Рязань 2011

Введение.

Цели практики. Основной целью полевой практики по гидрологии является совершенствование профессиональной подготовки студентов. Она достигается в процессе практического обучения студентов проведению научных экскурсий на реки и водоемы, простейших единовременных измерений рельефа дна русла или озера, скоростей течения и расхода воды и наносов в реках, дебита источников и других характеристик подземных вод, а также организации стационарных гидрометрических наблюдений.

Должны быть освоены навыки оценки экологического состояния рек и водоемов и прилегающих к ним территорий, в случае его неудовлетворительности выявлять причины этого, и рекомендовать первоочередные доступные меры по его улучшению.

В соответствии с поставленными целями, в задачи настоящей практики входит:

А) закрепление теоретических знаний о водах суши, полученных в курсе «Гидрология»;

Б) знакомство с организацией гидрологических наблюдений в Гидрометеослужбе России, способов обработки, хранения и распространения гидрологической информации;

В) обучение основным методам исследования гидроморфодинамических особенностей поверхностных водоемов и горизонтов подземных вод, принятым в гидрологии и гидрогеологии;

Г) обучение получению ранее накопленной научной информации;

Д) обучение комплексному научному анализу полученных результатов, выявление причинно-следственных связей между обликом и динамикой развития водных объектов и различными природными и антропогенными факторами, влияющими на них и, как результат – анализу функционирования водоема, как единой природно-антропогенной системы;

Е) адаптация имеющихся знаний и полученных выводов;

Ж) обучение методике организации и проведения географо-экологических экскурсий.

Организация и содержание работ.

Исследование рек включает в себя следующие виды работ:

1. Изучение литературных и аэрокартографических материалов, ознакомление с материалами информационных изданий Гидрометеослужбы. Построение по картографическим материалам продольного профиля водной поверхности. Обработка данных Гидрометеослужбы – анализ годового хода уровня и расходов воды и взвешенных наносов, фаз ледового режима.

2. Русловые батиметрические измерения : а) построение инструментального плана русла и прилегающих участков поймы ; б)промерные работы ; в) анализ донных наносов и растительности ; г)измерение поверхностных скоростей и направление струй течения на различных участках русла поплавками; д) измерение мутности воды .

3. Геоморфологические исследования: поперечное нивелирование днища долины; б) анализ строения речных берегов; в) анализ рельефа речных бассейнов – поймы, террас, коренных берегов, их склонов, обрывающих в реку.

4. Гидрометрические измерения: расходов воды с помощью гидрометрической вертушки и поплавками; расходов взвешенных наносов.

5. Гидрофизические и гидрохимические измерения (температура воды и содержание в ней различных химических элементов и соединений).

6. Камеральную обработку полевого материала: а) построение графика хода уровней воды за период практики (или более длительный период); б) построение продольного профиля водной поверхности и поперечных профилей через днище долины на участках гидростворов по результатам нивелирования; в) построение плана участка русла реки с показом на ней глубин в русле, донных наносов, растительности и геолого- геоморфологической информации о его берегах; е)расчет расходов воды в реке по результатам поплавочных наблюдений и сравнение этих результатов ;ж) построение плана поверхностных течений реки по результатам поплавочных наблюдений; з)расчет мутности воды и расхода взвешенных наносов.

7. Написание отчета о практики.

В настоящее время на полевую практику по гидрологии отводится 6 дней (с 11 по 16лсми июля). Вся она может быть разбита на 3 этапа: 1) подготовка исследований; 2) полевые работы; 3) камеральная обработка материала и составление отчета. К первому этапу относится изучение и анализ литературных, картографических и других материалов и организация водомерного поста. Во второй этап включаются все полевые работы, включая гидрологическую экскурсию. Третий этап состоит из написания и защиты отчета.

Район проведения практики – Рязань и ее окрестности.

Следует отметить, что большая часть подготовительной работы целесообразно провести ещё до начала практики. Её результаты целесообразно вспомнить в самом начале практики, когда перед выходом на объект нужно дать оценку географическому положению выбранных рек или озера их бассейна, геолого-геоморфологического строения, почв и растительности долины. Эта оценка проводится с гидрологических позиций, то есть указываются площади, занятые лесами ,пашнями, болотами, озерами. Анализируются также климатические и гидрологические характеристики, административные положения и хозяйственная деятельность на берегах.

Внутренние воды.

Внутренние воды Рязанской области включают поверхностные и подземные воды.

Поверхностные воды.

Поверхностные воды области - это ее реки, озера и болота.

Реки области принадлежат бассейнам Каспийского и Азовского морей. Большая часть территории - 38,3 тыс. км^: - принадлежит бассейну р. Оки, которая несет свои воды в Волгу и далее в Каспийское море, меньшая -1,3 тыс. км² - бассейну Дона, впадающего в Азовское море. Окско-Донской водораздел проходит по юго-западной и южной частям области, на расстоянии 10 - 20 км от ее границы. К югу от водораздела располагаются верховья реки Воронеж - крупного левого притока Дона. В пределах области это pp. Польный Воронеж, Лесной Воронеж и Становая Ряса. На юго-западе области непосредственно в Дон впадает полтора десятка небольших речек, в том числе Кочуровка, Рожня, Круглянка, Паника, Сухая Тобола и Мокрая Тобола. Сам Дон на двух участках проходит по границе области — от деревни Прямоглядово до деревни Лошаки и у села Воейково. Общая протяженность этих участков Дона составляет 10 км.

Всего на территории области учтено 895 водотоков длиной более 2 км, в том числе 257 водотоков длиной более 10 км, и общей протяженностью 6 652 км. Средняя густота речной сети 0,26 км/км².

Главной водной артерией области является река Ока - самый крупный и многоводный правый приток Волги. Общая длина Оки 1478 км, площадь водосбора 245 тыс. км². В пределах Рязанской области протяженность Оки составляет 489 км. Бассейну реки Оки принадлежит более 850 рек и речек общей протяженностью 9886 км, 244 из которых имеют длину более 10 км и суммарную протяженность 5800 км. В бассейне Оки 13 рек имеют длину более 100 км.

Реки области имеют смешанное питание с преобладанием снегового. На весну, когда тает снег, приходится 60% годового стока, на лето и осень - 25 %, на зиму - 15 %. Летом и осенью питание рек происходит за счет дождевых осадков и грунтовых вод, зимой - почти исключительно за счет грунтовых вод.

Гидрологический режим рек характеризуется высоким весенним половодьем, летней и осенней меженью, прерываемой дождевыми паводками, и устойчивой зимней меженью. На Оке у Рязани, где средний многолетний расход воды составляет 546 м³/ сек. Замерзают реки в конце ноября - начале декабря (р. Ока у города Рыбного 1 20 ноября, у города Касимова - 30 ноября; р. Ранова ниже города Ряжска -4 декабря). Толщина льда на Оке у Рязани в феврале достигает 59 В 64 см. в марте -до 64 см. у поселка Елатьма соответственно 53 - 57см и 59-60см.

Вскрываются реки в конце первой - начале второй декады апреля (река Ока на участке Рязань - Касимов в период со 2 но 8 апреля, ниже Касимова 8-10 апреля; река Мокша у поселка Кадом - 10 апреля). Уровень воды в Оке во время половодья повышается на 5 - 6 м, в отдельные годы-до 10 м. При этом вода заливает пойму. У Рязани река Ока разливается на 4 -6 км, ниже Шилова - на 8-10 км. Глубина в полосе затопления составляет 0,5-1,5 м, иногда доходит до 3 м. Максимальный уровень у Рязани 1 052 см наблюдался 30 апреля 1931 г. Половодье на Оке продолжается 3-5 недель, на правых притоках Оки короче и длится 8-15 дней. Из-за отсутствия лесов на междуречьях снег здесь сходит за неделю. Подъем воды происходит быстро, но обычно не превышает 2 - 5 м. Лишь в реке Мокше, протекающей среди лесов, вода поднимается на 6-9 м и половодье более продолжительное (до 3 -4 недель). Левые притоки Оки, дренирующие залесенную Мещерскую низину, отличаются еще более «растянутым» половодьем, продолжающимся до 1,5 месяца.

Слой стока меняется от 160 мм в северной части области до 110 мм в южной ее части, модуль стока соответственно от 6 до 3,5 л/сек*км². В период снеготаяния слой стока составляет 80 - 90 мм.

Во время летне-осенних паводков вода в русле Оки поднимается на 1 -4 м, но при этом на пойму не выходит.

Среднегодовой сток, формирующийся на территории области, составляет 4,2 км³. Сток Оки на выходе за пределы Рязанской области составляет 29,9 км³ (25,7 км³ воды поступает с территории соседних областей, расположенных в бассейне Оки: Орловской, Тульской, Калужской, Московской, Владимирской, Тамбовской, Пензенской, Республики Мордовия). Зарегулирование стока в области незначительное. В балках и долинах малых рек имеются пруды, на реке Проне - два водохранилища (Пронское и Новомичуринское).

Наиболее многоводные весны отмечены в 1908, 1955, 1963, 1970, 1994 г., маловодные - в 1954, 1964, 1965, 1969 и 1975 гг. В маловодные годы вода на пойму Оки и основных ее притоков не выходила.

Озера. На территории области насчитывается 2838 озер площадью более 0,2 га. Общая их площадь составляет 245,8 км². Из них 1400 озер имеют площадь более 1 га, 1438 - менее 1 га. Озера есть во всех районах области . Заозеренность территории (отношение площади озер к общей площади области) составляет 0,62. Большая часть озер располагается в поймах Оки, Мокши, Цны, Пры, Пары, Прони и других рек. Всего таких озер 2250. Почти половина из них имеет площадь менее 1 га. Это пойменные озера-старицы. Они образуются при перемещении русла в пределах поймы, в старых излучинах, в той или иной степени потерявших связь с новым руслом. Такие озера имеют подковообразную или серповидную форму, иногда они линейно вытянуты. Ширина озер-стариц находится в зависимости от ширины реки, в пойме которой они образуются, "и меняется от нескольких метров в поймах малых рек до первых сотен метров в пойме Оки. Их протяженность колеблется соответственно от десятков метров до 1 - 2 км и более, глубина обычно не превышает 2-4 м. К числу наиболее крупных старичных озер относятся озера, располагающиеся в пойме Оки: Велье у села Мурмино, Казарь у села Казарь, Петровическое у села Петровичи, Поповское у деревни Панино. Длина каждого из этих озер более 2 км, ширина от 60 до 400 м, площадь до 0,5 км² и более.

Более 340 озер насчитывается в пределах Мещерской низины, 130 из них имеют площадь более 1 га. Здесь располагаются и самые большие по площади озера области.

В число клепиковских, или Великих, озер входят озера Дубовое, Святое, Сокорево, Шагара, Ивановское, Великое, Чебукино, Мартыново. Все они соединены друг с другом протоками и входят в озерную систему реки Пры. Урез воды в самом северном из озер - Дубовое -112 м, в озере Мартыново, из которого вытекает река Пра, -111м. Клепиковские озера расположены в пределах обширной ложбины, по которой в конце среднего плейстоцена в эпоху московского оледенения от края ледника, располагавшегося к северу от Москвы, шел отток талых ледниковых вод. В позднем плейстоцене отложения, накопившиеся ранее в этой ложбине стока, частично были размыты. В холодные эпохи здесь активно развивались криогенные процессы, вследствие чего к северу от Спас-Клепиков в пределах ложбины сформировались обширные термокарстовые котловины. К югу от Спас- Клепиков бывшая ложбина стока талых ледниковых вод в ранневалдайскую эпоху была заполнена озерно-аллювиальными осадками, а к северу в конце позднего плейстоцена сформировался обширный водоем с отметкой уреза 117 м. Он затопил и термокарстовые котловины, и расположенные между ними участки поверхности ранневалдайской аккумуляции с отметками 111 - 117 м. Глубина озера достигала 10- 15 м, площадь - 250 кв.км. Современные озера системы реки Пры - остатки этого позднеплейстоценового озера. В конце позднего плейстоцена и в голоцене река Пра «спустила» древнее озеро. Глубокие термокарстовые котловины были заполнены органо-минеральными илами - сапропелем. По данным бурении, мощность сапропеля меняется от 0,5 до 9 м и в среднем составляет 2 м. Запасы сапропелевых отложений в озере Великом составляют 81 800тыс. м3 в оз. Святом -21 680тыс. м3

Болота. Точное количество болот на территории области не установлено. Представление об их количестве дает геологическая карта масштаба 1:200000, составленная в 70-е гг. прошлого века, кадастр торфяных месторождений и кадастр охраняемых территорий, включающий отдельные болота и болотные массивы. Болота вследствие добычи торфа, осушения, обводнения подвержены значительным изменениям. Наиболее стабильны болота - памятники природы. Больше всего болот расположено в пределах рязанской части Мещерской низины, где в основном преобладают болота низинного типа, образовавшиеся на месте заросших озер. Есть переходные и верховые болота, занимающие центральные части обширных болотных массивов.

Необходим кадастр болот с характеристикой их современного состояния и учетом их как природных объектов определенной ценности, в том числе водоохранного значения. Многие территории с болотами после разработки в них торфяников не рекультивированы.

Подземные воды. Подземные воды находятся в верхней части земной коры в жидком и парообразном состоянии, где они частично или полностью заполняют поры в рыхлых и связанных горных породах и трещины в скальных осадочныхпородах. Зимой в слое сезонного промерзания вода образует лед-цемент.

На территории области с поверхности почти повсеместно залегают рыхлые водопроницаемые горные породы четвертичного возраста мощностью от 5 до 30 м, редко более, подстилаемые на ряде участков водопроницаемыми песками неогенового и мелового возраста. Залегающие ниже юрские глины (там, где они не размыты) образуют первый от поверхности региональный водоупорный слой. Каменноугольные отложения представлены чередованием пластов водопроницаемых трещиноватых известняков и практически не пропускающих воду плотных пластов кремнистых известняков, доломитов, мергелей и глин. Чередование водопроницаемых и водонепроницаемых пластов характерно и для нижележащих девонских, преимущественно карбонатных, толщ.

Часть пор в толще водопроницаемых четвертичных отложений занята капельножидкой водой, часть воздухом, содержащим водяной пар. Это так называемая зона аэрации. В этой зоне происходит просачивание (инфильтрация) воды с поверхности. Часть этой воды потребляется растениями, часть связывается глинистыми минералами, часть просачивается вниз и на некоторой глубине полностью заполняет все поры. Таким образом, над региональным водоупором образуется первый от поверхности постоянно существующий водоносный горизонт грунтовых вод. Уровень грунтовых вод меняется в течение года: при обильной инфильтрации с поверхности он повышается, в засушливые периоды летом и при отсутствии инфильтрации зимой понижается. Глубина залегания грунтовых вод увеличивается с севера на юг от 0,5 - 5 м в Мещере до 8 - 15 м и более на Среднерусской возвышенности.

Грунтовые воды пресные (минерализация 0,2 - 0,5 г/л), холодные (температура их примерно соответствует среднегодовой температуре воздуха в приземном слое). В пределах междуречий они стекают (фильтруются) в направлении долин и балок, в днищах которых происходит их «разгрузка» - высачивание на поверхность. Зимой, во время ледостава, грунтовые воды являются основным источником питания рек. В днищах долин и балок «потоки» грунтовых вод направлены вниз по течению в направлении общего уклона.

Почти вся территория Рязанской области расположена в пределах Московского артезианского бассейна, лишь самые восточные районы относятся к Волго-Камскому и Сурско-Хоперскому артезианским бассейнам.

В пределах области в зоне интенсивного водообмена выделяется пять водоносных горизонтов: касимовский, подольско-мячковский, каширский, окско-тарусский, заволжский.

Родники. На склонах речных долин, балок, оврагов, у подножий надпойменных террас отмечаются многочисленные выходы грунтовых и межпластовых безнапорных вод. На картах-планах землепользования масштаба 1: 10000, изданных институтами Центргипрозем и ВИСХАГ в 1982 г., на территории области учтено 304 родника, относящихся к бассейнам 64 рек. Режим их действия не изучен. В действительности родников значительно больше. Необходим кадастр родников с характеристикой их современного состояния и рекомендациями по их охране.

Реки, протекающие в городской черте.

Река Лыбедь протекает в городе Рязани. Эта река единственная пересекает исторический центр города.

Река берёт начало из Рюмина пруда, впадает в реку Трубеж, которая является притоком Оки. Протяжённость реки Лыбедь — несколько километров. В настоящее время большая часть течения реки находится в подземных коллекторах, на поверхности небольшие участники вблизи истока и впадения в реку Трубеж.

Река Трубеж. Бассейн Трубежа занимает северо-восток Среднерусской возвышенности и северо-западную часть Окско-Донской равнины. Река Трубеж образуется при слиянии рек Павловки и Плетёнки в пределах города Рязани (у посёлка Мервино). Трубеж впадает в реку Оку справа в 699 км от её устья. Протяженность долины реки Трубеж – 10 км, площадь бассейна – 790 кв.км. Абсолютная отметка поверхности водосбора меняется от 198,2 до 95,2 м. Русло Трубежа слабоизвилистое, шириной до 30 м. Ширина реки в межень – 3-10 м, глубина – 0,6-1,2 м. На участке ниже понтонного моста для обеспечения судоходства в русле периодически проводятся дноуглубительные работы; ширина реки здесь – около 50 м, протяженность отрезка – около 2 км. Дно реки повсеместно илистое, местами захламлено (сухие ветки, брёвна, доски, твёрдые бытовые отходы). Высота берегов до 3 м, местами берега обрывистые. В период весеннего половодья река испытывает подпор от р. Оки. Скорость течения в летний период – от 0,1 м/с до 0,3 м/с.

Река Павловка. Река Павловка берёт начало в 0,5 км к северо-западу от с. Малинищи Пронского района, длина реки – 42 км, площадь водосбора – 340 кв.км. Общее направление течения северо-северо-восточное. Русло реки извилистое, зарегулированное плотинами в среднем и нижнем течении (система рыбохозяйственных прудов от деревни Рожок до деревни Никольское). В верховье устья реки Рябиновка река Павловка представляет собой небольшой водосток с отдельными ямами – бочагами шириной 6-8 м, длинной до 30 м. Ширина русла по бровкам увеличивается от 1 до 7 м, в местах подпора – до 400 м (у села Мельгуново). Берега крутые невысокие, пологие. Глубина в межень – 0,1-0,5 м, в местах подпора – до 1,0-2,5 м. Дно песчаное, местами илистое. Скорость течения в летний период – от 0,1 до 0,3 м/с, до устья реки Рябиновка – менее 0,1 м/с. В устьевой части реки Павловки в период весеннего половодья испытывает подпор от реки Оки. Левые притоки: Рябиновка, Неловка, Чемеришник, Подгатья, Манюшка; правые – Казаро, Бешенка, Шумка.

Река Плетёнка. Река Плетёнка берёт начало в 2 км к северо западу от села Добрые Пчёлы Захаровского района, течёт в северо- западном направлении, в пределах города Рязани сливается с Павловкой, образуя реку Трубеж. Длина Плетёнки – 60 км, площадь бассейна – 395 кв.км. Русло умеренно извилистое, неразветвлённое, выше села Дермелеево образует ряд озёровидных расширений за счёт затопления карьеров старых торфяных выработок, шириной 5-7 м, длинной 20-150 м, глубиной 3,0-4,5 м. На остальном протяжении ширина русла постепенно увеличивается от 2-4 до 15-20 м, глубина в среднем 0,4-0,5 м, скорость течения – менее 0,4 м/с. У поселка Мервино устроен спрямляющий канал длинной 0,5 км, шириной 3,5 м. Дно реки ровное, преимущественно песчаное, местами каменистое. На участке между сёлами Дермелеево и Высокое берега крутые, иногда обрывистые, высотой 1,5-3,5 м (до 5-8 м), у посёлка Мервино активно разрушаются. Левые притоки незначительны; правые крупнее – Ведерка, Шуринка. Сток большинства притоков зарегулирован русловыми плотинами с небольшими запрудами.