Исследовательская работа на тему "Большие проблемы маленькой реки"

Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа № 9 города Аши Челябинской области (с профессиональным обучением)»

Большие проблемы маленькой реки.

Номинация:

«Вода и климат»

Автор:

Пономарева Вероника, уч-ся 10 «А» класса

МКОУ СОШ № 9, г. Аша

Научный руководитель:

Дубовцев Николай Леонидович,

учитель географии

Аша

2017

Содержание

1. Введение 1

2. Пограничная река 2

3. Геологическая работа реки Аша на земной поверхности 3

3.1. Как вода размывает и уносит почву 3

3.2. Перенос геологического материала 5

3.3. Области отложения 5

4. Влияние островов на компоненты природного комплекса реки Аша 8

4.1. Определение площади островов реки Аша 9

5. Заключение 11

6. Список литературы 12

Приложение 13

1. Введение

Идёт дождь. Наденем высокие сапоги и выйдем из дому, всего лучше за город. Во время дождя мы сможем наблюдать, как работает текучая вода над преобразованием поверхности Земли. Мы увидим её геологическую работу тем полнее, чем сильнее льёт дождь.

Актуальность работы:

Река Аша в нижнем течении, протекает в районе жилых кварталов населения. Река размывает свои берега, тем самым становиться невольным разрушителем земельных участков населения. В результате меандрирования реки на реке образуются острова. Острова реки Аша оказывают влияние на глубину врезания русла реки в долину реки. Влияют на меандрирование реки.

Цель работы:

Изучение влияния островов нижнего течения реки Аша на компоненты природного комплекса реки.

Задачи работы:

1. Объяснить образование островов в нижнем течении реки Аша.

2. Проследить изменение береговой линии островов в пространстве за период с 2014 – 2017 годы.

3. Нанести на топографический план местности области размыва и области отложения размываемого рекой геологического материала.

Предмет исследования:

1. Размывающая работа текучей воды.

2. Острова реки Аша.

3. Долина реки Аша.

Методы исследования:

1. Визуальные наблюдения на местности.

2. Метод квадратной палетки.

Работа проводилась в несколько этапов:

1. Знакомство с литературой по теме исследования.

2. Визуальные наблюдения за работой текучей воды.

3. Построение топографического плана района исследований.

4. Камеральные работы.

2. Пограничная река

Река Аша среди речек Челябинского Урала не выделяется ни длиной, ни полноводностью. Однако она вправе относится к самым-самым – самая западная, самая пограничная и самая особая по зелени в долине.

Аша (Ашинка)- правый приток реки Сим. Отделяет район от Республики Башкортостан. Длина 59 километров. Берёт начало на юго-западном склоне хребта Каратау. Она как бы прорывается через теснины гор, выходя за несколько километров до впадения в реку Сим на простор низменности. Это отражено в самом названии. Одно из значений башкирского слова «аша» - «через, сквозь». Бассейн реки представляет горную местность, покрытую лесом хвойно-широколиственных пород. Имеют место карстовые формы рельефа - находится ряд пещер. Река и притоки берут начало из горных родников - вода чистая, холодная. Дно каменистое. Противоположный – башкирский - берег пологий, низинный, луговой, покосный. Наиболее крупные притоки: правые - Скальный Ключ, Банный, Новый Зорин, Митюшин Ключ, Терпели, Умский Ключ, Точильный; левый - Северный, Суходольный, Васькин, Валежный, Малая Аша, Скрытый, Ущелок, Моисеевский, Жёлтый, Ериклинский, Кусь-Елга. [2].

3. Работа воды на земной поверхности

3.1. Как вода размывает и уносит почву, песок, гальку

Работу воды на земной поверхности легко наблюдать везде. Даже в городе, где почва скрыта под асфальтом, мы во время дождя увидим, что ручейки, текущие по уличным канавкам, несут мутную воду; она загрязнена частицами песка, пыли, разным мусором, который дождь смывает с улицы и с тротуара и струйками уносит в канавки. Эта работа ещё заметнее за городом, в лесах, где при сильном дожде в каждой ложбинке и канавке течёт ручеёк очень мутной воды, которая размывает почву и уносит её частицы с собой. Чем быстрее течёт вода, тем больше мути она может унести, потому что её подъёмная сила, сила могущая подхватить мелкие частицы и уносить их, больше, а также больше и её воздействие на рыхлую почву берегов. (Рис. 1).

Рисунок 1. Берег реки Аша подмываемый течением

Проследим дождевой ручеёк на местности с мягкой почвой, состоящий из чернозёма, песка или суглинка. Там, где уклон местности очень небольшой, едва заметный, ручеёк течёт медленно, и ложбинка только чуть-чуть углублена. Но вот уклон сделался круче, и ручеёк уже зажурчал, побежал быстрее, ложбинка врезана глубже.

Мы можем заметить, что стенки её становятся даже отвесными, и если постоим, некоторое время на том же месте и будем внимательно смотреть на них, то убедимся, что тут, то там от стенок отрываются комочки почвы, падают в воду, быстро размачиваются ею и уносятся частица за частицей.

Так в миниатюре можно увидеть работу текучей воды, размыв и перенос мелкого материала.

Реки силой своего течения размывают свои берега везде, где они не защищены травой или кустами.

Трава, срастаясь своими корнями в сплошной дёрн, представляет хорошую защиту от размыва. Там, где её нет или мало, горные породы, из которых состоят берега, размываются водой более или менее быстро, особенно во время половодья весной, а также летом и осенью после сильных дождей, когда река несёт гораздо больше воды и затопляет часть береговых откосов. Кроме того, при повышении уровня воды в реке течение её становится быстрее, а, следовательно, ещё усиливается размыв. Особенно быстро размываются берега, состоящие из рыхлых горных пород – песков, суглинков, глин, галечников, в которые отдельные зёрна (и галька и валуны в галечнике) не скреплены друг с другом каким-нибудь цементом. Вода вымывает в подножии берегового откоса или обрыва частицу за частицей, делает более или менее глубокий желобок, и вышележащие слои, лишённые опоры, сползают или обрушиваются в воду целыми глыбами, которые быстро размокают и мало-помалу размываются и уносятся рекой. (Рис. 2).

Рисунок 2. Подмытый берег с пнём и корнями дерева.

Если на поверхности мягких, легко размываемых берегов реки растут кусты и деревья, скрепляющие своими корнями вместе с травой верхний слой почвы, то вверху подмываемого берега образуется навес из этого верхнего дернового слоя, который держится до поры до времени, но, в конце концов, под действием своей тяжести отрывается крупными кусками и падает в воду.

Дёрн постепенно размывается, а куст или дерево уносится рекой. Во время весеннего половодья река, особенно текущая в лесистой местности может нести много таких погибших кустов и деревьев, которые часто застревают на отмелях, прибиваются к берегу на поворотах реки, особенно при спаде воды [3].

Река производит размыв или отложение материала, что зависит главным образом от уклона русла в данном месте, обуславливающего быстроту течения воды. Чем быстрее течёт вода, тем больше её размывающая сила, тем скорее и глубже русло речки врезается в породы, слагающие дно долины. В верхнем течении уклон наибольший, здесь происходит размыв.

Размыв хорошо виден во время дождя или таяния снегов, когда то тут, то там вода подмывает берег, передвигает и перекрывает гальку и даже валуны русла, постепенно смещая их вниз по течению. В это время его размывающая работа значительно усиливается. Ниже по течению уклон русла реки становится меньше, и вода, текущая медленнее, уже не в состоянии врезаться глубже. Здесь начинается область бокового размыва; река начинает вилять, подмывая то один берег, то другой. (Рис.3).

Рисунок 3.Область бокового размыва.

Первоначальные изгибы русла реки постепенно становятся круче, потому что течение воды всегда сильнее у вогнутого берега. Подмываемый берег мало- помалу отступает, и извилина реки становятся всё более и более резко выраженной, превращаясь, наконец, в настоящую петлю. Такие извилины называют меандрами. Область бокового размыва можно назвать также областью расширения долины реки.

3.2. Перенос геологического материала

Мелкие частицы песка и глины, которые дождевые ручейки выносят в речки и реки, и те, которые река вымывает из своих берегов, совершают вместе с водой близкое или далёкое путешествие в зависимости от своего веса. Крупная и потому более тяжёлая песчинка в реке скоро сядет на дно, мелкая, более лёгкая, путешествует дальше. Сравнительно немногие сразу уносятся в реку Аша весной, вынесенные снеговой водой или дождями, вообще вовремя половодья, когда река выходит из берегов и течёт быстрее. Вода рек во время половодья всегда гораздо грязнее, чем в сухое время года.

Огромное количество материала оседает на дно самих рек, наращивая его более и более, а, сколько его остаётся во время половодья на заливаемых берегах, на пойме.

3.3. Области отложения песка, гальки, ила долины реки Аша

Не следует думать, что в области размыва происходит только углубление долины, а в области бокового размыва только её расширение. И здесь и там, кроме размыва, происходит и отложение материала – везде, где вода течёт медленнее, она отлагает ил, песок, гальку. Но этот материал в области размыва лежит в русле на данном месте временно; при следующем половодье он целиком или частью будет перенесён в малую воду. В области расширения долины материал, переносимый рекой, отлагается у выпуклых берегов, извилин и здесь лежит неопределённое время. В этой области, кроме бокового размыва, уже происходит и отложение материала. (Рис.4).

Рисунок 4.Область отложения песка, гальки, ила.

Из анализа плана реки Аша видно, что в результате отложения геологического материала в русле реки образовались острова. На план было нанесено девять островов. Приложение 1-5.

В геологической истории образования островов наблюдаются, как сходства, так и различия.

Так, например острова Большой, Лысый образовались в результате образования изгибов русла реки (меандр). (Рис. 5).

Рисунок 5.Остров Лысый.

Вследствие чего, постепенно, размывающая сила воды усиливается у подмываемого берега. Река врезается в долину реки, постепенно соединяясь, с основным, течением. В тоже время особенно активно начинает отлагать переносимый материал (песок гальку). Отложение переносимого материала происходит, как в районе расширения долины, так и в среднем течении русла реки. Это приводит к уменьшению глубины реки в местах изгиба русла, по сравнению с прямыми участками русла реки. Уменьшение глубины русла приводит к тому, что в среднем течении берег уцелевшей долины (будущий остров) меньше подмывается течением реки.

Кроме того, во время весеннего половодья, ил, песок, галька накапливаются и на самих островах. В результате увеличивается продолжительность жизни островов.

В геологической истории образования таких островов, как Первый, Второй, Третий, Одинокий ведущее место занимает не размывающая работа текучей воды, а накопление наносного материала. Остров Одинокий поднимается небольшим горбом над водой, а острова Первый, Второй, Третий образуют гряду и даже поросли деревьями. (Рис.6).

Такие острова состоят из песка, гальки и создаются большей частью из отмелей, которые образуются среди реки в местах замедленного течения, где вода постепенно отлагает материал.

Рисунок 6. Остров Второй.

Отмель, нарастая, поднимается над уровнем низкой воды и заселяется кустами, травой, деревьями. В половодье острова затопляются, что ещё более способствует их росту, так как кусты и деревья задерживают течение.

4. Влияние островов на компоненты природного комплекса реки Аша

Визуальные наблюдения на местности за работой текучей воды реки Аша позволяют сделать следующие выводы:

1. Образовавшиеся острова реки Аша влияют на характер течения реки, что, в конечном счете, приводит к увеличению глубины врезания русла в долину реки Аша. (Рис. 7, 8).

Рисунки. 7,8. Усиление боковой эрозии в районе островов реки Аша.

На островах накапливается мусор, части деревьев плывущие по реке, особенного в период весеннего половодья, во время увеличения подъема уровня воды в реке. Накапливающийся переносимый рекой материал увеличивает площадь островов. В результате река сильнее размывает свои берега. (Рис. 9,10).

Рисунки 9,10. Остатки деревьев на островах реки Аша.

1. Расширение русла реки в районе жилых районов, приводит к размыву земельных участков населения. (Рис. 11).

Рисунок 11. Размыв земельного участка течением реки Аша.

1. Разделение русла реки на отдельные рукава приводит к обмелению реки. (Рис. 12,13).

Рисунки 12,13. Отмели на реке Аша.

Таким образом, острова реки Аша являются неотъемлемой частью природного комплекса реки. Увеличение площади островов влечет за собой изменение элементов природного комплекса реки.

4.1. Определение площади островов реки Аша

Сначала на местности была определена граница зон аккумуляции и граница боковой эрозии каждого острова за период наблюдения с 2014 по 2017 годы, затем границы таких участков были нанесены на топографический план.

Для вычисления площади аккумуляции переносимого рекой геологического материала, каждого острова, мы использовали метод квадратной палетки.

Вначале была определена цена деления палетки, т.е. число квадратных метров для плана данного масштаба, соответствующее одному делению палетки.

Если масштаб топографического плана 1:1000, а стороны квадратов в палетки равны 2 мм, то цена деления палетки – 4мм (4м²).

Затем необходимо палетку наложить на измеряемый участок и подсчитать число целых квадратов, заключённых внутри контура участка, затем число квадратов, рассекаемым контуром. К количеству полных квадратов необходимо прибавить половину общего количества неполных квадратов. Затем мы повторили измерение при другом положении палетки относительно измеряемого участка. За окончательное значение приняли среднее из двух значений. Площадь участка равна произведению числа делений на цену делений палетки. Все полученные данные были занесены в таблицу 1.

Таблица 1. Площадь островов реки Аша.

Из таблицы видно, что площадь накопления геологического материала на островах (песка, гальки, ила) за 3 года наблюдений (с 2014 по 2017 годы) составила 254 м². Площадь боковой эрозии островов составила 118 м². Общая площадь островов реки Аша в районе исследовательских работ составила 1872 м².

5. Заключение

В результате полевых исследований нижнего течения реки Аша на план местности было нанесено девять островов. В геологической истории образования, которых наблюдаются, как сходства, так и различия. Такие острова как Скучный, Средний, Весёлый, Большой, Лысый представляют собой уцелевшие участки долины реки, образовавшиеся в результате врезания течения реки в подмываемый берег. Ведущим фактором в образовании таких островов как: Первый, Второй, Третий, Одинокий была не размывающая работа текучей воды, а накопление переносимого рекой геологического материала (песка, гальки, ила) на отмели.

Из анализа плана местности видно, что все острова образовались в местах изгиба русла реки, в местах замедленного течения, где вода постепенно отлагает переносимый рекой геологический материал (песок, гальку, ил).

Методом квадратной палетки была определена площадь островов, она составила 1872 м².

Острова реки Аша увеличивают глубину врезания русла в долину реки Аша, что приводит к размыву земельных участков населения. Острова накапливают мусор, части деревьев плывущие по реке, особенно в период подъема уровня воды во время половодья. Способствуют обмелению русла реки, влияют на скорость течения реки.

6. Список литературы

1. Андреева М.А., Маркова А.С. География Челябинской области - Челябинск: Юж. - Урал, кн. изд-во, 2002

2. Бычков В.И. Край очарований – Челябинск, «Книга», 2004

3. Обручев В.А. Занимательная геология - Москва, «Наука», 1965

4. Сучкова А.П., Питолина Т.П. Первые шаги в геологию – Челябинск,

НТЦ-НИИОГР, 2002

Приложение 1. План нижнего течения реки Аша.

М

Области отложения песка, гальки, ила

Области боковой эрозии

о. Средний

о. Скучный

о. Весёлый

Приложение 2. План нижнего течения реки Аша.

М

Г – о. Большой

Д – о. Лысый

Приложение 3. План нижнего течения реки Аша.

Е – о. Первый

Ж – о. Второй

З - о. Третий

Масштаб 1:1000

Приложение 4. План нижнего течения реки Аша.

К – о. Одинокий

Масштаб 1:1000

Приложение 5. План нижнего течения реки Аша.

Масштаб 1:1000

18