На чтение: ≈ 10 мин.Как мы и обещали нашим читателям, в летних номерах «Методической кухни» продолжается публикация материалов участников 5-й Межрегиональной экологической экспедиции школьников России, состоявшейся в июле прошлого года в Новгородской области (см. №№4, 8 за 2007 год). В этом номере вы найдете уникальный сценарий мастерской на свежем воздухе.
Цель работы: обучиться методике гидрологических и гидрографических исследований с применением GPS-навигатора и электронного эхолота. По результатам исследований составить паспорт озера Гверстянец в районе проведения экспедиции.
Оборудование: GPS-навигатор, электронный эхолот, водный термометр, карта исследуемого района, лодка, спасательные жилеты, журнал наблюдений, фотоаппарат.
Программа исследований
1. Подготовительный этап.
Сбор сведений об озере:
– название и местонахождение водоема;
– принадлежность к бассейну реки;
– реки, ручьи, впадающие и вытекающие из озера;
– данные о гидрологическом режиме озера.
Источники информации: картографический материал, метеорологические и гидрологические справочники.
2. Полевые исследования.
2.1. Отметка путевых точек на берегу озера для дальнейшего построения плана водоема.
2.2. Прохождение маршрутов (треков) по озеру на лодке и промеры глубин по запрограммированным трекам с помощью электронного эхолота.
2.3. Измерение температуры воды поверхностного слоя (с помощью эхолота) и на глубине (водным термометром).
3. Камеральная обработка материала.
3.1 Компьютерная обработка данных GPS-навигатора (построение плана озера по путевым точкам, нанесение на план треков, обозначение абсолютных высот и глубин).
3.2. Вычерчивание поперечных профилей озера;
3.3. Составление морфометрических характеристик:
– длина озера;
– максимальная ширина;
– длина береговой линии;
– изрезанность береговой линии;
– площадь озера;
– объем воды;
– средняя глубина;
– максимальная глубина.
4. Составление паспорта озера.
Порядок выполнения работы
Часть 1. Полевые исследования
Если водоем большой и его берега трудно проходимы, сложно организовать глазомерную съемку. GPS-навигатор позволяет фиксировать в существующей системе координат любую точку земной поверхности, определять расстояния между объектами, высчитывать площадь замкнутого пространства и определять высоту над уровнем океана.
Для того чтобы построить план озера, необходимо на его берегу зафиксировать путевые точки.
Путевая точка – это определенная точка на карте или пути, которая записывается в память навигатора. В данной точке определяются географические координаты и высота над уровнем моря. Таким образом, если заложить путевые точки на берегу озера, то при компьютерной обработке путевые точки связываются в маршрут (трек), и мы получаем план озера. Количество необходимых точек зависит от конфигурации и размеров озера. Чем больше будет зафиксировано путевых точек, тем подробнее получится план озера.
Путевые точки удобнее закладывать одновременно с прокладыванием треков. Отмечается точка на берегу, у уреза воды, навигатор ее запоминает. Далее необходимо сесть в лодку и двигаться к противоположному берегу, записывая трек (см. пункт «Прокладывание треков). Подплыв к противоположному берегу и закончив запись трека, необходимо сделать запись путевой точки на берегу, у уреза воды. Во время прокладывания трека через каждые 5-10 метров (пройденное расстояние указывается на экране навигатора) надо снимать показания эхолота (глубину и температуру воды) и заносить данные в бланк (см. пункт «Промеры глубин с помощью эхолота»).
В начале работы необходимо распределить обязанности: один человек работает с навигатором, другой – с эхолотом, третий ведет записи результатов промера глубин, четвертый отвечает за измерение температур и пятый работает на веслах.
Алгоритм создания путевой точки
На странице меню GPS-навигатора кнопкой ВВЕРХ/ВНИЗ выберите пункт «Точки» и нажмите ВВОД для перехода к списку путевых точек.
Нажмите кнопку ВВОД, и Вы увидите всплывшее подменю.
Кнопкой ВВЕРХ/ ВНИЗ выберите пункт «Созд» и снова нажмите ВВОД для входа на страницу создания путевых точек.
Для изменения текущего символа выберите его кнопками ВЛЕВО/ ВПРАВО/ ВВОД.
Кнопкой ВВЕРХ/ ВНИЗ измените буквы, символы и цифры. Вы можете указать для путевой точки не только название и символы, но и долготу и широту.
Выберите ДА и нажмите ВВОД для подтверждения или НЕТ и ВВОД для отмены.
Данная функция позволяет записать в память навигатора пройденный путь со следующей информацией: время записи, расстояние, средняя и максимальная скорость движения, площадь замкнутого трека.
Для прокладывания трека:
В меню GPS-навигатора выберите пункт «Треки».
Назовите трек.
Перейдите на страницу «Слежение».
По окончании пути вернитесь на страницу «Треки».
Выберите пункт «Закончить запись».
Промеры глубин с помощью электронного эхолота
Установите эхолот на лодку так, чтобы датчик был погружен в воду.
Включите эхолот, настройте прибор на функцию донного поиска.
Снимайте показания эхолота (глубину, температуру) через каждые 5-10 метров и записывайте полученные результаты в бланк наблюдений (помните, что эхолот отсчитывает глубину от поверхности датчика, поэтому к показаниям эхолота необходимо прибавлять расстояние, на которое погружен датчик эхолота).
Таблица 1
Измерение температуры воды на разных глубинах
Эти измерения необходимо провести на максимальной глубине озера.
В зафиксированной путевой точке отметьте с эхолота показатели температуры (поверхностный слой).
Водный термометр с грузом отпустите на глубину 5 метров, подождите 3 мин.
Быстро поднимите термометр наверх и снимите показания термометра. Запишите данные в бланк.
Повторите измерения на глубинах 10, 15, 20 метров.
Таблица 2
Часть 2. Обработка полученных результатов
1. Компьютерная обработка данных.
Данные навигатора заносятся в компьютер и с помощью специальной программы обрабатываются. В результате получаем план озера с зафиксированными точками, в которых отмечались абсолютные высоты, и проложенными треками, по которым выполнялись промеры глубин и измерение температуры воды.
2. Построение промерных профилей дна озера.
По данным таблицы 1 выстраиваются профили озера (график, в котором по вертикали откладываются глубины, а по горизонтали – расстояние).
3. Составление морфометрических характеристик.
Длина озера (L) – кратчайшее расстояние между двумя наиболее удаленными друг от друга точками берегов (определяется во время прокладывания треков с помощью GPS-навигатора).
Ширина озера максимальная (B) – наибольшее расстояние между берегами по перпендикуляру к длине озера.
Длина береговой линии (измеряется по урезу воды). Если водоем небольшой по размерам и с проходимыми берегами, то можно проложить трек по урезу воды, и навигатор автоматически высчитает пройденное расстояние – это и будет длина береговой линии.
Площадь озера (высчитывается автоматически навигатором).
Максимальная глубина (выявляется в ходе измерительных работ с помощью эхолота).
Результаты исследований
В результате выполненной работы:
собран картографический материал о районе исследований;
собраны сведения об озере Гверстянец;
построен план озера с нанесенными треками, которые являются створами промеров глубин;
построены профили озера по результатам створных промеров глубин;
построен профиль озера с данными об изменении температуры воды с глубиной;
определены морфометрические характеристики озера Гверстянец;
составлен паспорт озера.
Светлана ЖИГАНОВА, учитель географии школы-интерната №1 города Сарова, Нижегородская область
Выбор читателей
Комментарии