1
Географический факультет
Кафедра гидрологии и природопользования
ОТЧЕТ ПО УЧЕБНОЙ ПРАКТИКЕ
Ознакомительная (гидрологическая) зимний этап
по направлению 05.03.06 «Экология и природопользование»
Профиль «Экологическая безопасность и управление природопользованием»
Студент 1 курса очного отделения,
Группа 6131-ДБ В.А. Щербакова
Руководитель: доцент, О.А. Бархатова
Содержание
снежный покров ледовый наблюдение
Введение
1. Снежный покров
1.1 Формирование снежного покрова
1.2 Снежный покров в г. Иркутске
1.3 Загрязнение снежного покрова
1.4 Основные задачи мониторинга снежного покрова
2. Снегомерная съемка
2.1 Цели и задачи
2.2 Приборы и оборудование для производства съемки
2.3 Проведение снегомерной съемки
2.4 Результаты и анализ съемки
3. Снегогеохимическая съемка
3.1 Цели и задачи
3.2 Наблюдение за состоянием снежного покрова на основе съемки
3.3 Результаты и анализ съемки
4. Ледовый режим
5. Ледомерная съемка
5.1 Цели и задачи
5.2 Приборы и оборудование для производства съемки
5.3 Проведение ледомерной съемки
5.4 Результаты и анализ съемки
Список использованных источников
Введение
Значение зимних гидрометрических работ очень большое. В это время можно наблюдать минимальные расходы воды, лимитирующие эксплуатацию большого числа водохозяйственных объектов. Ледяной покров не только осложняет работу многих сооружений на реках, но и обеспечивает прокладку и функционирование временных транспортных путей и преград. Зная сколько запасов воды в снежном покрове можно определить объемы максимальных весенних половодий. Высокая сорбционная способность снега и захватывание существенной части продуктов техногенеза во время снегопада делает его наиболее информативным при изучении загрязнения среды - поэтому измерение загрязнения снега наиболее надежный источник данных о возможных загрязнениях почв и поверхностных вод.
Цель - практическое освоение приемов и методов производства гидрометрических наблюдений и работ в зимних условиях.
Задачи:
· ознакомиться с характером распределения снегового и ледового покрова, зимнем состоянием водных объектов и зимними ледовыми явлениями;
· изучить приемы и методы наблюдений за толщиной снега и льда;
· провести ледомерную и снегомерную съемки и ознакомиться с производством зимних расходов воды;
· провести работы с приборами и оборудованием в зимних условиях;
· усвоить способы обработки полученных материалов.
1. Снежный покров
Снежный покров - слой снега на поверхности Земли, возникающий в результате снегопадов. Ежегодно покрывает площадь от 115 до 126 млн. км2, приблизительно 2/3 этой территории приходится на сушу, а 2/3 на морские льды (главным образом в Арктическом и Антарктическом бассейнах) [1].
Свойства снежного покрова: Отражательная способность (80-90 % - свежевыпавший снег, 30-40 % - лежалый снег в период таяния). Малая плотность (0,05-0,1 г/см3 - свежевыпавший, 0,3-0,4 г/см3 - сухой снег в конце зимы, 0,5-0,6 г/см3 - многолетний снег на ледниках) следствие теплопроводности [1].
Характеризуется слоистостью и зернистостью. Слоистость - результат перерывов в отложении снега при загрязнении поверхности и формирования на ней корок и наста. Зернистость - возникает вследствие процессов перекристаллизации снежной толщи - превращения пластинчатых и столбчатых снежинок в бесформенные зерна разной величины. На протяжении зимы снежный покров оседает и уплотняется. Его разрезы к концу зимы отражают историю прошедших снегопадов и состояний погоды, запасы тепла в подстилающих грунтах. При сильных передах температуры внутри снежного покрова отдельные его слои подвергаются разрыхлению, что ослабляет связи между ними.
Снежный покров влияет на климат, рельеф, гидрологические и почвообразовательные процессы, жизнь растений и животных. Предохраняет почву от глубокого промерзания и сохраняет озимые посевы, поглощает азотистые соединения, удобряя почву, адсорбирует атмосферную пыль, охлаждает приземные слои воздуха. Питает все ледники и многие реки во время таяния. Теплые воды являются основным источником питания рек равнин Восточной Европы, Сибири, северной части Северной Америки, а также большинства горных рек умеренных поясов. В горах значительная часть снега перемещается в форме лавин. Большая концентрация метелей в лесостепных и степных зонах весной снежной покров усиливает овражную эрозию.
1.1 Формирование снежного покрова
Общая циркуляция атмосферы определяет формирование снежного покрова. Количество твердых осадков возрастает при встрече воздушных течений с горными хребтами (распределение снега в горах неравномерно из-за экспозиции склонов и ветрового переноса снега). Под пологом леса на равнинах он залегает наиболее равномерно. В лесостепи и степи часть снега сдувается в балки и овраги.
Поверхность снежного покрова формируется под воздействием солнечной радиации и ветров. Ветровые формы снежного микрорельефа бывают аккумулятивными (снежные сугробы, дюны, барханы) и дефляционные (заструги, впадины).
1.2 Снежный покров в г. Иркутске
Климат г. Иркутска, как и всей Иркутской области, резко континентальный с малоснежной зимой и теплым с обильными осадками летом. Описание снежного покрова на территории г. Иркутска дано по [2].
Характер погоды и метеорологический режим в зимний период определяется влиянием азиатского антициклона, летом - общим падением давления и активизацией циклонической деятельности. Среднегодовая температура воздуха составляет около минус 2,1 - минус 2,9 °С. Зима холодная малоснежная. Самый холодный месяц - январь, а самый тёплый - июль. Устойчивый снежный покров образуется, как правило, в начале-середине ноября и к концу зимы достигает высоты 0,3-0,4 м.
Устойчивый снежный покров в среднем образуется чаще в первой декаде ноября и разрушается в начале апреля. Число дней со снежным покровом составляет в среднем около 150-160 дней. Наибольшая декадная высота снежного покрова за зиму по отрывочным данным метеостанции Лиственничное на открытом месте колеблется от 14 до 22 см, в защищенном - от 23 до 32 см.
Наибольшая декадная высота снежного покрова за зиму на открытом месте колеблется от 6 до 29 см, в защищенном - от 17 до 44 см. Среднее число дней с метелью - 10, наибольшее - 25.
Нормативная нагрузка от снегового покрова - 70 кг/м2, глубина сезонного промерзания грунтов - 3,0 м
1.3 Загрязнения снежного покрова
Состояние накопленного на зиму снежного покрова в городе различается от состояния вне города. Загрязнение - это "привнесение в среду или возникновение в ней новых, обычно не характерных для нее физических, химических или биологических агентов"[4]. Возникает вследствие естественных причин и деятельности человека. Антропогенную составляющую загрязнения определяют сравнением количественных показателей загрязнения снега в промышленном районе и вдали от него.
С развитием промышленности все больше возрастает загрязнение окружающей среды отходами производств. Результат бурного развития автомобильного транспорта - повышенные концентрации свинца в воздухе и почве.
Для атмосферы над городскими центрами характерны высокие концентрации загрязняющих веществ: оксиды углерода, серы и азота, углеводороды, окислители и твердые частицы. Они попадают в воздух в результате промышленных процессов (химические выбросы нефтеперерабатывающих заводов, сжигания топлива и твердых отходов. Концентрация загрязнения зависит от размера источников выбросов, высоты атмосферного слоя и средней скорости ветра в нем. Некоторые погодные условия позволяют накапливать загрязняющие вещества над городской территорией в течение времени.
Снег перераспределяет влагу между атмосферой и землей, и переноси большое количество диспергированного материала над территориями города и вблизи промышленных предприятий. Также снег может содержать загрязнители окружающей среды.
Снежный покров выбран в качестве естественного индикатора - коллектора антропогенных загрязнений [3].
1.4 Основные задачи мониторинга снежного покрова
Задачи мониторинга снежного покрова и разработка программы наблюдений учитывают особенности объектов исследования: зона влияния промышленных предприятий, территории городов, транспортных магистралей, окрестности населенных пунктов, а также посты отбора проб атмосферного воздуха и снегомерные маршруты метеостанций.
По результатам снегомерной съемки посредством методики автоматизированного эколого-географического картографирования создаются компьютерные карты, которые наглядно показывают загрязнение территории определенными веществами.
Основной задачей мониторинга является получение характеристик выпадения загрязняющих веществ по территории страны в целом и по отдельно взятым регионам. По данным сети мониторинга определяются также дальний и трансграничный переносы загрязняющих веществ.
Создание в нашей стране системы мониторинга загрязнения снежного покрова позволило впервые в мировой практике получить детальную картину пространственного загрязнения обширных территорий и ее характерных изменений» [4].
2 . Снегомерная съемка
Снегомерная съемка - это измерение высоты плотности снежного покрова через определенное расстояние вдоль заранее намеченных промерных линий с целью определения среднего запаса воды в снежном покрове на определенной площади. Снегомерная съемка производится до начала снеготаяния раз в декаду, в период снеготаяния раз в пятидневку. Измерения на полевом участке ведутся по промерной линии в форме равностороннего треугольника, общая длина маршрута 1 км. В период наибольшей высоты снежного покрова и в период снеготаяния производятся контрольные снегосъемки [1].
2.1 Цели и задачи съемки
Измерение снежного покрова гидрологи проводят с целью оценки запасов воды в нем и их доли в общем балансе влаги в бассейне. Определение запасов воды в снежном покрове производится посредством сплошных или выборочных (ландшафтных) снегомерных съемок. На практике целесообразно использовать последний способ, когда каждая бригада выполняет съемку на участках с определенным ландшафтом (ровное поле, лес, кустарник, поле со сложным рельефом и т.п.).
Запас воды в снеге - это слой воды, который весит столько же, сколько и образец снега [1].
Задачей является определить степень покрытия окрестностей снежным покровом, высоту снежного покрова на площадке.
2.2 Приборы и оборудование для производства съемки
· Весовой снегомер, лопаточка весового снегомера (рис.2.1) - для определения плотности снега - измерение толщины слоя талой воды, слоя снега, насыщенного водой, толщина притертой ледяно корки, а также оценивается состояние почвы под снежным покровом (мерзлая или талая);
· Переносная снегомерная рейка (рис.2.2) - для измерения высоты снежного покрова [5];
1 - металлическая линейка, 2 - передвижной груз,3 - стрелка указателя равновесия,4 - обоймица, 5 - крючок для подвешивания цилиндра, 6 - весы, 7 - подушка кронштейна, 8 - кольцо, 9 - металлический цилиндр, 10 - крышка, 11 - лопаточка.
Рисунок 2.1 Весовой снегомер ВС-43 и лопаточка весового снегомера [5]
Рисунок 2.2 Переносная снегомерная рейка [5]
2.3 Проведение снегомерной съемки
В начале маршрута (первая точка измерения) - измеряется высота снежного покрова и далее измерения высоты снежного покрова на полевом маршруте выполняются через каждые 20 м, на лесном через 10 м. Плотность снега определяется в 10 точках полевого маршрута и в 5 точках лесного маршрута. Первая точка определения плотности:
- на полевом маршруте (протяженностью 2000 метров) - через 100 м от начала маршрута;
- на маршруте протяженностью 1000 м и на лесном маршруте - на расстоянии 40 или 60 метров от начала маршрута.
Последующие точки определения плотности на маршруте в 2000 м выбираются через каждые 200 м, на полевом в 1000 метров и на лесном - через каждые 100 м.
Порядок работы со снегомером:
Снегомер следует вынести наружу не менее чем за 0,5 часа до начала работы.
Снегомер с помощью груза привести в состояние равновесия, зафиксировать показание, которое будет служить «0» отсчёта.
Снять крышку с трубы снегомера и погрузить в снег зубчатым краем. Произвести отсчёт высоты снежного покрова по шкале трубы с точностью до 1 см.
Надеть крышку и с помощью лопатки отгрести снег с одного бока трубы, подсунуть лопатку под трубу, закрывая нижнее отверстие, и не отнимая лопатки поднять трубу из снега. Перевернуть трубу крышкой вниз и подвесить за ручку.
Перемещая груз по линейке весов, уравновесить взятую пробу снега и отсчитать положение груза на линейке. Результаты записать.
Провести измерение 3 раза. При всех последующих измерениях необходимо вновь определить нулевое положение весов.