Приложение 9

Методика паспортизации ключей

Методика с сайта http://www.edu.yar.ru/russian/projects/spring/keeper.html.

С чего начать?
Источники обычно образуются в нижней части склонов речных долин и холмов, на дне лощин, оврагов, распадков. Обнаружив источник на прогулке, в походе, на экскурсии, внимательно осмотрите его и опишите все характерные черты, указанные в паспорте.
В природе встречаются различные виды родников: лесные, речные, луговые. Все источники на изучаемой территории нумеруются и наносятся на план или карту. Указывается положение источника по отношению к ближайшему населенному пункту, ручью, реке, озеру. Затем выясняются причины расположения источника в данном месте. С этой целью определяется элемент рельефа, на котором зафиксирован выход источника, отмечается состав горных пород и глубина залегания водоносного горизонта. Для описания водоносного и водупорного горизонтов место выхода источника (родника) расчищается лопатой.
Водоносным горизонтом является, как правило, песчаный пласт. Устанавливается видимая мощность пласта, и дается название по составу.
Например: песок, 0,7 м.
Водоупорный горизонт залегает ниже песчаного. Чаще всего это глина.
Проверка водопроницаемости и водоупорности.
Это можно сделать в классе, принеся от источника образцы пород - песка и глины. Образцы пород из водоносного и водоупорного горизонтов насыпаются в воронки и обильно смачиваются водой. На опыте вы наглядно убедитесь, в какой воронке быстрее просачивается вода. На основании этого опыта вы делаете вывод о различной водопроницаемости пластов и значении этого свойства в образовании подземных потоков воды.
Определение характера источника.
Выход воды на поверхность земли может быть различный:
а) вытекает спокойно, б) бурлит, в) бьет струйками, г) фонтанирует.
Так определяется характер родника, который зависит от силы напора воды. При отсутствии напора вода вытекает спокойно, изливаясь только под влиянием силы тяжести. При напоре она бурлит, бьет струйками или образует фонтан.
Расположение источника по отношению к реке.
Высота источника над уровнем воды в реке или ручье определяется при помощи школьного нивелира или эклиметра. При нивелировании превышение получается сразу, а при работе с эклиметром вычисляется на основании измерения крутизны и длины склона. Консультацию, как пользоваться приборами, получите у учителя географии.
Глубина залегания грунтовых вод (место выхода источника) определяется по отношению к поверхности водораздела или вершине холма таким же способом.
Определение мощности родника.
Дебит источника - это его мощность, то есть возможный расход воды. Он определяется следующим образом. При отсутствии у родника желоба, по которому стекает вода, лопатой делается углубление на дне. В срез углубления вдавливается кусок жести, согнутой в форме желоба. Под желоб ставится стеклянная банка емкостью 1 литр, и по секундомеру вычисляется время заполнения банки водой.
Следует вычислить расход воды: а) за 1 ч. и б) за сутки.
Зависит ли количество воды в роднике от погоды?
Для установления зависимости подземных вод от времени года и погоды проводится стационарное наблюдение. Это работа для юных гидрологов. В определенный день каждого месяца (кроме зимы, если источник замерзает), а также после дождей проводится измерение дебита источника. На основе числовых данных строятся графики, диаграммы, показывающие зависимость состояния подземных вод от количества осадков.

Куда течет вода источника?
Родники часто служат истоком ручья или реки, давая им жизнь. Если не будет родников, исчезнут водотоки.
Чтобы установить участие родника в питании водотока, необходимо пройти вдоль ручья в его верхнем течении и определить, откуда он берет начало. При этом следует помнить, что в верхнем течении водоток местами может пропадать и не всегда различим среди болот и кустарников. Если встретится такой участок, надо пройти его и посмотреть, не продолжается ли ручей выше. Нужно убедиться, действительно ли есть ручей, по которому стекает вода источника.
Определение влияния родника на окружающую местность.
Наличие вблизи родника провалов, проседаний, оползней, размывов, болот свидетельствует о его влиянии на окружающую местность. Провалы - это отрицательные формы рельефа, образующиеся в результате оседания поверхностных горных пород. Они, как правило, имеют небольшие размеры, но крутые склоны. Образуются при растворении известковых пород природными водами (в результате выщелачивания).
Проседания образуются по причине выноса подземными водами мелкоземов (глинистых и илистых частиц). Обычно они имеют округлую форму, небольшую глубину, пологие склоны. Такие формы рельефа называются западинами. Оползни - это скользящее смещение горных пород вниз по склону под влиянием силы тяжести пласта по водоупорному горизонту при наклонном его залегании. Размыв поверхностных горных пород идет под механическим воздействием воды, стекающей по склону. Заболачивание происходит в результате смыкания поверхностных и подземных вод, обычно в понижениях, при близком расположении водоупорного пласта к поверхности. Признаками заболачивания являются: избыточное увлажнение, не просыхающие даже летом участки, появление гигрофитных растений (осока, сабельник, вахта и др.), небольшой слой торфа.
Какая вода в роднике?
Чтобы узнать, какая вода в роднике или источнике, надо провести ряд измерений и простых химических испытаний.

Температуру воды, взятой из источника, определяют погружением термометра на 3-5 мин. в сосуд с водой сразу после наливания воды. Второй способ - при погружении термометра в стекающую струю воды. Не вынимая его из воды, проводят отсчет по шкале. Для питьевой воды государственным стандартом определяется температурный предел 7-12°С. Проведите определение. Запишите данные в журнал наблюдений.
Плотность воды. Вода из источника наливается в цилиндр на 100 мл. Плотность ее зависит от растворенных в ней веществ. Ее определяют ареометром, где деление 1 посредине шкалы. Величина плотности записывается с точностью до третьего знака после запятой. Одновременно с плотностью должна быть измерена температура воды.
Цветность зависит от присутствия в воде солей железа и гуминовых кислот. Цветность можно определить путем сравнения с дистиллированной водой или бесцветным конденсатом из котельной. Два стакана из бесцветного стекла (или два одинаковых цилиндра из учебного кабинета) заполняют водой: один - дистиллированной или конденсатом, другой - исследуемой. Цвет воды рассматривают, сравнивая стаканы на фоне листа белой бумаги при дневном освещении, сбоку, затем сверху, подложив лист белой бумаги под дно стакана. Наблюдаемый цвет записывается по интенсивности окраски: бурый, светло-коричневый, желтый, светло-желтый, бесцветный. Мутную воду перед анализом на цветность следует отфильтровать.
Характер и интенсивность запаха воды определяют следующими испытаниями:

а) ощущение воспринимаемого запаха только что набранной воды при температуре окружающей среды (землистый, хлорный, бензиновый и т. д.);
б) определение запаха при нагревании до 20°С (воду нагревают в круглодонной колбе на спиртовой или газовой горелке). Для этого отбирается 100 мл воды в колбу, которую закрывают пробкой. После нагревания содержимое колбы перемешивают вращательными движениями, частично открывая пробку и опре-деляют интенсивность запаха;
в) определение запаха при температуре 60°С: 100 мл воды родника наливают в плоскодонную колбу, закрывают часовым стеклом и подогревают на водяной бане до 50-60°С. Сдвигая стекло в сторону, быстро органолептически определяют характер и интенсивность запаха.

Таблица 2 Шкала запаха воды

Интенсивность запаха	Характер появления запаха	Оценка интенсивности запаха
Нет запаха	Запах не ощущается	0
Очень слабая	Не ощущается потребителем, но обнаруживается при лабораторном исследовании	1
Слабая	Запах замечается потребителем, если обратить на него внимание	2
Заметная	Запах легко замечается и вызывает неодобрительный отзыв о воде	3
Отчетливая	Запах обращает на себя внимание и заставляет воздерживаться от питья	4
Очень сильная	Запах настолько сильный, что делает воду непригодной для питья	5

Примечание: в случае затруднений в определении запаха можно прибегнуть к экспертной оценке 3-5 человек. Мнение большинства является экспертной оценкой.

Характер вкуса и привкусов воды также можно определить органолептическим методом. При этом определение запаха предшествует определению вкуса (исключение - вода, оцененная по шкале запахов баллами 4 и 5: ее нельзя пробовать на вкус).

Различают четыре основных вкуса: соленый, кислый, сладкий, горький. Все другие виды вкусовых ощущений называются привкусами.
Характер вкуса или привкуса различают но ощущениям, набирая воду в рот малыми порциями, не проглатывая, задерживая ее во рту на 3-5 сек.
В лабораторных условиях или при испытании у источника воду нагревают до 20њС и оценивают по пятибалльной шкале (таблица 3).

Таблица 3 Шкала привкусов питьевой воды

Интенсивность вкуса и привкуса	Характер проявления вкуса и привкуса	Оценка интенсивности привкуса
Нет	Вкус и привкус не ощущаются	0
Очень слабая	вкус и привкус не ощущаются потребителем, но обнаруживаются при лабораторном исследовании	1
Слабая	Вкус и привкус замечаются потребителем, если обратить на него внимание	2
Заметная	вкус и привкус легко замечаются и вызывают неодобрительный отзыв о воде	3
Отчетливая	Вкус и привкус обращают на себя внимание и заставляют воздерживаться от питья	4
Очень сильная	Вкус и привкус настолько сильные, что делают воду непригодной для питья	5

Примечание: при определении вкуса и привкуса воды также следует прибегать к экспертной оценке 3-5 человек и выявлять мнение большинства

Кислотность воды.

Для этого взять универсальную лакмусовую бумагу и цветную шкалу к ней. Смочить бумажную ленточку водой, наблюдая изменение ее окраски, сравнить с цветной шкалой, где нанесены величины водородного показателя рН. Если рН=7, вода не содержит свободных кислот и щелочей. Если рН не равен 7, то вода имеет кислую или щелочную реакцию.
Запишите величину рН по шкале, подержав бумажку в воде примерно 20 сек.

Таблица 4 Цветовая шкала и величина рН

pH цвет индика-тора	1 мали-новая	2 крас-ная	3 оран-жевая	4 жел-тая	5 светло- желтая	6 желто- зеленая	7 болот-ная	8 светло- зеленая	9 зеле-ная	10 синяя
Хар-ка среды	Сильнокислая			Среднекислая		Слабо кислая	Нейтр-альная	Слабо щелочная		Сильно щелочная

Запишите величину рН и реакцию воды на индикатор.

Взвешенные примеси воды.

Предварительно взвесьте на технохимических весах бумажный фильтр. Затем профильтруйте через него 200 или 500 мл воды из источника. Высушенный на воздухе фильтр снова взвесьте. Разница между вторым и первым взвешиванием покажет, сколько граммов нерастворимых частиц взвеси содержится в воде.
Рассчитайте содержание нерастворимых частиц в 1 л воды из источника. Для этого величину массы взвешенных частиц умножьте на отношение 1000 мл к величине объема фильтруемой воды. Например, на 1000/200=5.
M=(M2-M1)X1000/V (г/л), где
М - масса взвешенных частиц, г;
М2 - масса фильтра после фильтрования, г;
высушивания, г;
Ml - масса чистого сухого фильтра, г;
V - объем фильтруемой воды, мл.

Растворенные примеси воды.

Мерной колбой на 100 мл отмеряется отфильтрованная вода и небольшими порциями выливается в большую фарфоровую чашку, предварительно взвешенную на технохимических весах. Выпаривание лучше проводить на водяной бане.
После выпаривания чашка взвешивается, и разница показывает массу растворенных веществ. Умножив ее на 10, получаем концентрацию растворенных веществ в г/л воды (общая минерализация).
Чаще всего родники - это выходы подземных вод пресного характера. Хотя редко, но могут встретиться минеральные источники, в которых содержание солей выше, чем в пресной воде. Если скорость истечения воды из них небольшая, то они не имеют широкого потребительского значения, но могут использоваться местными жителями (особенно железистые и гидрокарбонатные воды) в качестве лечебной питьевой воды.
Если величина общей минерализации превышает 5 г/л, то можно определить качественным путем наличие основных растворимых примесей; если не превышает 5 г/л, то качественный анализ в школьных условиях проводить нет смысла.

Качественное определение растворимых примесей воды.

Сульфаты (соли серной кислоты) определяют по помутнению воды в пробирке от растворов хлорида или нитрата бария.
Хлориды (соли соляной кислоты) определяют помутнением воды от раствора ляписа (нитрата серебра) или нитрата свинца с последующим охлаждением в струе холодной воды.
Гидрокарбонаты (кислые соли угольной кислоты) определяют только при величинах рН, равных или больше 7. Для этого к исследуемой воде прибавляют по каплям раствор соляной кислоты. Интенсивное выделение пузырьков газа без запаха свидетельствует о наличии гидрокарбонатов.
Если при выпаривании воды сухой остаток имеет желтый или желтоватый цвет, то следует сделать в разных пробирках пробы на соли железа растворами желтой и красной кровяных солей, а также роданида аммония или калия. Признаки - появление осадков синего цвета от кровяных солей и кроваво-красного окрашивания от роданида - свидетельствуют о наличии ионов железа.
Если на остаток после выпаривания подействовать раствором соляной кислоты и при этом будет наблюдаться вскипание с выделением пузырьков газа, значит вода обладает гидрокарбонатной жесткостью.
Если остаток ее вскипает, то в нем содержатся хлориды или сульфаты.
Если вода на вкус соленая или горько-соленая, то можно проверить сухой остаток на наличие солей натрия или калия. Для этого на кончике чистого ножа из нержавеющей стали внести немного сухого остатка в наружный конус пламени горелки. Желтая окраска пламени горелки укажет на соли натрия, сиренево-фиолетовая - на соли калия, кирпично-красная - на соли кальция.
Учись систематизировать свои наблюдения и результаты опытов
Каждый исследователь ведет дневник наблюдений, чтобы систематизировать, сравнить, сопоставить результаты наблюдений, сделать выводы и заключения. Свойства и состав воды разных источников, изученных вами в своем районе, занесите в журнал наблюдений, форма которого может быть примерно такой (табл. 5).

Таблица 5 Форма лабораторного журнала

название, N
источника, место на карте

T, C

Плотность, г/л

Цветность

Мутность

Запах (символ)

Интен. запаха, баллы

Сухой остаток, г/л

pH, катионы и анионы

Можно сделать картотеку родников по этой форме, а на обороте карточки дать описание растений и животных вблизи родника, а также другие сведения: например, историю родника.
Что растет вблизи родника?
Растительность вокруг родников и источников зависит от их типа - лесные, речные или луговые родники. Описание растительности дается также по типам (древесная, кустарниковая, травянистая, мохово-лишайниковая) и по видовому составу.
В связи с переувлаженением местности древесно-кустарниковая растительность обычно представлена ольшаниками (по речным долинам - черноольшаниками), ивняками, березняками, ельниками, а травянистая - луговой (крупнотравной, разнотравной) и болотно-луговой растительностью. Лесные родники и ручьи, которым они дают начало, окружены древесной, кустарниковой и травянистой растительностью. Для русла ручья характерны влаголюбивые растения из экологической группы гигрофитов (купающих корни в воде): сердечник - из крестоцветных, луговой чай - из первоцветных, чистяк весенний - из лютиковых, осоки, мхи - из рода мниум и некоторые другие.
В русловой части ручья не должно быть опавших веток, лесного хвороста и валежника. Весьма желательно очистить русло и берега от мусора - это гарантия роста растительности. Речные родники берут свое начало в крутизне речных берегов. Ручей такого родника течет по пойменной части, среди луговых растений - мезофитов и гигрофитов: гравилата речного - из розоцветных, горца змеиного - из гречишных, калужницы болотной -из лютиковых, поручейника - из зонтичных и многих других.
При сильном зарастании приручьевой поймы путь воды из родника оказывается сложным и запутанным, поэтому следует почистить русло ручья и несколько его углубить. Тогда легче будет выявить и преобладающую вблизи родника и ручья растительность.
В крутизне берега можно посадить дерево, сделать навес, оборудовать на берегу беседку, сделать альпийскую горку. Путники будут благодарны вам за оборудование места отдыха у родника. Луговые родники часто зарастают, если не проводится сенокошение и расчистка приручьевой полосы. Желательно на лугу расчистить у ручья площадку 3Х3 кв. м вокруг подземного ключа, оформить место отдыха для туристов и следить за тем, чтобы оно не зарастало сорными растениями, которые могут быть занесены животными или людьми.
Кто живет вблизи родника и посещает родник?
Такое заключение можно сделать, когда имеются дневниковые записи о наблюдениях, которые провели юные зоологи, посещая родник. Для этого надо учесть 100 человеконаблюдений в разное время суток. Учет ведется по типам и видам животных. Непосредственные наблюдения за млекопитающими, посещающими родник или источник, провести сложно. Большинство этих млекопитающих очень осторожны и скроются, прежде чем вы их успеете разглядеть. Интересную информацию о посетителях родника могут дать следы на влажной земле.
Точные сведения о животных можно получить с помощью "следовой книги". Для этого выбирается на берегу родника увлажненный участок с большим количеством следов. Площадка выравнивается, все следы при этом засыпаются. Теперь любое млекопитающее, подходя к роднику, оставит на почве свои отпечатки ("визитную карточку"), по которым и можно узнать о живущих вблизи родника и посещающих его видах млекопитающих и других классов животных.
Ежедневно просматривая и разравнивая "следовую страницу", можно определить не только все виды животных у родника, но и установить примерное количество млекопитающих по размерам и типам следов. Самые четкие и полные следы следует зарисовать с помощью деревянной рамки с простой сеткой из тонких нитей и блокнота с миллиметровой бумагой и вспомогательными линиями. Узнать вид млекопитающего с помощью рисунка следов можно по определителю, а также в беседе с опытными охотниками. Рисунки следов приложите к отчету о роднике.
Интересные наблюдения у родников можно провести за птицами. Многие птицы часто посещают водоемы или живут около них.
Определите виды птиц, замеченных у родника, выясните, что привлекает птиц к роднику: источник воды для питья и купания, пища, удобные места для гнезд. Будьте осторожны при посещении родника, если там обнаружите гнезда или заметите, что птицы ведут себя беспокойно. Ни в коем случае не изменяйте обстановки вокруг гнезда - это может привести к его гибели.
Птиц можно наблюдать непосредственно: они менее осторожны, чем млекопитающие. Знание следов птиц может быть источником интересной информации о событиях у родника, происходивших без вас. Изучение следов птиц проведите так же, как следов млекопитающих. Но их определение представляет большую трудность: они разнообразнее следов млекопитающих.
С познавательной точки зрения интересно познакомиться с обитающими около родника земноводными. Могут встречаться лягушки - травяная и остромордая, тритоны - остромордый и гребенчатый. Интересно установить их численность, просчитав количество по берегам родника.

Изучая родники и образуемые ими ручьи, вы можете провести работу по сохранению некоторых видов животных. Многие ручьи в весенний период в результате таяния снега затопляют низинные участки (лужи). В хорошо прогреваемых чистых лужах могут нереститься лягушки и жабы. Летом лужи часто теряют связь с ручьем или другим водоемом и пересыхают. В этот период гибнет большое количество головастиков, не успевающих завершить цикл своего развития. Прокопав канавки к ручью, вы спасете большое число полезнейших животных - лягушек и жаб. В подобную ситуацию могут попасть и рыбы. Окажите им помощь, ведь рыб в ручьях становится все меньше.
Работа требует отчетности
Изучив родники и источники во время прогулок, экскурсий, туристских походов, летней практики, заведите на каждый из них паспорт, форма его приведена ниже.

Паспорт родника
Номер источника
Название источника
Область
Район
Населенный пункт
Элемент рельефа
Геологические условия выхода воды
Характеристика пласта, из которого вытекает подземная вода ..............................
Породы водоупорного пласта ..........................................................................................
Выход воды на поверхность (из трещин, промежутков между частицами пород и т. д.)
Характер вытекания воды (вытекает спокойно, бурлит, бьет струйками, фонтанирует и т. д.)
Высота источника над уровнем воды в реке
Расстояние источника от уреза реки (ручья)
Растительность вблизи родника
Животный мир вблизи родника
Физические особенности воды источника
Прозрачность воды
Запах
Вкус
Осадок (количество, цвет) Состав осадка железистый ....................................
известковый..........................................
кремнистый
Температура воды.........
Температура воздуха (указать время) ................
Замерзание источника
Сроки замерзания ....................................
Дебит источника .......................................................
Участие источника в питании ручья, реки, озера .................................................
Влияние родника на окружающую местность (провалы, оседания, оползни, размывы, заболачивание и т. д.)
Хозяйственное использование источника

В начало