Много ли воды под землей и где она хранится?

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

КЕМЕРОВСКАЯ ОБЛАСТЬ, ГОРОД НОВОКУЗНЕЦК

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ЛИЦЕЙ №34»

VII Международная очно - заочная научно-практическая конференция обучающихся

«МИР МОИХ ИССЛЕДОВАНИЙ»

Секция 19. МИР МОИХ ПЕРВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОКРУЖАЮЩЕМУ МИРУ

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

Много ли воды под землей и где она хранится?

Работу выполнила:

Грошева Ярослава,

МБОУ «Лицей № 34», 2 А класс

Научные руководители:

Максименко Ольга Васильевна,

учитель начальных классов

МБОУ «Лицей№34»,

Гундарева Анна Викторовна,

педагог дополнительного образования МБУ ДО СЮН

город Новокузнецк, 2023

Оглавление

Введение……………………………………………………………………..3

Глава 1. Теоретическая часть……………………………………………....4

1.1 Подземные воды..……………………………………………………….4

Глава 2. Практическая часть ...…………………………….……………….6

2.1Моделирование структуры горных пород и исследование их пористости

размера……………………………………………………………………….6

Выводы…………………………………………………….…………………7

Заключение…………………………………………………………………...7

Список литературы………………………………………………...………...8

Приложение 1 ………………………………………………………………..9

Приложение 2………………………………………………………………..10

Введение.

Летом у нас на даче родители решили пробурить скважину для воды. Я очень внимательно наблюдала за этим процессом. Как приехала буровая, как бурильщики несколько дней занимались бурением и как в конце из скважины пошла чистая вода. Когда бурили скважину рабочие говорили о различных водоносных слоях о количестве воды в них и необходимости найти более обогащённые водоносные породы, что бы воды хватала для наполнении скважины. Так у меня и возник основной вопрос моего нового исследования.

Проблемный вопрос: Много ли воды под землей и где она хранится?

Цель работы: исследовать, как состав залегающих пород под землей влияет на количество объёма подземных вод?

Для исследования мы использовали метод моделирования процессов поглощения воды разными породами под землей, чтобы на опыте изучить процесс сбора ими воды путём вычисления доли пор. Поры- это маленькие пространства между частицами, из которых состоят подземные породы.

Гипотеза: Под землей скапливается больше воды, чем на поверхности, и ее объем зависит от количества пор подземных пород.

Для достижения цели данной работы необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить информационные источники о подземных водах.

2. Изучит процесс поглощения воды частицами разного размера для моделирования данного процесса в домашних условиях опытным путём.

3. Проанализировать наблюдения полученные в процессе проведения опытов и сделать выводы.

Метод исследования: эксперимент, моделирование, математические расчеты и анализ результатов.

1.Теоретическая часть.

1. Подземные воды

Вода на поверхности земли движется в реках и потоках. Как показывает таблица (см приложение1, таб. 1) под землей больше воды, чем на поверхности, исключая ледники. И под землей вода тоже может двигаться, и движение воды может создавать пещеры, высекая пустоты в земной коре. Как пишет Глен Веккионе [1]: « Большая часть подземной воды собирается в природных резервуарах»,(это как в сосудах, образуемых водоносными слоями) и «чтобы понять , как вода может собираться под землей, геологи изучают разные породы, определяя способность каждой из нихк сбору воды». Вода собирается в порах-пространствах между зернами породы. Грунты, гравий и песок являются пористыми породами.

Подземными называются воды, находящиеся под поверхностью Земли в жидком, твердом и газообразном состоянии. Они скапливаются в порах, трещинах, пустотах горных пород.

Решающее значение в образовании подземных вод имеют процессы просачивания воды с поверхности Земли, но в отдельных местах, например в песчаных пустынях, основную роль играют воды, поступившие из атмосферы в виде водяных паров.

Вода движется по наклонной поверхности непористых слоев(глины, кристаллические породы). Подземные воды называют грунтовыми водами. Скорость движения таких грунтовых вод незначительна и зависит от структуры горных пород. Различают мелкозернистые породы (глины, суглинки), зернистые (пески), трещиноватые (известняки). Через пески и по трещинам вода беспрепятственно стекает со скоростью 0,5–2 м в сутки, в суглинках и лёссах – 0,1–0,3 мм в сутки.

Весной, когда при таянии снега грунт сильно переувлажняется, уровень грунтовых вод повышается, зимой понижается. Повышается уровень грунтовых вод и при сильных дождях.

Выход водоносного слоя на поверхность называют родником (источником, ключом). Обычно они находятся в оврагах, балках, речных долинах. Иногда родники можно встретить и на равнинах – в небольших понижениях или на склонах возвышенностей и холмов.[3

И так на подземные воды приходится около 14 % от объема всей пресной воды планеты — это 2 место после ледников! Ззапасы подземных вод это:

• Количество воды, содержащееся в водонасыщенном слоях грунта — естественные запасы. Пополнение водоносных горизонтов происходит за счет рек, атмосферных осадков, перетока воды из других водонасыщенных пластов.

• Объем воды, который может быть использован при вскрытии водоносного горизонта — упругие запасы.

Еще один термин — «ресурсы» — обозначает объем воды, который возможно добыть из водоносного горизонта в единицу времени. [2]

1. Практическая часть.

2. 1 Моделирование структуры горных пород и исследование их пористости

Вначале эксперимента мы моделируем структуры разных пород, способных удерживать воду. Данное моделирование процессов даёт нам возможность сравнить поглощающую способность частиц разного размера трёх пористых материалов.

Материалы: 250 – мл мензурки, стакан ёмкостью 250 мл или больше, частицы разного размера: колотый горох, гравий, мраморная крошка(Эти материалы представляют собой осадочные частицы), вода.

Целью эксперимента с моделью является-выяснить, какой из материалов впитывает больше воды.

Ход эксперимента:

1 . Заполним каждую мензурку до отметки 250 мл колотым горохом, гравием и мраморной крошкой. (приложение 2, фото 1), при этом ученые считают , что этот обем нужно считать как 200мл, так как мы не учитываем всех условий .

2. Нальём 250 мл воды в мерный стакан.

3. Осторожно нальём воду из мерного стакана в мензурку, содержащую горох. Прекратим лить воду, когда она полностью покроет горох.

4. Посмотрим сколько воды осталось в стакане. Запишем его количество столько воды нужно, чтобы заполнить пустоты между горошинами. Запишем эту цифру в столбец «объём пор» в таблице данных.

5. Повторим пункты 3 и 4 для оставшихся мензурок.

Вычисление доли пор:

1. Для частиц каждого размера – горох, гравий и мрамор – разделим объём пор на объём, занятый частицами.

2. Умножим полученные числа на 100, чтобы представить их в процентах

долю пор

Выводы

Изучая литературу о подземных водах, я узнала, что по запасу пресной воды подземные воды стоят на 2 месте после ледников, и, действительно, под землей содержится горадо больше пресной воды, чем на ее поверхности. А содержится она в горных породах.-водоносных слоях.

Мы смоделировали структуры разных осадочных пород, способных удерживать воду, состоящих из частиц разного размера.

В результате исследовании поглощения ими воды и вычислений можно сделать выводы, мраморная крошка — большая по размеру обладает самой большой долей пор (51%), а горох, как меньшая частица по размеру - самой малой (40%). Можно сказать, что чем больше размер частиц в объёме, тем больше в процентном выражении доля пор и тем больше воды может удержать это вещество. Чем меньше частицы вещества и чем они ближе дуг к другу, тем больше это вещество похоже на непроницаемый твёрдый материал. Большие частицы обуславливают большие промежутки, так как они меньше давят друг на друга и располагаются более свободно. Так ведут себя осадочные породы.

Некоторые породы камней, такие как известняк и песчаник могут вести себя как губка. Известняк является прекрасным резервуаром для воды, а песчаник часто содержит жидкие ресурсы такие как нефть.

Наша гипотеза подтвердилась.

Список литературы.

1. Веккионе, Г. Занимательные опыты. 100 экспериментов, которые помогут понять законы окружающего мира: физика, химия, биология, астрономия: пер. с англ./ Глен Веккионе. - М.: АСТ: Астрель, 2008. 287, [1] с.: ил

2. Пресная вода. - Режим доступа. - https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%B5%D1%81%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%B0

3. Детская энциклопедия том 2 изд. Москва 1993 год

Приложение 1

Таблица 1. Содержания запасов пресной воды в частях гидросферы

Таблица 2. Результаты эксперимента «Поглощение разного размера частицами воды »

Приложение 2

Фототчет о проведенных опытах

Фото 1. Исследуемые модели разных по структуре горных породам

Фото 2-7 Определение количества оставшейся воды в мерном стакане

14