В. Б. Юскаєв методичні вказівки icon

В. Б. Юскаєв методичні вказівки




НазваВ. Б. Юскаєв методичні вказівки
Сторінка1/4
Дата28.07.2012
Розмір0.62 Mb.
ТипДокументи
  1   2   3   4

Міністерство освіти і науки України

Сумський державний університет


До друку та в світ

дозволяю на підставі

"Єдиних правил",

п.2.6.14

Заступник першого проректора -

Начальник організаційно-
методичного управління В.Б. Юскаєв


МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання лабораторних робіт

з курсу "Загальна гідрологія" для студентів 2-го курсу

спеціальності 7.070801 „Екологія та охорона навколишнього середовища” усіх форм навчання


Усі цитати, цифровий,

фактичний матеріал,

бібліографічні

відомості перевірені,

написання одиниць

відповідає стандартам


Укладач В.О. Тюленєва

Відповідальний за випуск Л.Д. Пляцук

Декан інженерного факультету А.О. Євтушенко

Декан заочного факультету В.Я. Стороженко


Суми

Вид-во СумДУ

2006

Міністерство освіти і науки України

Сумський державний університет


^ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання лабораторних робіт

з курсу "Загальна гідрологія"

для студентів 2-го курсу

спеціальності 7.070801 „Екологія та охорона

навколишнього середовища”

усіх форм навчання


Суми

Вид-во СумДУ

2006


Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу "Загальна гідрологія" для студентів 2-го курсу спеціальності 7.070801 „Екологія та охорона навколишнього середовища” усіх форм навчання / Укладач В.О.Тюленєва. – Суми: Вид-во СумДУ, 2006. – 47 с.


Кафедра „Прикладна екологія”

ВСТУП


Спеціаліст-еколог за родом своєї діяльності повинен добре уявляти місце та роль води в природі і водних ресурсів в народному господарстві, сутність гідрологічних процесів, їх роль в роботі тих чи інших виробництв. Допомога в досягненні цих цілей – основне призначення курсу „Загальна гідрологія”
(2-й курс, 3-й семестр за навчальним планом спеціальності 7.070801), в якому передбачено виконання лабораторно-практичних робіт.

Основні завдання цих робіт такі:

1 Ознайомити студентів з основними гідрологічними особливостями водних об’єктів і показати роль і значення природних вод у навколишньому середовищі.

2 Показати сутність основних гідрологічних процесів у водних об’єктах різних типів з позиції фундаментальних законів фізики.

3 Дати уявлення про основні методи вивчення водних об’єктів.

4 Показати практичну важливість вивчення гідрологічних процесів і режиму водних об’єктів для раціонального використання їх ресурсів в народному господарстві і для вирішення завдань охорони природи.

5 Визначити екологічну роль процесів, які проходять у водних об’єктах у біосфері. Бути готовим до вирішення екологічних проблем, які виникають при експлуатації водних об’єктів людиною.

Після проведення лабораторних робіт студент повинен отримати навички виконання польових досліджень на річках, озерах і інших водних об’єктах, вміти провести відбір проб води для визначення твердого і хімічного стоку з подальшим аналізом.

Лабораторна робота 1


Тема. Знайомство з методами гідрологічних досліджень. Поняття „гідросфера”. Круговорот води. Визначення складових водного балансу


Мета - ознайомитися з методами гідрологічних досліджень. Навчитися визначати складові водного балансу різними методами.


^ Прилади та матеріали: карта світового океану, контурна карта, вимірювачі, лінійки, батометр, лот, гідрологічна рейка переносна, опадомір Третьякова, вимірювальний стакан, гідрологічні поплавці.

^ Вхідний контроль

1 Дати визначення понять: „океан”, „море”, „озеро”, „водосховище”, „ставок”, „болото”, „річка”, „струмок”, „канал”, „підземні води”, „багатовікова мерзлота”, користуючись методичними вказівками „Поняття та терміни...”. Навести конкретні приклади. Заповнити таблицю 1.


Таблиця 1.


2 Дати визначення понять: „водорозділ”, „головні водорозділи в біосфері”. Використовуючи фізичну карту світу (або якого-небудь регіону), навчитися проводити водороздільну лінію між річковими басейнами.

На контурній карті провести головний водорозділ, визначити водозбори, виділити безстічні області.

3 Дати визначення поняття „гідросфера”. Скласти схему видів води, використовуючи дані таблиці 2, підрахувати загальний об’єм.


Таблиця 2 - Запаси води в гідросфері.

^ Вид води гідросфери

Площа,

млн км2

Об’єм,

тис. км3

Частка в світових запасах, %

від загальних запасів

від запасів прісних вод

Світовий океан

Льодовики

Озера,

в т. ч. прісні

Водосховища

Вода річок

Вода боліт

Підземні води,

в т. ч. прісні

Води баготолітньо-мерзлих порід

Вода атмосфери

Вода в організмах

Загальний запас води, в т. ч. прісної

361

16,3

2,1

1,2

0,4

-

2,7

-

-


2,1

-

-


-

1338000

25800

176

91

6

2

11

23400

10530


300

13

1


1398330

96,4

1,86

0,013

0,007

0,0004

0,0002

0,0008

1,68

0,76


0,022

0,001

0,0001


100

-

70,3

-

0,25

0,016

0,005

0,03

-

28,7


0,82

0,04

0,003


100


4 Скласти схему кругообігу води в гідросфері, використовуючи знання про такі процеси: випаровування, конвекція, адвекція, конденсація, сублімація, випадіння опадів, стік води по поверхні суші, інфільтрації та інфлюації, водоупори, підземний стік. На схемі виділити океанічний та континентальний ланцюги, показати процеси, які пов’язують загальний кругообіг води на Землі.

Розглянути водний баланс кожної з частин Землі, показати розбіжності, пов’язуючи ланцюги балансу та кругообігу.

Скласти та підрахувати водний баланс суші, океану і всієї Землі в цілому, використовуючи дані таблиці 3. Зробити висновки.

5 Ознайомитися з методами гідрологічних досліджень, які описані нижче.

1) Методи польових досліджень. Польові дослідження поділяються на експедиційні та стаціонарні. Перші – проводяться відносно короткочасні експедиції на водні об’єкти. Другі – проведення довготривалих (звичайно багаторічних) спостережень в окремих місцях водних об’єктів (на гідрологічних станціях або постах). Останнім часом широко використовується метод автономних реєструючих систем.

2) Методи експериментальних досліджень. Експеримент може проводитися як в лабораторних умовах, так і на природі. В лабораторіях на спеціальних установках вивчаються окремі процеси в різних заданих режимах. У другому випадку спостереження проводиться на невеликій ділянці природного об’єкта, спеціально вибраного для детальних спостережень, так званих „полігонах”.

3) Емпіричні та статистичні методи використовують сучасні прийоми обробки даних спостережень та математичної статистики.

4) Теоретичні методи базуються на законах фізики і на закономірностях просторово-часових вимірів гідрологічних характеристик. Серед цих методів – метод моделювання, системного аналізу, картографування.

^ Хід лабораторної роботи

1 За допомогою опадоміра Третьякова виміряти кількість опадів. результати записати у вигляді таблиці 4.


Таблиця 4

^ Номер вимірювання

Дата вимірювання

Число поділок стакана

Поправка на

змочування

Кількість опадів
















2 За допомогою переносної гідрологічної рейки виміряти рівень води в річці або озері. Результати записати у вигляді таблиці в гідрологічний журнал (таблиця 5).


Таблиця 5

^ Номер

вимірювання

Дата

вимірювання

Строк

вимірювання

Висотна

відмітка

нуля рейки

Рівень води

в річці
















3 За допомогою батометра та термометра відібрати проби води з глибини 1 м, 2 м, 3 м з річного водотоку або озера. Результати записати у вигляді таблиці в гідрологічний журнал (таблиця 6).


Таблиця 6

^ Номер

вимірювання

Дата вимірювання

Глибина

відбору проби

Температура

води

Об’єм проби
















4 За допомогою лота визначити максимальну глибину перерізу річного русла або озера з гідрологічного містка.

Результати роботи оформити у вигляді звіту, зробити узагальнюючий висновок, показати значущість експерименту для визначення складових балансу.


Лабораторна робота 2


Тема. Світовий океан, його частини. визначення солоності води


^ Мета - виявити особливості океанічної води. Навчитися визначати кількість солей в 1 літрі морської води.


Прилади та матеріали: хімічні стакани об’ємом 250 мл, аналітичні ваги, електроплитка, фільтри.

^ Вхідний контроль

1 Роздивитися фізичну карту світового океану. Дати визначення поняття „океан”. Виділити на контурній карті межі океанів. Дати їх описання.

2 Визначити за допомогою таблиці 7 основні морфометричні характеристики океанів. На контурній карті нанести точки максимальних глибин океанів.

Таблиця 7 - Основні морфометричні характеристики океанів

Характери-

стика

Атланти-

чний

Індійський

Півн. Льодовиковий

Тихий

Світовий

Площа,

млн км2


Об’єм,

млн м3


Середня

глибина, м

Найбільша

глибина, м


91,66


329,7


3597


8742


76,17


282,6


3711


7209


14,75


18,1


1225


5527


178,68


710,4


3976


11022


361,26


1340,7


3711


11022

3 Дати характеристику внутрішніх, крайових та міжострівних морів. Навести конкретні приклади. На контурній карті відмітити: Берінгове, Охотське, Японське, Жовте, Східно-Китайське, Північно-Китайське, Південно-Китайське, Банда, Коралове, Тасманове – в Тихому океані; Карибське, Саргасове, Північне, Балтійське, Середземне, Чорне, Азовське – в Атлантичному океані; Червоне, Аравійське, Арафурське – в Індійському океані; Біле, Норвежське, Баренцеве, Карське, Лаптєвих, Східно-Сибірське, Чукотське – в Північному Льодовиковому океані. Знати їх місцеположення.

4 Ознайомитися з характеристиками Чорного та Азовського морів.


Таблиця 8 - Характеристики Чорного та Азовського морів

Море

Солоність,

%

Площа, тис. км2

Об’єм,

тис. км3

Середня глибина, м

Максима-льна глибина, м

Чорне

Азовське

18

13

422

39

555

0,3

1315

7

2210

13

5 Вивчити сольовий склад вод океану, знати закон постійності сольового складу морських вод. Нижче наведені сольовий склад морської води та концентрація різних іонів в воді середньої солоності (35‰) за О.А. Алекіним та
Ю.І. Ляхіновим:

вміст солей, відсоток від всієї маси солей:

хлориди (галоїди) – 88,7;

сульфати – 10,8;

карбонати – 0,3;

інші – 0,2.

6 Знайомство з методом розрахунку солоності морської води.

В 1967 році міжнародною угодою була прийнята формула для визначення солоності води:

S = 1,81 Cl-.

Оскільки сольовий склад крайових та середземних морів дещо відрізняється від середнього сольового складу океанських вод, то існують спеціальні формули для окремих морів:

для Чорного моря S = 1,1856 +1,7960 Cl-,

для Балтійського моря S = 0,115 + 1,805 Cl-,

для Азовського моря S = 0,21 + 1,794 Cl-,

для Каспійського моря S = 0,140 + 2,360 Cl-.


Розрахувати солоність:

А) в Азовському морі, якщо в січні Cl- = 7,63 ‰,

в квітні Cl- = 5,96 ‰,

в серпні Cl- = 8,16 ‰,

Б) в Чорному морі, якщо в січні Cl- = 9,13 ‰,

в квітні Cl- = 8,98 ‰,

в серпні Cl- = 9,42 ‰,

В) в Балтійському морі, якщо в січні Cl- = 5,85 ‰,

в квітні Cl- = 5,00 ‰,

в серпні Cl- = 5,60 ‰.

Пояснити зміну солоності залежно від водного балансу даного моря.

Для виконання лабораторної роботи заздалегідь готуються розчини морської солі різних концентрацій (використовуються знання з хімії приготування розчинів).

^ Хід лабораторної роботи

У попередньо зважений хімічний стакан налити 100 мл солоної морської води. На електроплитці висушити (випарити) воду в стакані, не доводячи до кипіння. Повторно зважити стакан із сухим залишком. Обчислити масу сухого залишку та перерахувати його в розрахунку на 1 л води. Результат записати в одиницях солоності – проміле.

Після виконання роботи надати звіт отриманих результатів. Зробити висновки про зміну солоності води у зв’язку зі зміною складових водного балансу.


Лабораторна робота 3


Тема. Сольовий, температурний та газовий режими світового океану. Визначення біохімічна потреба кисню (БПК)


^ Мета - навчитися визначати вміст кисню у воді, а також біохімічні потреби у кисні.

Вхідний контроль

1 Побудувати суміщений графік зміни температури замерзання та температури води найбільшої густини залежно від солоності. Дані подані у таблиці 9.


Таблиця 9




Солоність, ‰

0

5

10

15

20

24,7

30

35

40

Температура

замерзання, 0С

Температура води

найвищої

густини, 0С


0


4


-0,3


3,0


-0,5


2,0


-0,8


1,0


-1,1


0,3


-1,3


-1,3


-1,6


-2,5


-1,9


-3,5


-2,2


-4,5

Проаналізувавши отриманий графік, поясніть, як замерзають моря із солоністю до 25‰ та як відбувається замерзання морів із солоністю більше 25‰ (наприклад, Біле море та Карське море).

2 Проаналізувати льодовий стан Північного Льодовикового океану, використовуючи його карту. Пояснити формування пакового льоду. Скласти водний баланс для Північного Льодовикового океану.

3 Проаналізувати картину розподілу солоності води. На контурній карті відмітити райони океану найбільшої солоності. Пояснити їх місцезнаходження на основі складових водного балансу. Пояснити збільшення солоності Північного Льодовикового океану при намерзанні нових льодів.

4 Проаналізувати карту розподілу температури води в поверхневих шарах океану. Знайти лінію термічного екватора, нанести на контурну карту.

5 Визначити залягання шару найбільших градієнтів температури води – „термоклину” за допомогою таблиці 10. Пояснити його місцезнаходження.


Таблиця 10

Шар води

Глибина, м

0

100

200

500

1000

3000

5000

Е-тропічний

Тропічний

Помірний

Субполярний

Полярний

26,6

26,1

20,3

8,2

1,7

19,5

23,5

17,2

5,8

0,6

13,1

18,1

14,9

4,8

1,3

8,1

8,8

10,1

3,6

1,8

4,9

4,6

4,9

2,8

1,6

2,0

2,0

2,0

1,4

0,4

1,6

1,6

1,6

0,86

0,6

6 Проаналізувати дані таблиці 11 та пояснити:

а) як впливає солоність води на вміст кисню?

б) при яких значеннях температури морська вода найбільше поповнюється киснем?


Таблиця 11

Температура,

0С

Солоність, ‰

0

10

20

30

35

40

-2

0

10

20

30

10,88

10,29

8,02

6,57

5,57

10,19

9,65

7,56

6,22

5,27

9,50

9,00

7,09

5,88

4,95

8,81

8,36

6,63

5,52

4,65

8,47

8,04

6,41

5,35

4,50

8,12

7,72

6,18

5,17

4,34

Проаналізувати карту розподілу кисню в світовому океані, на контурну карту нанести місця найбільшого вмісту кисню. Дати пояснення за допомогою карти термічного режиму океану та його солоності.

7 Описати зміни величини кисню в воді протягом року за сезонами, знаючи основні закономірності цих змін. Що таке „дихання” океану?

8 За даними таблиці 12 побудувати графік зміни кисню залежно від глибини, на будь-якій широті (на вибір викладача).

На горизонтальній осі відкласти значення кисню, см3/л; на вертикальній – глибини, м. Масштаб горизонтальний 1 см = 0,5 см3/л, вертикальний 1 см = 200 м.


Таблиця 12

Глибина, м

географічна широта в градусах, 0

0-10

півн.

20-30

40-50

60-70

20-30

півд.

40-50

60-70

1

100

200

500

1000

2000

3000

4000

4,5

3,2

2,7

2,6

3,4

5,3

5,4

5,9

4,6

4,8

4,4

3,8

3,8

5,4

5,6

5,5

5,7

5,4

5,2

4,8

5,2

6,2

6,0

6,9

7,0

7,1

6,6

6,2

6,2

6,5

6,8

6,0

5,0

4,8

4,5

4,2

4,2

5,0

5,4

5,1

6,6

6,4

6,1

5,2

4,4

4,4

4,7

4,6

7,6

6,4

5,0

4,6

4,4

4,7

4,9

5,1

Проаналізувати графік та пояснити:

а) яка загальна закономірність зміни вмісту кисню в морській воді залежно від глибини?

б) чому в полярних широтах вміст кисню зменшується рівномірно?

в) чому у приекваторних широтах вміст кисню різко збільшується?

9 Накреслити схему освітлення шарів світового океану за такими даними (таблиця 13).


Таблиця 13 - Товща освітлених шарів води

Прозорість води, м

Світловий шар (наявність зелених водоростей)

Напівсвітловий шар (наявність незелених водоростей)

Тіньовий шар (немає водоростей, але можливий промисел)

Безсвітловий шар (розріджене існування тварин)

> 50

30-50

10-30

< 10

0-150

0-100

0-40

0-20

150-400

100-200

40-100

20-80

400-1000

200-600

100-300

80-200

> 1000

> 600

> 300

> 200

10 Вода має здатність добре проводити звук, тобто звукопровідність. Швидкість звуку у воді (С, м/с) залежить від визначальних факторів згідно з формулою Вільсона

С = С0 + Ст + Сs + Ср,

де С0 - швидкість звуку при t = 00C, S = 0 ‰; Ст, Сs, Ср – позитивні за знаком збільшенняё швидкості звуку, обумовлені зростанням відповідно температури, солоності, тиску.

Зростання на 10 температури збільшує швидкість звуку на 0,5 м/с.

Зростання в 10 ‰ солоності збільшує швидкість звуку на
1 м/с.

Зростання атмосферного тиску на 1 мм ртутного стовпчика збільшує швидкість звуку на 0,5 м/с.

Визначити глибину океану при ехолотуванні за формулою

,

де Н – глибина океану, м; С – швидкість звуку; t – проміжок часу ехолотування.

Якщо проміжок часу звуку і його прийому:

а) 6 хвилин: tводи = 280, Р = 756 мм рт. ст., S = 34‰;

б) 13 хвилин: tводи = 40, Р = 752 мм рт. ст., S = 32‰;

в) 19 хвилин: tводи = 160, Р = 761 мм рт. ст., S = 37‰;

г) 4 хвилини: tводи = 190, Р = 760 мм рт. ст., S = 35‰.

^ Хід лабораторної роботи

Для її виконання необхідний розчин метиленового блакитного (в розрахунку 0,10 г метиленового блакитного на 100 мл дистильованої води), колба на 250 мл з притертою скляною пробкою, піпетка.

Біохімічна потреба в кисні (БПК) – це кількість кисню, яка необхідна для окиснення органічних речовин, які знаходяться у воді. Даний метод грунтується на особливостях барвника: він залишається блакитним, до того часу, поки у воді є кисень. Як тільки кисень повністю використовується організмами-редуцентами на окиснення наявних у воді речовин, блакитний колір зникає.

1 Наповнити колбу водою, підготовленою для аналізу. Стежте, щоб в воді не було повітряних бульбашок. Додайте 1 мл розчину метиленового блакитного. Закрийте колбу пробкою та помістіть її в тепле темне місце (температура повинна бути близько 200С). Стежте за колбою через кожні 12 годин, поки не помітите, що блакитний колір води зник. При цьому БПК підраховується за нижченаведеними даними:

Кількість днів

від початку досліду

до зникнення забарвлення

Відносна стабільність

БПК, %

0,5

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

11,0

12,0

11

21

37

50

60

67

75

80

84

87

90

93

95

Результат роботи подати у вигляді звіту з даними експерименту.


Лабораторна робота 4


  1   2   3   4

Схожі:

В. Б. Юскаєв методичні вказівки iconВ. Б. Юскаєв методичні вказівки
Методичні вказівки до виконання курсової роботи з дисципліни «Тепломасообмін»/ Укладачі
В. Б. Юскаєв методичні вказівки iconВ. Б. Юскаєв 2725 методичні вказівки
Методичні вказівки до лабораторної роботи “Дослідження природного виробничого освітлення” з курсу "Охорона праці" / Укладач А. Ф....
В. Б. Юскаєв методичні вказівки iconВ. Б. Юскаєв методичні вказівки
Методичні вказівки щодо структури І правил оформлення курсових, випускних та дипломних робіт для студентів спеціальності 070801 „Екологія...
В. Б. Юскаєв методичні вказівки iconВ. Б. Юскаєв методичні вказівки
Екологія та охорона навколишнього середовища” та 090220 „Обладнання хімічних виробництв І підприємств будівельних матеріалів”
В. Б. Юскаєв методичні вказівки iconВ. Б. Юскаєв методичні вказівки
Усі цитати, цифровий та фактичний матеріал, бібліографічні відомості перевірені, запис одиниць відповідає стандартам
В. Б. Юскаєв методичні вказівки iconВ. Б. Юскаєв Методичні вказівки
Клініко-епідеміологічні особливості поліомієліту у дітей та особливості лікування на сучасному етапі”
В. Б. Юскаєв методичні вказівки iconВ. Б. Юскаєв методичні розробки
Методичні розробки завдань до домашнього читання. До самостійної роботи з навчальної дисципліни “Практичний курс німецької мови”...
В. Б. Юскаєв методичні вказівки iconМетодичні вказівки до проведення семінарських та практичних занять з курсу «Методика викладання у вищій школі» для студентів спеціальності 050201 «Менеджмент організацій» окп «Магістр»
Методичні вказівки до виконання дипломної роботи спеціаліста: підготовка, написання, захист. Методичні вказівки / Упор. Ґудзь П....
В. Б. Юскаєв методичні вказівки iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення матеріалу, індивідуальні завдання та методичні вказівки до їх виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни ²Міжнародний маркетинг² для студентів напряму...
В. Б. Юскаєв методичні вказівки iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення матеріалу, індивідуальні завдання та методичні вказівки до їх виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Менеджмент в енергетиці» для студентів спеціальності...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи