждого из нас она начинается с родного края. Мы живём в Белгородской области – это наша малая Родина. Природа нашей области очень живописна. Вдоль широких речных долин тянутся обрывистые берега, покрытые кустарниками и лесами. Меловые склоны образуют сказочные  

«белогорья». Вдоль русел рек желтеют песчаные косы. Реки многочисленны и имеют богатый видовой состав флоры и фауны.

        На территории области голубой жемчужиной являются родники. Самые крупные, известные родники находятся под охраной и известны всем. Но сколько ещё неизвестных, мало изученных родников и родничков. Несмотря на свои маленькие размеры, они с завидным упорством пробивают себе дорогу к Солнцу и радуют людей своим весёлым журчанием. Своими маленькими « ручонками» эти жемчужинки поддерживают  и питают большие и малые реки.

        В селе  Алексеевка  насчитывается  более  десятка  родников. Они питают  реку     Корень,  а так  же   Сафоновский  и Сельскохозяйственный  пруды.  Самым   крупным   родником   является родник « Головной». Он находится под охраной и является памятником природы Корочанского района Белгородской области, и это стало нашей рабочей гипотезой.

        Школьники нашей школы, изучая природу родного края, столкнулись с такой проблемой: как нам мало известно о  родниках  вообще и в частности о местном роднике. Не найдя ответов в литературе, краеведческом музее  мы решили сами исследовать свой родник и составить его паспорт.

        Объектом исследования является родник « Головной».

        Целью исследования является составление паспорта родника

« Головной».

        Для реализации поставленной цели мы решали следующие задачи:

- изучение географического положения родника;

- изучение геологических условий         выхода воды;

- изучение органолептических свойств воды источника;

- изучение  химического состава воды;

- изучение растительного  разнообразия вблизи источника.

1.Литературный обзор.

1. Характеристика и происхождение подземных вод.

Вода – один из важнейших факторов внешней среды, самое распространённое вещество на планете, водой покрыто   ¾   её поверхности.

        Ещё в конце прошлого столетия великий химик Д.И. Менделеев [20], указывал на громадную неисчерпаемую роль в природе, на многогранность её действия. В последние годы, с открытием новых свойств воды, значительно возрос интерес к её изучению.[15]

                Формирование подземных вод тесно связано с геологическим прошлым Земли, со строением и составом горных пород в разных частях земной коры. По современному представлению, подземные воды своим происхождением в основном обязаны наземному Мировому океану, воды которого появились раньше подземных вод. В результате этого образовались рыхлые осадочные части ( пески, илы, глины и другие) , которые затем стали своеобразным вместилищем, хранилищем для таких седиментальных подземных вод.[20] В природе беспрерывно совершается круговорот воды. С поверхности Мирового океана ежегодно испаряется слой воды толщиной около одного метра. Эта вода в виде пара переносится воздушными течениями на сушу, поднимается вверх, где температура ниже, чем у поверхности Земли, конденсируется и превращается в облака, из которых она в виде осадков, выпадает на поверхность суши.  [9]     Эти павшие воды  просачиваются в почву и проходят в поверхностных слоях Земли довольно длинный путь, растворяя разнообразные горные породы, обогащаясь различными минеральными, органическими веществами.

        В зависимости от рельефа почвы и расположения водоупорных слоёв вода выходит на поверхность земли в виде источника. Некоторая часть подземных вод образуется в глубоких слоях Земли за счет соединения водорода и кислорода, выделяющихся при распаде горных пород в условиях высокой температуры и давления. [14] Подземные воды находятся в постоянном движении, хотя скорость этого движения невелика. В толще земной коры часто происходит смешивание образовавшихся вод. Результатом этого и является такое разнообразие по химическому составу подземных вод.

1.2  Характерные особенности родников.

        Источники - естественные выходы подземных вод за земную поверхность. Они называются также родниками, ключами, а на Украине –криницами.

         Искусственные  вскрытия  подземных  вод  представляют  собой колодцы - грунтовые или артезианские. Источники образуются в результате пересечения водоносного горизонта поверхностью рельефа при наличии благоприятных геологических условий (контактов различных пород, сбросов и т.д.). Наибольшее количество родников наблюдается в горных областях.

        В соответствии с тремя основными типами подземных вод выделяется и три типа источников:

        1) родники, питающиеся верховодкой, к  которым относятся все источники зоны аэрации выше уровня грунтовых вод, имеющие резкие колебания в режиме и временами совершенно иссякающие.

        2) родники грунтовых вод, обычно безнапорные, но иногда имеющие местный напор. Питание их происходит за счет вод первого водоносного горизонта, который испытывает сезонные и другие колебания уровня и расхода воды. Эти родники разделяются на три типа:

                                              - эрозионные;

                                               - контактные;

                                               - переливающиеся.  (см. приложение № 1)

        3) артезианские родники отличаются постоянством режима и приуроченных к местам разгрузки подземных вод. Они делятся на два типа:

                - родники артезианских склонов

                - родники артезианских бассейнов.

        Родники приурочены к пористым породам, распределены более или менее равномерно в местах выхода водоносного горизонта на поверхность.  В трещиноватых породах выходы воды обычно имеют концентрированный характер и располагаются в местах пересечения трещин и поверхности земли.

        Весьма разнообразные родники в районах карста. Здесь появляются источники большого дебита типа воклюз с большими колебаниями в режиме, связанными с атмосферными осадками. Подобные родники известны в Крыму (Аян), в окрестностях Нальчика на Северном Кавказе (Церик-Кёль) и в других карстовых областях.

Температура родника зависит от глубины подъема воды, характера подводящих каналов, гипсометрического географического положения выхода воды, а также температурного режима района, в котором заключены родники. Химический и газовый состав вод источника весьма разнообразен. Принято считать границей, между пресными и минеральными водами общую минерализацию 1 г. на 1 литр (0,1 %); воды, имеющие выше 50 г. на 1 литр (›5 %), считаются рассолами.

Различают главные выходы воды и второстепенные, или дериваты, представляющие боковые ответвления главных выходов подземных вод. Во многих случаях наблюдается скопление различных источников в одной местности, причём некоторые из них могут быть термальными, минеральными, другие – пресными, холодными.

Правильная оценка гидрогеологических условий участков источника и причин появления их позволяет рационально использовать воду. [ 3 ]

3. Родник « Головной».

У развилки дороги к селу Мазикино и улицей Замостье, рядом с поймой реки Корень, находится родник «Головной». Это заповедное место нашего села.

Из рассказов старожилов села Мазикино мы знаем, что, когда-то давно, недалеко от этого места, муж убил свою жену, а голову закопал на том месте, где сейчас родник. Прошло немного времени и там появились сильные подземные ключи чистой, очень холодной и целебной воды.

За родником никто не ухаживал. Там плавали утки, ходили на водопой коровы. Затем администрация села взяла под охрану родник. Его  огородили, построили беседку и лавочку. Местная церковь освятила источник. Теперь туда может приходить каждый и испить воды. А вода очень холодная и обладает живительной силой. Даже умирающие люди просили водички из

« Головного» колодца.

Наш родник является памятником  природы Корочанского района. Он  занесен в областной список   под   номером   106.   Родник   «Головной»   входит   в   категорию « Охраняемый водный объект»  согласно  решению  облисполкома   от 30.08.91 г.  №  267  « О создании  сети особо охраняемых природных территорий области» и постановлению главы администрации области от 31.10.95  № 628 « О расширении сети особо охраняемых природных территорий области».  [17 ]    

2. Экспериментальная часть.

Физико-географическое изучение

родника «Головной».

2.1 Изучение географического положения родника.

Организация и содержание глазомерной съёмки.

Глазомерная поверхностная съёмка проводится, когда надо быстро, но с большой точностью подготовить топографическую карту местности.

Для глазомерной съёмки требуется : -планшет с бумагой ;  -школьный компас;  -визирная линейка; -нивелир.

Съёмка проводится по следующему плану:

1. Строят масштаб  шагов.
2. Откладывают в масштабе на плане расстояние, отмеренное на местности шагами
3. Выбирают масштаб съёмки  1:10000  или 1:2500
4. Рабочей основой глазомерной съёмки является опорный ход. Точки поворота опорного хода называются станциями. Станцию и рельеф снимают с удобных станций и точек на сторонах опорного хода.
5. Применяя способ засечек и полярного визирования, определяют положение на плане третьей точки по двум данным
6. Изучают местность на каждой станции, выделяя предметы, контуры и точки рельефа, которые обозначают условными знаками.[7 ]

Определение высоты источника над уровнем воды в реке.

        Чтобы на местности узнать высоту, измеряют расстояние по вертикали от террасы речной долины  до места выхода воды при помощи прибора – нивелира. При измерении высоты нивелировщик устанавливает прибор у уровня воды в реке строго вертикально. Его горизонтальная  планка должна быть направлена  к источнику (точка 1). Затем нивелировщик смотрит вдоль планки и замечает, в какую точку на террасе она направлена. Помощник нивелировщика вбивает в указанное место колышек ( точка 2 ). Далее нивелировщик переносит прибор в точку 2, устанавливает по отвесу  и указывает помощнику, куда вбить следующий колышек ( точка 3 ). Переставляя, таким образом,  нивелир, узнают, сколько раз происходит изменение высоты. Это и есть высота источника над уровнем воды в реке. [5]

2.2 Изучение геологических условий выхода воды.

Оборудование: лопата,  геологический молоток, рулетка, лупа, зубило,

                            10 % раствор соляной кислоты.

Методика выполнения.

1. Выбирают несколько точек от объекта на север, юг, запад и восток на одинаковом расстоянии от центра для проведения раскопок почвенного среза.
2. Подготавливаю почвенный срез на глубину до 1,5 м.
3. Пласты пород изучают и описывают сверху вниз, начиная с грунта. Каждый пласт обозначают номером,  указывают название породы, её цвет,  размер зёрен, структуру, твёрдость, пористость, характер включений, спайность.
4. Измеряют толщину каждого пласта и устанавливают характер его залегания.
5. В полевых условиях можно определить некоторые физические свойства горной породы. Карбонатность, например, определяют действием 10 % раствора соляной кислоты на породу.
6. Типы горных пород определяют по их составу, строению, текстуре.

2.3  Изучение органолептических свойств воды родника.

Отбор проб для анализа  производится в соответствии со

Стандартом 17.1.505-85 и Правилами отбора проб воды для анализа [19 ] хранение проб соответствовало рекомендациям [6 ].

Воду для анализа отбирают в чистую посуду, предварительно 2-3 раза ополоснув исследуемой водой. Нами проводились анализы воды для следующих    показателей, определяющих качество воды по органолептическим свойствам.

Органолептические свойства нормируются по интенсивности их восприятия человеком [13 ]. К ним относятся: температура, прозрачность, запах, осадок.

Температуру определяют сразу после отбора пробы или непосредственно в источнике термометром с ценой деления 0,10С. Термометр держат в воде  не менее 5-ти минут.

Прозрачность. Степень прозрачности выражается высотой столба жидкости в сантиметрах, через который отчетливо виден специальный шрифт. Стакан ставят на печатный шрифт и наливают воду до того момента, пока можно прочитать текст через стекло. По высоте столба жидкости определяют прозрачность [16].

Осадок. Взболтанную в бутылке воду наливают в цилиндр слоем примерно 30 мл. и оставляют в покое на 1 час. Осадок оценивают количественно (нет, незначительный, заметный, большой) и  качественно (песчаный, глинистый, илистый, кристаллический, хлопьевидный) [13]

Запах оценивается в баллах. Водой не имеющей запаха считается такая, запах которой не превышает 2 балла [16]

Оборудование и реактивы.

1. Колба с притертой пробкой, 2. Коническая колба на 200 мл, 3.Часовое стекло, 4. Электрическая плитка,.5.Термометр.

Ход работы:

Колбы с притертой пробкой наполняют до 2/3 объема исследуемой водой, сильно встряхивают, открывают пробку и вдыхают запах. Для усиления запахов, воду подогревают. Коническую колбу на 200 мл. наполняют до ½ её объема исследуемой водой, закрывая часовым стеклом и нагревают до 600С. затем колбу вращательным движением взбалтывают и сдвинув стекло быстро определяют запах. Интенсивность запаха определяют по 5-ти бальной шкале:

0-не обнаруживается

1-обнаруживается только опытным исследованием

2-слабый

3-заметный

4-отчетливый

5-сильный

Определение дебита источника.  

Дебит источника – объём жидкости ( воды, нефти и т.п.), поступающей в единицу времени из естественного или искусственного источника ( буровой, скважины, колодца, родника). Для обозначения объёма воды, протекающей в единицу времени в реках, применяется термин расход воды. Дебит воды зависит от размеров бассейна подземных вод, водопроницаемости и мощности водоносного пласта и условий питания. Дебит определяется в литрах в сутки  или  кубометры в час.

         Дебит  воды измеряют с помощью сливной  трубы или жёлоба из источника, отмечая время наполнения сосуда определённой ёмкости по секундомеру.[ 4 ]

Определение плотности воды. 

Оборудование : химический стакан, лабораторные весы.

Ход работы: 1. Взвесить пустой химический стакан;    m1

2. Налить в стакан 50 мл. исследуемой воды;    v
3. Взвесить  наполненный стакан ;    m2 
4. Определить разность масс;       m2-m1=m3
5. По формуле определить плотность:

                                     m3             

                             ρ =  -----  ;   ( кг/л)

                                      v

2.5 Геоботанические исследования.

        Геоботанические описания проводились методом пробных площадок. Для обозначения роли различных растений в аспекте приняты следующие

значки (Алехин 1938 г.).

                     -растение определяет аспект участка

           -растение принимает второстепенное участие в аспекте

           -растение принимает третьестепенное участие в аспекте

           -растение принимает ничтожное участие в аспекте

           -растение не играет никакой роли в аспекте.

Для определенного проектного покрытия в травостоях различают так

называемое истинное покрытие и проективное  покрытие. Истинное

покрытие—процент площади, занятой основаниями побегов растений, а

проективное покрытие—это процент площади, покрываемой верхними

частями растений.

6. Обсуждение результатов исследования.

Для изучения родника мы организовали  экспедицию, которая была проведена в сентябре 2012 г. Используя имеющиеся методики, были проведены полевые, физические и химические исследования. По итогам исследований был составлен паспорт родника «Головной».(Приложение № 1)

Для начала было установлено географическое положение родника, его координаты. Была составлена топографическая карта местности.

Геологические исследования позволили узнать условия выхода воды и дать характеристику водоупорного пласта. В состав водоупорного пласта входят такие породы как чернозём, песок, гравий, суглинок, голубая и жёлтая глина. Родник находится в 175  м. от уреза реки на высоте 5 м. над уровнем воды в реке. Вода выходит на поверхность из трещин между породой. Напор воды средний, имеет сезонные колебания. Анализируя, полученные данные мы пришли к выводу, что наш родник относится к грунтовым контактным источникам.

Физический анализ воды установил цвет, запах, температуру и плотность воды ( Приложение № 1 ). Вода в источнике не замерзает и имеет постоянную температуру  70 С  в течении всего года. Дебит родника составляет   0,5    л/с .                    

        Геоботаническое исследование позволило выявить виды растений, которые  наиболее характерны для местности вблизи родника. Также было изучено обилие, ярусность и степень влияния на видовой состав биогеоценоза родника

. ( Приложение № 3)                                                                        

3. Выводы.

1. Родник « Головной» расположен в пойме реки Корень на расстоянии 175 м. от уреза реки и на высоте 5 м. от уровня воды в реке. на северо-западе села Алексеевка.
2. Вид родника – грунтовый контактный
3. Водоупорный пласт содержит следующие породы: чернозём, песок, гравий, суглинки, глину.
4. Родниковая вода не имеет цвета, запаха, осадка. Не замерзает, постоянная температура 70С.
5. Вода в роднике относится к группе слабощелочных и среднежёстких вод.
6. Дебит источника  0,5    л/с
7. Плотность воды – 1,1 кг./л, что говорит о наличии растворенных в ней солей.

.

Заключение.

Данная работа очень актуальна. Она позволяет учащимся узнать больше о природе родного края и о родниках вообще.  Паспортизация источника только начата. Эта работу необходимо  продолжить, т.к. некоторые положения паспорта  раскрыты не достаточно полно и требуют расширения. Это в первую очередь касается  геологических исследований. На следующем этапе изучения родника планируется составить почвенную карту  залегания пород водоупорного пласта. Также не достаточно изучен химический состав воды. Исследование содержания ионов   Fe2+ , Fe3+ ,   Cl- ,   SO42- , NO2- ,  NO3- ,  NH4+   будет проведено на втором этапе паспортизации родника.  

В области развернулось всенародное движение по благоустройству и сохранению наших родников. А сохранение и благоустройство должно начинаться с изучения родника и паспорт источника в этом очень поможет

Библиографический список.

1. Алексеев В.Н. Количественный анализ.  Издание 4-е . М., «Химия». 1972, с-504.

2.Антипова Н.М. Эколого-биологический практикум. СПб–Белгород ,2001 г.,с.253

3. БЭС   1953 г.  т. 19 с. 38-39

4.  БЭС   1953 г.  т. 13 с.-523

5. Герасимова Т. П.  География 6-й класс , М., Дрофа,  2000г.

6. ГОСТ «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за    качеством».

Изд. Официальное 2874-82

7. Крутов В.И., Крутов В.В. Практикум по географическому    краеведению. БГУ 1996, с.8-12

8. Климас А.И. Формирование качества подземных вод в условиях интенсивной

    эксплуатации и загрязнения. Советская геология №12 1991 г. с-62-70

9. Кисин И.Г. Вода под землей. М., Наука 1982 с-176

10. Корте Ф. и др.  Экологическая химия, пер. с нем. // под ред. Ф.   Корте, М., Мир,

     1997 г., с.-396              

11. Логвинов Н.Я., Воскресенский  А.Г., Солодкин Н.С. Аналитическая химия  , М.,

      Просвещение, 1975 г. с.-586

12. Лунина Г.Е., «Гравиметрия, титриметрия» Практикум по химическим    

       методам анализа БГУ 1994 г.

13. Ласточкина К.О., Новиков Ю.В.   «Методы исследования качества

      воды водоемов» М., Медицина 1990 с-399

14. Нормативные данные по предельно допустимым уровням загрязнения

      вредными веществами объектов окружающей среды. Спр. материал СПб.,1993 г

15. Попов В.Г. Подземные воды – наше богатство, - 2-е изд.; М., Недра, 1990. с-206

16. ПДК Рыбохозяйственного водоема. Государственное кооперативное

      объединение рыбного хозяйства. РОСРЫБХОЗ. М., 1977 г.

17. Решетников М.А. Родина моя – Корочанщина. Воронеж 1991 с-36

18. « России Чернозёмный край» Центр Дух. возрождения Черноз.. края , 2000г.  

19. СанПин №4630-88 санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод

       от загрязнения Изд. Официальное (мин.Здрав. Охранения СССР.). М., 1988 г.

 20. Харьковская М.А.  «Анализ воды из природных источников»  Химия  в школе  

         №3,  1997 г.  с. 61-62