Комплексное изучение водных экосистем Кислянского административного округа

Аннотация

        Из всех природных ресурсов самым уникальным и поистине бесценным для нас источником жизни является вода, но перед нами стоит проблема – это отсутствие чистой воды. Поэтому нам важно проанализировать состояние водных объектов Кислянского административного округа.

       Проблема исследования: многообразие и  эколого-санитарное состояние вод и прилегающих территорий водных экосистем Кислянского административного округа.

       Цель работы: «Осуществить комплексную оценку водных экосистем Кислянского административного округа, определить виды и причины загрязнения вод».

       Методы исследования: анкетирование, маршрутный метод, гидрофизическое и гидрохимическое исследования, интегральная и комплексная оценки качества воды, морфометрическое описание водоемов.

       Главный достигнутый результат. Определены основные природные поверхностные источники пресной воды: река Окунёвка; озера – Кулаш, Ложкино и Боровое, моховое болото – Чертёнковский рям. Осуществлено их комплексное изучение, характеристика прилегающих территорий. Установлено географическое положение изучаемых водоемов,   морфометрические показатели, особенности происхождения названий водоемов, их значение для населения. Установлен класс качества воды и причины загрязнения.

        Выводы. В озерах Кулаш, Ложкино и Боровое, в Чертёнковском ряме               II класс качества воды (чистые воды); III класс качества (умеренно загрязнённые воды) в реке Окунёвке. Экосистема реки Окунёвки испытывает наибольшее антропогенное влияние, что является причиной более низкого качества воды.

        Работа включает: страниц – 20; таблиц – 3; диаграмм – 4; карта водных объектов – 1, фотографий – 5. Использовано литературных источников – 14.

Содержание

     Введение ………………………………….…………………….…………...... 4

1. Характеристика поверхностных вод Курганской области и Юргамышского  

    района………………………………………………………………………...…5

2. Методы исследования …………………………………………….….……......7

2.1. Анкетирование………………………………...……………..…….…………7

2.2. Морфометрические  исследования.................................................................7

2.3. Гидрофизический анализ ……………………..………………………......…7

2.4. Гидрохимический анализ ………………………………………..........…..…8

3. Результаты исследования ………………………………………....…………...8

3.1. Характеристика объектов исследования………………………..…………..8

3.1.1. Река Окунёвка ……………………………………………..………...…......8

3.1.2. Озеро Кулаш…………………………………..........................................…9

3.1.3. Озеро Ложкино………………………………..……………………….….10

3.1.4. Озеро Боровое …………………………………………...…..……………10

3.1.5. Чертёнковский рям …………………………………………………….…11

3.2. Гидрофизические и гидрохимические характеристики воды…………....12

4. Обсуждение результатов ……………………………….………...….............14

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

   Список литературы ………………………………………………………...…17

   Приложение ………………………………………………..……...……….......18

Введение

       Организм человека пронизан миллионами кровеносных сосудов по ним беспрерывно течет кровь, связывая в единую систему все его органы. Такая же кровеносная система есть и у нашей планеты. Кровь Земли – это вода, а кровеносные сосуды – реки, ручьи, озера. «Возница природы» – так назвал воду Леонардо да Винчи. Именно она, переходя из почвы в растения, из растений в атмосферу, стекая по рекам с материков в океаны и возвращаясь с воздушными потоками, соединяет друг с другом различные компоненты природы, превращая их в единую систему.

       Из всех природных ресурсов самым уникальным и поистине бесценным для нас источником жизни является вода, но перед нами стоит проблема – это отсутствие чистой воды. Водные ресурсы речного стока территории Курганской области крайне ограничены. Среди других областей Урала она занимает последнее место по водообеспеченности.

       Велико значение водоемов для человека, ведь недаром многие первые поселения появлялись на берегах рек, озёр. Населенные пункты Кислянского административного округа так же расположены вблизи водоемов. И нам важно проанализировать состояние их вод.

       Поэтому тема работы «Комплексное изучение водных экосистем Кислянского административного округа».  

       Цель работы: «Осуществить комплексную оценку водных экосистем Кислянского административного округа, определить виды и причины загрязнения вод».

       Задачи: 1. Изучить литературу и освоить методики ведения исследований по проблеме. 2. Составить карту водных объектов, используемых населением. 3. Изучить историю объектов исследования, значение для населения. 4. Выявить физико-химические показатели воды, определить виды и причины загрязнения вод.

       Методы исследования: анкетирование, маршрутный метод, гидрофизическое и гидрохимическое исследования, интегральная и комплексная оценки качества воды, морфометрическое описание, установление видовой принадлежности флоры и фауны с помощью определителей.  

       Значение результатов исследования: 1. Научное значение – осуществление мониторинга водных экосистем Кислянского административного округа. 2 Практическое значение – результаты исследования используются на уроках биологии, химии, на внеклассных мероприятиях, на занятиях краеведческого кружка, при работе с населением и    Администрацией села.

   1. Характеристика поверхностных вод

Курганской области и Юргамышского района

       Курганская область занимает территорию 71,5 тыс. км. кв. и располагается на юге Западно-Сибирской равнины, большей частью в зоне лесостепи. Климат резко континентальный. Средние температуры: января - 16 - 19 градусов, июля + 17  -  + 19 градусов. Годовое количество осадков - 300 — 410 мм.

      Речная сеть Курганской области принадлежит к бассейну Карского моря. Всего в Курганской области протекает 906 водотоков, общей протяженностью 5175,6 км. Больших, средних и малых рек длиной более 10 км – 116.

       Через нашу область протекает 6 крупных рек: Тобол, Миасс, Иртыш, Уй, Теча, Ишим, 106 малых рек, более 800 ручьев и речек. И все-таки Курганская область самая малообеспеченная водными ресурсами.

       Подземной воды в области также немного, да и использовать ее нельзя. В этих водах много минерализованных веществ.

       Водные ресурсы речного стока территории Курганской области крайне ограничены. Среди других областей Урала она занимает последнее место по водообеспеченности [14].

       Озер в области около 3 тысяч, общая площадь которых составляет 3001 кв. км (4 % от площади области). Из общего количества озер 88,5 % - пресные, 9 % - соленые, 2,5 % - горько-соленые. Запасы пресной воды в озерах составляют 1,9 км3. Крупных озёр (с площадью зеркала более 10 км2 ) сравнительно немного –  44. Большая часть озер – степные мелководные озёра, блюдцеобразной формы, с глубинами 1-2 метра и  минерализованной водой. Из-за малой приторности водоотдача озёр низкая, в связи, с чем большинство их не используется [2].    

       Реки, озера выполняют средообразующую роль, формируют климат, являются одним из факторов, определяющих многообразие и видовой состав растений и животных.  

       Юргамышский район занимает площадь 259 тысяч га, из них 94 тысяч га покрыто лесами, 9 тысяч га водной поверхностью, остальное это поля и сельхозугодия.

       На территории Юргамышского района протекает две реки: Окунёвка и Юргамыш. Окунёвка протекает через д. Окулово, д. Постовалова,                                с. Кислянское, д. Шемелино, д. Токарево, д. Фадюшино, д. Плотниково и впадает в Миасс. Юргамыш протекает через Красный Уралец, Кипель, Горохово и впадает в Тобол. Имеются и озёра. Их насчитывается – 9[13].

       Затрудняет использование водных ресурсов их неравномерное распределение. Больше всего воды реки несут в период весеннего половодья в результате снеготаяния и выпадения дождей, а наибольшая потребность в воде ощущается летом.

2. Методы исследования

2.1. Анкетирование

Анкета для социологического опроса жителей населенных пунктов,                                расположенных в близи рек и озер                                                                  Кислянского административного округа

1. Что Вы можете рассказать об истории возникновения названия реки (озера)?
2. Расскажите об исторических событиях, связанных с рекой (озером).
3. Как Вы используете воды реки (озера) и прилегающую к ним территорию?
4. Назовите наиболее красивые места вокруг водоемов.
5. Как Вы оцениваете санитарно-экологическое состояние водоемов?
6. Назовите возможные причины загрязнения воды в реке (озере) и прилегающей территории.
7. Что, по Вашему мнению, необходимо предпринять для улучшения санитарно-экологического состояния воды в реке (озере) и прилегающей территории?
8. Необходимо ли строительство плотин на реке и почему?

2.2. Морфометрические исследования

       Для морфометрического изучения водоёма в ключевых точках проводились замеры глубин (через каждые 10 м в направлении: север – юг, запад - восток). В период исследований проводились измерения температуры воды [9].

2.3. Гидрофизический анализ

       В результате анализа в лабораторных условиях школы определяется: прозрачность воды, цвет, запах, масса сухого остатка, температура воды [9].

2.4. Гидрохимический анализ

       В результате анализа в лабораторных условиях школы определяется: гидрокарбонат ионы в воде (количественный анализ), сульфат ионы (количественный анализ), нитрат ионы (количественный анализ), суммарное железо (Fe2+, Fe3+)  (количественный анализ), хлорид ионы (качественный анализ), уровень рН, жесткость воды  [9].

       На основании гидрофизического и гидрохимического анализов воды проведем интегральную и комплексную оценку качества воды по формуле: ИЗВ = Е(С/ПДК)/6, где ИЗВ – индекс загрязненности воды, Е – сумма показателей качества воды, С – фактическая концентрация в воде изучаемого компонента, ПДК- его предельно-допустимая концентрация, 6 –число показателей, берущихся для расчета.  [11]. Результаты расчетов сравниваем с таблицей 1 (см. таблицу 2 в приложении).

3. Результаты исследования

3.1. Характеристика объектов исследования

       Для комплексного изучения взяты водные объекты, которые используются населением Кислянского административного округа для хозяйственных нужд, в качестве зон отдыха и источника рыбы.

3.1.1. Река Окунёвка

        Вытекает река из Окунёвского озера – поэтому и получила свое название река Окунёвка  (см. карту, фото. 1 в приложении). Высота в этом озере 132 метра над уровнем моря, впадает Окунёвка в реку Миасс, где устье расположено на высоте 79 метров над уровнем моря. Разница высот истока и устья 53 метра. Верхнее течение реки медленное, образуются затопленные берега. Среднее течение быстрое, и поэтому берега круче. Река извилистая. До деревни Постовалова она бежит на юг, затем делает поворот на запад. По селу Кислянское протекает в западном направлении до деревни Шемелино. Там через деревни Токарёво, Фадюшино. Возле деревни Плотниково впадает в реку Миасс.

       Русло реки неширокое 3-5м, с обрывистыми берегами, в с. Кислянское извилистое, шириной до 10-12м. (до 2004г.), после размыва плотин в 2004г. ширина русла не превышает 5м.  Длина реки Окунёвки 30км. Глубина речки разная от 40см. до 1,5м. Дно реки илистое. Берега в основном пологие, песчаные, в некоторых местах глинистые.

       В пределах населенных пунктов отмечается наличие неорганизованных свалок на берегу реки, возле д. Шемелино в 250 метрах от реки располагается животноводческий комплекс. Промышленных предприятий, крупных автомагистралей вдоль реки нет.

3.1.2. Озеро Кулаш

       Озеро расположено на территории Юргамышского района, в северо-восточной его части (см. карту, фото. 2 в приложении). Название озера произошло от тюркского слова «куль», что означает озеро, «аш» или «яш» - растительность среди озера [13].

       Общая площадь озера – 224,2 га. Средняя глубина 1,5 метра, наибольшая 2,3 метра. Озеро не имеет стока, впадающих рек нет. Питается озеро снеговыми и частично дождевыми водами. Характер грунта: почва с примесями песка. Дно в некоторых местах заилено. Берега пологие. В восточной части с наносами песка. Почва прилегающей территории – солончаки, светло-серые почвы.

       Вокруг озера располагаются луга и только к северо-восточной части и северо-западной прилегают небольшие березовые леса. Характер приозерного рельефа – равнинный. В двухстах метрах от озера находится              д. Кулаш. Промышленные и сельскохозяйственные предприятия отсутствуют. Животноводческих ферм нет. В пяти местах обнаружено захламление береговой зоны.

3.1.3. Озеро Ложкино

       Озеро расположено на территории Юргамышского района, в северо-восточной его части.   Жители предполагают, что озеро названо по форме –   в засушливые годы его очертания напоминают ложку (см. карту, фото. 3 в приложении). На северо-восточном берегу озера расположена деревня Ложкина [13].

       Протяженность озера с севера на юг около 0,9 км., с запада на восток 1 км.  Общая площадь озера –  80 га. Средняя глубина 1,5 метра. Озеро не имеет стока. Питается озеро снеговыми и частично дождевыми водами. Характер грунта: почва с примесями песка. Дно в некоторых местах заилено. Берега пологие. Почва прилегающей территории – солончаки, светло-серые почвы. Характер приозерного рельефа – равнинный.

       В основном озеро окружено лугами. В 50 метрах на юг расположен небольшой березовый колок, восточнее в 400 метрах расположен смешанный сосново-березовый лес.

       В нескольких местах обнаружено захламление береговой зоны.

3.1.4. Озеро Боровое

       Озеро Боровое (см. карту, фото. 4 в приложении) – расположено в 5 километрах восточнее д. Окулова. Протяженность водной поверхности озера с востока на юг 800 метров, с севера на юг 600 метров.  Общая площадь водной поверхности около 40 га. Берега озера  илистые. Озеро не имеет стока. Питается озеро снеговыми и частично дождевыми водами.

        Вокруг озера растут сосновые леса и его название связано с ними. Озеро расположено в центральной части  Юргамышского государственного природного зоологического заказника. Рельеф заказника ровный. Берега озера чистые, вода прозрачная.

       Богат животный и растительный мир самого водоема и прилегающей к нему территории. Встречается чернозобая гагара Отряд Gaviiformes – Гагарообразные Семейство Gaviidae – Гагаровые. Крупная водоплавающая птица, немного больше домашней утки или с небольшого гуся. Из числа редких видов млекопитающих здесь обитают рысь, прудовая ночница, притобольская белка и др. [2, 14].

3.1.5. Чертёнковский рям

       Рям – это моховое болото, поросшее кустарником, низкорослой растительностью.

       По результатам опроса жителей д. Шемелино и д. Токарёва установили историю происхождения Чертёнковского ряма. Чертёнково   – это сосново-берёзовый лес в 2 км. к северу от села. По существующему поверью здесь часто блуждали люди и долго не могли найти дороги домой, терялся домашний скот. Говорили, что «Чёрт водит по лесу», отсюда и название леса. Название болота произошло от названия лесного массива.

       На месте Чертёнковского ряма до 1941 года был расположен колхозный огород деревни Токарёва. Затопление территории произошло весной 1941 года, из-за грунтовых вод из вырытого для полива растений котлована. Постепенно произошло заболачивание водоема и образование сплавин из сфагнов. Впоследствии на сплавине образовался рям.

       Чертёнковский рям расположен в 7 км. к северо-западу от села Кислянского  (см. карту, фото. 5 в приложении). Протяженность ряма с севера на юг 840 метров, с запада на восток 500 метров, общая площадь  около 40 га. Средняя глубина 1,5 метра. Дно илистое. Берега пологие. Характер прилегающего рельефа – равнинный. Гидрологический режим поддерживается за счет подземных источников, снеговыми и дождевыми водами.

       Чертёнковский рям характеризуется начальной стадией развития. Рям – низкий, имеет выпуклую поверхность. Болото – олиготрофное. Микрорельеф волнисто-кочковатый. Высота древесного яруса на сплавинах составляет  в среднем 1,5-2 м. Древесный ярус на сплавинах представлен низкорослым березняком. Преобладают заросли тростника. Севернее болота произрастает березовый лес, в восточной и южной части прилегающей территории расположен сосновый бор, западнее болота сенокосные луга.

       Растительное сообщество ряма уникально по составу и сочетанию слагающих их лесостепных и луговых видов. Болото находится на территории Юргамышского зоологического заказника, который богат множеством зверей и птиц. В водоеме распространён золотой и серебряный карась. Рыба была запущена в 2005 году. Человек так же использует богатые на грибы и ягоды окружающие леса.  

3.2. Гидрофизические и гидрохимические характеристики воды

       Исследования по данным показателям проводились в июне 2016 г.  Характеристика проб воды представлена в таблице 1 (см. таблицу 1 в приложении). Прозрачность воды наименьшая в пробе воды, взятой из реки Окунёвки – 12 см, наибольшая из Чертёнковского ряма – 48 см                                    (см. диаграмму 3.2.1.).

       Масса сухого остатка после выпаривания проб воды находится в пределах от 1 г/л  (о. Ложкино, Чертёнковский рям) до 2.5 г/л (река Окунёвка) (см. диаграмму 3.2.2.).

       Цвет воды светло-желтый в пробе воды из реки, из озер Кулаш,  Ложкино и Боровое – сероватый, из Чертёнковского ряма – бесцветный. Запах воды во всех пробах болотный. Вода жесткая в пробах воды из реки Окунёвки и озера Кулаш, средняя из озер Ложкино, Боровое и мягкая из Чертёнковскомо ряма. Хлорид ионы не обнаружены. Содержание сульфат ионов во всех пробах воды не превышает 10 мг/л, нитрат ионов – 3 мг/л, суммарного железа – 0,5 мг/л.    Показатель рН в различных пробах воды находится в пределах от 7,2 до 7,8 (см. диаграмму 3.2.3.).  

       Содержание гидрокарбонат ионов наименьшее в пробах воды из Чертёнковского ряма –  488 мг/л, наибольшее в воде из озера Кулаш – 1092 мг/л (см. диаграмму 3.2.4.)  

        Для интегральной и комплексной оценки качества воды за основу взяты показатели гидрофизического и гидрохимического анализов: прозрачность, масса сухого остатка, содержание – сульфат ионов, нитрат ионов, гидрокарбонат ионов, суммарного железа (Fe2+, Fe3+).  Результаты интегральной и комплексной оценки качества воды: класс качества воды, взятой из реки на территории с. Кислянского – III  (умеренно загрязненная вода); во всех остальных пробах – II (чистые воды) (см. таблицу 3 в приложении).

4. Обсуждение результатов

       В качестве объектов исследования были определены следующие водоемы: р. Окунёвка, о. Кулаш, о. Ложкино, о. Боровое, Чертёнковский рям. Возле о. Кулаш расположена д. Кулаш, возле о. Ложкино – д. Ложкина, река Окунёвка протекает через территорию шести населенных пунктов. Население использует данные водоемы в качестве источников воды, рыбы и зон отдыха.

       Озеро Боровое расположено в центральной части  Юргамышского зоологического заказника, Чертёнковский рям расположен в пяти километрах от с. Кислянское. Человек использует рыбные запасы водоемов. В водоемах распространён золотой и серебряный карась. Человек так же использует богатые на грибы и ягоды окружающие леса. Чертёнковский рям – это олиготрофное болото начальной стадии развития. Первоначально пахотные земли оказались затоплены. Причина затопления: низинная местность; выход на поверхность грунтовых вод в результате того, что был вырыт котлован; постоянная подпитка водоема талыми и дождевыми водами. В течение 70 лет с образовавшимся водоемом произошли сукцессионные изменения – формирование экосистемы болота.

        По результатам гидрофизического и гидрохимического исследований установлено соответствие большинства изучаемых показателей качества проб воды  нормативным (ГОСТ, СНиП). Превышает ПДК показатель прозрачности воды из р. Окунёвки – 12 см (ПДК – 15 см). Превышение ПДК наблюдается и по масса сухого остатка – 2,5 г/л  (ПДК – 1 г/л). В пробе воды из о. Кулаш масса сухого остатка так же превышает ПДК и составляет – 2 г/л, превышение ПДК наблюдается и в пробах воды из о. Боровое, где масса сухого остатка – 1,5 г/л.  

       Опираясь на результаты интегральной и комплексной оценки качества воды, можно оценить качество воды: II класс качества (чистые воды) в озерах Кулаш, Ложкино и Боровое, в Чертёнковском ряме; III класс качества (умеренно загрязнённые воды) в реке Окунёвке.

        Озеро Боровое и Чертёнковский рям расположены в отдаленности от населенных пунктов и с/х полей, поэтому испытывает наименьшее антропогенное влияние.  Экосистема реки Окунёвки испытывает наибольшее антропогенное влияние, что и является причиной более низкого качества воды. Эколого-санитарное состояние прилегающих к озеру Боровое Чертёнковскому ряму территорий можно оценить, как хорошее, состояние остальных территорий – удовлетворительное. Население Кислянского административного округа отмечает значимость изучаемых водоемов, необходимость их охраны. Большинство опрошенных обозначают необходимость строительства плотин на реке для повышения уровня воды.

Выводы

       После изучения соответствующей литературы и проведения исследования определили:

1. Географическое положение изучаемых водоемов, характеристики прилегающих территорий.
2. Морфометрические показатели изучаемых водных объектов.
3. Особенности происхождения названий водоемов, их значение для населения.
4. Гидрофизические и гидрохимические показатели воды.
5. Класс качества воды: II класс качества (чистые воды) в озерах Кулаш, Ложкино,  Боровое и в Чертёнковском ряме; III класс качества (умеренно загрязнённые воды) в реке Окунёвке.
6. Причина изменения качества воды: наличие несанкционированных свалок на берегах водоемов, стоки дождевой и талой воды с территории населенных пунктов и полей.  
7. Экосистема реки Окунёвки испытывает наибольшее антропогенное влияние, что является причиной более низкого качества воды.
8.    Эколого-санитарное состояние прилегающих к озеру Боровое и Чертёнковскому ряму территорий можно оценить, как хорошее, состояние остальных территорий – удовлетворительное.

       Мы нуждаемся в воде, но для того чтобы водоемы могли и дальше радовать детей и взрослых, мы должны следить за их чистотой.   Поэтому для сохранения чистоты воды и прилегающей территории необходимо:

1. Систематически проводить экологические акции – «Чистый берег».
2. Осуществлять экологическую пропаганду о значимости чистых вод среди учащихся и жителей села через местные печатные издания, посредством экологических праздников и конференций.

       Перспективы исследования: систематизация растительного и животного мира водных экосистем и прилегающих территорий, изучение гидрологического режима и изменения качества воды.

Список литературы

1. Аленко Е. Н. Хрестоматия по ботанике. – М.: Просвещение, 1989 г.
2. Бухтояров А.П., Васильченко Н.К., Городянская Г.С. и др. Что имеем,    как          храним. - Курган, 1993 г.

46890320. Букреев  А.И. География Курганской области: учебное пособие для средней школы. – Курган Предприятие «Парус – М», 1993 г.
46890321. Воронцов А.И., Харитонова Н. З. Охрана природы: Учебное пособие. – М.: Высшая школа, 1971 г.
46890322. Завьялова О.Г., Иванов А.Ф., Несговорова Н.П. и др. Полевой практикум по естествознанию. - Курган: ИПКРО, 1993 г.
46890323. Земля Юргамышская на рубеже веков. Под ред. Аникина В. А.  – Курган: изд-во «Зауралье», 2001 г.
46890324. Козлов О.В. Экология и здоровье человека. - Курган: Парус-М,1994 г.
46890325. Криксунов Е.А., Пасечник В.В., Сидорин А.П. Экология: учебник для 9кл. общеоразоват.шк.- М.: Дрофа,1995 г.
46890326. Козлов О.В., Козлова С.В. Методы исследований экосистем водоемов:      учебное пособие по экологическому практикуму. - Курган: ИПКРО, 2000 г.
46890327.  Коробейникова Л.С. Школьный экологический мониторинг //Химия в  

  школе.     1999 г.- №7.- С.41-43.

46890328.  Муравьев А.Г. Руководство по определению показателей качества  

  воды полевыми методами. – СПб.: «Крисмас+», 2004г.

46890329.  Область в цифрах за 60 лет: Стат. сб./Курганский облкомстат.  2003 г.
46890330.  Плотников С. В. Знакомые потоки. – Юргамыш, 2001 г.
46890331.  Природные ресурсы и охрана окружающей среды Курганской области в 2003 году. Доклад/ Под ред. В. П. Шевелева – Курган, ГУПР по Курганской области, 2004 г.

Приложение

Карта водных объектов Кислянского административного округа                                                 и прилегающей территории

                                                                                                Масштаб  1: 200 000

                                        Характеристика проб воды                          Таблица 1

      Характеристика интегральной оценки качества воды            Таблица 2

           Показатели индекса загрязненности проб воды                   Таблица 3

        Фото. 1. Река Окунёвка

                   Фото. 2. Озеро Кулаш

Фото. 3. Озеро Ложкино

Фото. 4. Озеро Боровое

Фото. 5. Чертёнковский  рям