Тема 22: определение скорости течения воды, направления и скорости ветра

Время выполнения работы – 4 часа

 

Цель работы: овладеть навыками определения скорости течения воды и скорости и направления ветра

Материалы и оборудование: д еревянный брусок размерами 10х2х2 см; L-образная трубка высотой 50 см, длиной 10 см и диаметром 2 см; флюгер; анемометр для определения скорости ветра.

Теоретический материал

Характерная черта водной среды – подвижность или течение. Это всяческое движение воды: течение под уклон в реках и ручьях, приливно-отливное течение, течения, возникающие под действием ветра. Течение перемешивает воду, облегчает ее газообмен с атмосферой. Сильное течение смывает и уносит легкие частицы мягких субстратов (ил, песок), обнажая камни и гравий. Наоборот, в стоячих водоемах плотные субстраты постепенно покрываются оседающими частицами ила. Течение, таким образом, в большой степени формирует донный субстрат.

На очень сильном течении живет немного организмов, зато на слабом течении разнообразие жизни, даже больше, чем в собственно стоячих водоемах.

Обычно течение измеряют в метрах за секунду.

В стоячих водоемах течение можно не учитывать, но бывает, важна проточность - наличие впадающих и, главное, вытекающих речек. Проточность способствует постоянному кислородному режиму в воде и выносу мелких илистых частиц.

Для водоемов суши наиболее характерны постоянные течения, вызванные наклоном русла (в реках), а также периодические или временные течения, происходящие из-за трения воздушных масс о водную поверхность или из-за разности в температуре и плотности воды в разных частях водоема.

На порожистых участках рек скорость течения может достигать нескольких метров в секунду. Условия обитания на таких участках очень своеобразны: из-за интенсивного перемешивания вода насыщена кислородом, существует постоянная опасность быть оторванным от грунта и снесенным течением.

В озерах и прудах течения имеют еще меньшие скорости, но их значение для жизни водных организмов очень велико. Дважды в год, весной и осенью, во всех водоемах умеренного пояса, имеющих достаточную глубину, происходит масштабное перемешивание водных масс. Вода у поверхности нагревается (весной) или охлаждается (осенью) до температуры +4 °С. Известно, что при такой температуре вода имеет максимальную плотность, поэтому верхние слои воды опускаются вниз, а придонные вытесняются наверх, к поверхности. При этом перемешивании глубины водоема обогащаются кислородом, а к поверхности поднимаются из глубины биогены и минеральные соли.

В проточных водоемах растения прочно прикрепляются к неподвижным подводным предметам. Донная поверхность для них в первую очередь – субстрат. Это зеленые (Cladophora) и диатомовые (Diatomeae) водоросли, водяные мхи. Мхи даже образуют плотный покров на быстрых перекатах рек.

На самом быстром течении растут нитчатые водоросли, мхи и печеночники.

Где течение послабее появляется водяной лютик, надежно прикрепляющийся к неподвижному предмету обильной порослью придаточных корней. Там, где течение очень медленное, появляются такие растения, как свободно плавающая ряска.

Ход работы:

Способ

1. На берегу отметьте расстояние 100 м (а).

2. В начале верхнего течения этого отрезка в воду на расстоянии 3, 5 м от берега опустите деревянный брусок.

3. Секундомером измерьте время, за которое деревянный брусок проплывет расстояние 100 м

4. Определите скорость течения реки (V) с использованием формулы:

V= а / в.

 

5. Повторите операции 3 и 4 и выведите среднее значение (М) скорости течения воды в реке.

Способ

1. Поместите в поток воды L-образную трубку таким образом, чтобы ее короткий конец был обращен навстречу течению.

2. Измерьте высоту, на которую вода поднялась в длинном конце трубки

3. Определите скорость течения воды в реке, используя следующую формулу:

 

где: V — скорость течения воды, см/с;

g— ускорение силы тяжести (981 см /с);

h - высота столба воды, см.

 

4. Повторите операции 1, 2 и 3 несколько раз и выведите среднюю скорость течения воды.

Одновременно во время проведения занятия определить скорость и направление ветра с помощью анемометра. Для исключения влияния ветра на полученный показатель скорости течения воды в реке сравнивают показатели, полученные при использовании деревянного бруска и L-образной трубки.

Задание:

1. Определить скорость течения водоема и установить тип водоема: проточный или стоячий.

2. Визуально определить имеются ли в водоеме ручьи, родники, водовороты.

3. Определить направление и скорость ветра, проанализировать его влияние на скорость течения водоема.

 

Тема 23: ИССЛЕДОВАНИЯ КАЧЕСТВА ВОДЫ (ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЙ МЕТОД)