Конспект заняття
ТЕМА. Дослідження гідрології Каховського водосховища.
Мета заняття:
навчальна: забезпечити засвоєння учнями основних гідрологічних характеристик Каховського водосховища й виявити пов'язані з ними екологічні проблеми;
розвивальна: сприяти розвитку практичних та експериментальних умінь учнів;
виховна: виховувати культури взаємин, здатність працювати у співпраці.
Обладнання: поплавки, термометри, фільтрувальний папір, хімічний посуд, диски Секкі, мотузки, індикатори кислотності води, хімічні реактиви, інструктивні листки, маршрутні листки.
Форма проведення: Конкурс блакитних патрулів.
ХІД ЗАНЯТТЯ
І. Організаційний момент.
- Учні збираються на березі Каховського водосховища.
- Учитель об'єднує учнів у 3 творчі групи.
ІІ. Повідомлення теми та завдань заняття.
ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.
Учитель: Вода! Ти не маєш ні смаку, ні запаху... Ти просто необхідна для життя, ти саме життя. А. де Сент-Екзюпері Дефіцит води в Україні сьогодні становить близько 4 млрд м3. Практично всі поверхневі, ґрунтові й частково підземні води забруднені промисловими, побутовими, сільськогосподарськими стоками й не відповідають за якістю навіть прийнятим на сьогодні заниженим санітарним нормам. Понад 800 сіл України нині втратили власні джерела питної води. Особливо гостро ця проблема відчувається на Донбасі, Криворіжжі й Дніпропетровщині. "Блакитний патруль" - молодіжний суспільний рух у СРСР, що ставив своєю метою охорону водойм і рибних ресурсів. Загони "Блакитного патруля" існують і сьогодні. Ми з вами мешкаємо поблизу великої водойми - Каховського водосховища й тому повинні зрозуміти: тільки коли справа охорони водних ресурсів стане справою кожного - можливе виживання суспільства. На цьому занятті ми маємо навчитися визначати фізико-хімічні властивості води, а також дослідити найбільш важливі гідрологічні особливості Каховського водосховища. На занятті будуть змагатися З команди у завзятості, допитливості й спритності щодо дослідження природи. Учитель видає кожній групі учнів маршрутний листок, де позначені основні завдання.
IV. Надання необхідної інформації щодо гідрології Каховського водосховища.
Учитель (розповідає та ілюструє на прикладі лівого берега водосховища поблизу с. Добра Надія): Каховське водосховище належить до великих рівнинних водоймищ річок півдня Європейської частини і розташоване в долині Дніпра між Запоріжжям і Новою Каховкою в зоні причорноморських степів. Каховське водосховище - найбільший водозабірний вузол Дніпровського каскаду, являється джерелом постачання питної води в міста Нікополь, Марганець, Орджонікідзе, а також ряду населених пунктів Херсонської області і АР Крим. Звідси вода відбирається в найбільші канали не тільки України, а й Європи. За своїм об'ємом Каховське водосховище є найбільшим на Дніпрі. Каховське водосховище є замкнутою водоймою витягнутої форми між двома дамбами. Вершина його вибиває клин перед дамбою Дніпрогесу. Площа - 2155 км2 , об'єм - 18,2 км'1 ,довжина - 230 км, найбільша ширина - 28 км. Середня глибина - 8,4 м, поблизу греблі - 36 м, проточність незначна - водообмін здійснюється 2-3 рази на рік. Зона мілководдя (глибини до 2 м ) займають 8 % площі; переважаючі глибини понад 5 м - 77 %. Береги високі, складені в основному із суглинку, безлісі, порізані глибокими ярами і частинами дрібних степових річок, які є нині затоками. Найбільші затоки - Рогацька, Новопавловська, Чортомлинська, Каїрська, Васильєвська і ін. Негативним явище, що почало проявлятися відразу після створення водосховища, стала абразія берегів. Вона спостерігається на багатьох ділянках загальною довжиною 369 км, або майже на половині повної довжини берегової лінії. Максимальна ширина розмиву берегів сягає 300 м. У водоймище переважає стічний плин, найбільше сильно виражений в період весняної повені. Швидкість течії зменшується від вершини до греблі, змінюючись відповідно від 0,6-2 м/с до 0,01-0,08 м/с. Вітрові плини виражені слабко, однак під впливом вітрів спостерігаються сильні хвильові переміщення мас води (особливо навесні). Залежно від глибини й ширини плеса найбільша висота хвиль коливається від 1 до 2,5-3 м. Рівень води у водоймище протягом року майже постійний у зв'язку з тим, що воно працює в іригаційному режимі. Добові коливання рівня в результаті сонно - нагонних досягають 30 см. Навесні вода на всій території водоймища прогрівається неоднаково. Межі коливання температури води в прибережних частинах (глибина - до 0,5 м) можуть досягати 8 І, а у відкритих частинах водоймища із глибинами до З м - лише до 4 І. Таким чином, водосховище є величезним резервуаром води, яка використовується для зрошення, виробництва й споживання населенням.
V. Проведення конкурсу –змагання.
1) Дослідження фізичних властивостей води
Завдання командам.
1.Визначити за допомогою диску Секкі прозорість води.
2.Визначити за допомогою глибинного термометра температуру води.
3.Визначите каламутність води.
4.Визначити запах води.
5.Заповнити узагальнюючу таблицю
Інструкції: Прозорість води визначається таким чином. Білий диск опускають у воду. Коли його перестає бути видно, фіксують глибину цієї точки. Потім диск опускають ще трохи глибше (на 10-15 см), після чого починають піднімати. У момент, коли диск стає знову видно, визначають глибину його занурення. До першого результату (глибини зникнення видимості диску) додають другий (глибина появи диску) і отримане число ділять на два. Одержаний результат і показує прозорість води в цій водоймі.
Каламутність — зворотна до прозорості величина. Учасники відбирають згідно з вимогами пробу води (0,5-1 л, на розсуд вчителя). Потім відібрану воду потрібно пропустити через фільтр і розглянути його. Так команда визначить каламутність води у водоймі («на око»):
а) дуже каламутна (фільтр дуже брудний);
б) каламутна (на фільтрі чітко видно часточки каламуті, яка осіла);
в) досить чиста (фільтр трохи забруднений);
г) чиста (фільтр залишився чистим).
Визначення температури проводиться за допомогою глибинного термометра. Якщо його немає, то можна взяти звичайний термометр для визначення температури повітря, попередньо обмотавши його резервуар тканиною чи обмазавши пластиліном.
Визначення запаху води здійснюються у такий спосіб: беруть пробу води, збовтують її й, відкривши пробку, визначають запах. Для посилення запаху 100 мл досліджуваної води наливають у колбу, накривають годинниковим склом, підігрівають її до 50-60°С, після чого колбу знімають із вогню, воду збовтують, знімають годинникове скло, визначають характер запаху й порівнюють його з даними, наведеними в таблиці 1.
У нормі вода повинна бути чистою, прозорою, безкольоровою, без сторонніх домішок. Результати дослідження води можна оформити у вигляді таблиці 2:
Учитель (додає інформації до результатів): Прозорість води в Каховському водосховищі вища, ніж у інших, що пояснюється хорошим відстоєм води. За тепловим балансом Каховське водоймище визначають як помірно тепле на відміну від більш північних водоймищ. Це зумовлює такі його зональні особливості, як сприятливіші умови формування первинної продукції, кращі умови для життя теплолюбних водоростей ( протикокових, синьо - зелених ) та тваринних організмів ( зоопланктону, зообентосу і риб), більш енергійні і далекосяжні процеси бактеріального розпаду органічних речовин, скорочення строків розвитку і збільшення числа поколінь водних організмів, кращі темпи розвитку риб та ін.
2) Дослідження хімічних властивостей води Завдання.
1.Визначити кислотність води.
2.Визначити наявність у воді розчиненого кисню.
3.Визначити наявність у воді розчинених органічних речовин.
Інструкції: Показником кислотності води є коефіцієнт рН. Його визначають «на око» за допомогою лакмусового (індикаторного) папірця таким чином. Відбирається проба води. У неї опускають смужку індикаторного папірця, швидко її виймають і нахиляють під кутом приблизно в 60°. Почекавши, доки вода стече до одного з кутів папірця (струшувати краплю не можна), порівнюють колір мокрої частини лакмусового папірця зі шкалою на упаковці індикатора. Числовий результат записують до маршрутної картки.
Визначення наявності у воді розчиненого кисню проводиться таким чином. У колбу, де налито 200 г води, за допомогою піпетки, опущеної на дно, додають 0,6 см розчину йодистого калію в їдкому натрі і 0,3 см хлористого марганцю. Розчин збовтують, дають відстоятися і за кольором осаду визначають наявність у воді вільного кисню (використовуючи табл. 3).
Таблиця З
Кількість органічних речовин у воді визначається таким чином. У пробірку вливають 10 мл води, за допомогою піпетки додають 0,5 мл 30%-го Н2804. Розчин перемішують, після чого до нього додають 1 мл децинормального розчину КМп04. Кількість органічних речовин у воді визначають за кольором, якого набув розчин, у мг/л (за допомогою табл. 4).
Учитель (додає до результатів інформацію): за типом водоймище належить до мало- і середньо мінералізованих гідрокарбонатно - кальцієвих водойм з м'якою (навесні і влітку) і слабо твердою (восени і взимку) водою, із слабо лужною активною реакцією - рН 7,8 - 8,2. У періоди інтенсивного фотосинтезу величина рН досягає 9 і більше через змінення карбонатної рівноваги. На основній частині акваторії водосховища вміст кисню у природному шарі нижче 40% насищення не падає. Зниження концентрації розчиненого кисню відмічається в місцях скиду стічних вод, по затоках, в п'ятках «цвітіння» подорослів. У цілому вміст органічних речовин у водосховищі якісно відрізняється залежно від джерела живлення (деякі види рослинності заносяться з річок), а також від пори року.
3) Визначення швидкості течії води
Для цього обирають по можливості прямолінійну ділянку берега, ставлять через 10 м униз за течією сигнальні прапорці. Учасникам для визначення швидкості води в річці видають три дерев'яні поплавці і секундомір (можна використовувати мобільні телефони).
Визначення швидкості води здійснюється таким чином. Один із членів команди стає трохи вище за течією від першого прапорця і кидає за 10 м вище за течією від нього, якомога ближче до середини потоку, перший поплавець. У момент проходження поплавця під мотузком учасник подає сигнал, за яким інший член команди (він стоїть біля другого папірця) включає секундомір. Відлік часу проходження поплавця припиняється в момент його проходження біля другого прапорця. Час фіксується в марш¬рутній картці.
Таким самим чином визначається час проходження поплавців ще двічі, після чого обчислюється середній час проходження поплавця (середнє арифметичне). Швидкість руху води в річці (струмку) визначається шляхом ділення відстані між створами (10 м) на середній час її проходження поплавцями.
4) Аналітичне спостереження за загальним станом води Каховського водосховища
Завдання:
a. Оглянути стан берегів.
b. Оглянути стан поверхні води.
c. Проаналізувати технологічне навантаження на цю частину водосховища.
Учитель (підсумовує): Зменшення проточності, збільшення мілководних зон, переробка берегів, надходження забруднень ззовні і зсередини за рахунок внутрішніх процесів стали причинами суттєвого погіршення санітарно-технічного стану водосховища і прилеглої території. В зоні Каховського водосховища постійно руйнуються береги, оскільки створене на легких фільтраційних ґрунтах. При підвищенні рівня водоймища, відбувається обвалення берегових уступів по всій береговій лінії і значно збільшується утворення ярів і балок. Інше негативне явище, поширене на водосховищі, - «цвітіння» води, що набуває особливого розвитку у другій половині ліга. Вода стає абсолютно непридатною для питного водопостачання. Існуючі споруди водопідготовки не можуть забезпечити повного видалення водоростей під час очищення води для подачі її в мережі водопостачання.
VI. Підведення підсумків роботи команд
1. Команди отримують час на підготовку презентації їх роботи та складають звіт про особливості гідрології Каховського водосховища.
2. Формулювання основних гідрологічних проблем водосховища:
- надмірне вилучення води для споживання;
- скид використаних забруднених вод;
створення каскадів гідротехнічних споруд, які призвели до затоплення великих територій та активізували процеси підтоплення, абразії берегів та інші негативні явища;
3. надмірне освоєння та розорення земель, вирубка лісів, відсутність водоохоронних зон на всіх водних об'єктах;
4. відсутність у водозбірних басейнах річок технічно оснащених полігонів для захоронення промислових та побутових відходів різного класу небезпечності;
5. стематичне погіршення технічного стану гідровузлів та гідротехнічних споруд, що потребують капітальних ремонтів;
6. недотримання вимог водного законодавства, неефективна система контролю та управління якістю поверхневих вод, що не враховує пріоритети питного водопостачання.
Висновок: ці чинники спричиняють комплексний вплив й зумовлюють погіршення гідрологічних умов Каховського водосховища. Проблеми екологічного оздоровлення річки, водосховища, території водозбірного басейну не зводяться до вирішення чисто водогосподарських завдань. Вся цілісна системна проблема стосується природного і антропогенного комплексу водозбірного басейну, стану атмосферного повітря, лісових та земельних ресурсів, геологічного середовища, рослинного і тваринного світу, рибного господарства, господарської діяльності, промисловості, сільського господарства, енергетики транспорту, комунального господарства.
