проект по физике "Определение глубины залегания грунтовых вод физическим способом"
проект (физика, 8 класс) по теме
В работе рассматриваются способы залегания грунтовых вод на территории школьного двора и приусадебного участка. Проект носит метапредметное направление, имеет практическое значение для жителей сельской местности и загородных домов.
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
![]() | 430.33 КБ |
Предварительный просмотр:
Содержание
Введение ------------------------------------------------------------------------- стр.2
Глава 1
1.1.Из истории залегания грунтовых вод----------------------------- стр.4
Глава 2
2.1 Способы определения глубины залегания грунтовых вод---------стр.6
2.2. Простейшие приспособления для определения--------------------- стр.7
2.3.Изготовление прибора для определения глубины залегания и проверка работы прибора ------------------------------------------------------------- стр.8
2.4. Проведение эксперимента. Определение залегания воды в селе Старая Топовка --------------------------------------------------------------------------- стр.9
Заключение ---------------------------------------------------------------------- стр.11
Используемые источники ---------------------------------------------------- стр.12
Приложения ---------------------------------------------------------------------- стр.13
Введение
«Родники наши серебряные золотые наши россыпи» (слова из песни)
Велика роль грунтовых вод в природе и в жизни людей. Они являются важным источником питания рек и озер. Грунтовые воды Приволжской возвышенности представляют собою гигантский артезианский бассейн, в котором движение происходит с севера и северо-востока. Грунтовые воды на равнине и в горах имеют свои особенности в расположении и происхождении. На равнине они залегают несколькими горизонтами от 20 до 200 м глубиной. Верхние слои имеют пресную воду. Более глубокие горизонты засолены — эти грунтовые воды принимают участие в засолении озер. Межпластовые напорные, артезианские воды расположены на больших глубинах Приволжской возвышенности и в окрестности села Старая Топовка. Пресные, грунтовые и межпластовые воды используются для водоснабжения населения, для коммунальных хозяйств и промышленности.
Как отмечалось, подземные воды широко используются в народном хозяйстве нашей страны для водоснабжения городов и сел, промышленных предприятий, железнодорожных станций, в сельском хозяйстве, и в дальнейшем значение их будет увеличиваться в связи с растущими потребностями населения в воде.
В селе Старая Топовка отсутствует система водоснабжения, жители села пользуется водой из родников и колодцев. Для того чтобы добывать такую воду, приходится на своих участках пробивать скважины и ставить насосы или копать колодцы. Название села «Топовка», произошло от слова «топь». В настоящее время в селе существует примерно 80 колодцев и чтобы «добыть воду» приходится в основном использовать народные методы, мало знают о физических. Для того, чтобы пробить скважину, необходимо определить глубину залегания пресных вод. Сегодня для этого жители обращаются за помощью к специалистам, имеющие специальные приборы. Однако, существуют и простые способы определения глубины залегания грунтовых вод.
2
Гипотеза: простейший физический прибор определяет глубину залегания воды.
Цель: научиться определять глубину залегания грунтовых вод простейшими физическими способами.
Задачи:
- Изучить теоретический материал о роли грунтовых вод в жизнедеятельности человека.
- Провести опыт по определению глубины залегания грунтовых вод с помощью простейшего физического приспособления.
- Проанализировать полученную информацию, сделать вывод.
Объект исследования: подземные грунтовые воды
Предмет исследования: определение глубины залегания грунтовых вод.
Методы: изучение литературных и других информационных источников, проведение эксперимента, анализ информации и результатов.
Глава 1
- Из истории залегания грунтовых вод
В старину, чтобы определить, на какой глубине располагаются грунтовые воды, пользовались следующими приёмами (приложение 1):
1. Для рытья колодцев следует выбирать места низкие, например низину с лесочком и кустарником. Воду можно добыть не только в низинах, но и около них. Вода будет и в местах с небольшими бугорками и осокой, где раньше стояло болото, а затем высохло. В речных долинах условия для добывания подземных вод особенно благоприятны.
2. Народом же подмечено, что яблони и вишни плохо растут в местах, где грунтовые воды близко подходят к поверхности земли. В то же время, дуб, ольха, верба, ива, крапива и папоротник, наоборот, превосходно себя «чувствуют» в этих местах. Если ольха, клен, плакучая ива, береза - все склонились в одну сторону, это признак того, что поблизости находится водяная жила. В местах высокого стояния вод могут попадаться одиночные дубы. Они растут как бы на пересечении водяных жил.
3. В старину крестьяне замечали, что лошади и собаки, испытывая жажду, начинают копать землю там, где чувствуют воду. Над водяными жилами избегает лежать собака, а вот кошка делает наоборот. Курица не сядет и не станет нести яйца в том месте, где высоко стоят воды, гуси же, как раз несут яйца на пересечении водяных жил.
4. В старину комок обезжиренной, промытой в мыльном растворе и высушенной шерсти укладывали на расчищенную от дёрна землю, сверху - свежеснесённое яйцо и накрывали глиняным горшком или сковородой, а потом прикрывали пластинами из дерна. Утром, после восхода солнца, открывали и смотрели: если шерсть и яйцо покрыты росой, значит вода близко. Если яйцо сухое, а шерсть влажная - вода глубоко. Если шерсть и яйцо сухие - воды неили она очень глубоко. Этот прием можно использовать только в устойчивую сухую погоду.
5. Равные части серы, негашёной извести (пушёнки) и медного купороса (всего 800-900 г) смешивали и помещали в неглазированный глиняный горшок, который закрывали неглазированной крышкой или тканью в два слоя и зарывали в землю на глубину 0,5 - 0,7 м. Через сутки горшок доставали и взвешивали, Если масса содержимого на 10% увеличивалась, значит вода в этом месте неглубоко. Чем больше смесь прибавляла в массе, тем ближе вода.
__________________________________________________________________
3. Орлов А. А. Голубое ожерелье. (Очерк о родниках Саратовского края) / Под ред. Веницианова Е. В. – М.: Российский химико – технологический университет им. Д И. Менделеева, 2003
Глава 2
2.1 Современные способы определения глубины залегания грунтовых вод.
В настоящее время существует огромное множество способов определения глубины залегания подземных вод. С развитием техники применяется большое количество разных технических приспособлений. Однако существуют более простые (сравнительно дешевые) приспособления. Сначала рассмотрим современные требования к процессу определения глубины залегания грунтовых вод.
Начинать обследование участка следует с геологоразведки – она поможет выяснить, существуют ли возможные препятствия для строительства колодца, обусловленные составом почвы. Исследование почвенного слоя даст ответ на этот вопрос. Глина и песок обычно залегают на небольшой глубине – под слоем растительности и плодородной почвы. Поэтому важно сразу определить глубину залегания глинисто-песчаного слоя и наличие различных осадков во втором слое почвы. После этого определяется глубина залегания грунтовых вод на участке (при этом необходимо учитывать такие факторы, как сезон и погодные условия, имеющие место во время проведения замеров).
Достаточно точно определить глубину залегания подземной воды помогают имеющиеся в округе открытые водоемы и действующие колодцы. Если они расположены поблизости от выбранной вами площадки, то достаточно визуальных показаний, если же расстояние значительно, то понадобится прибор измеритель давления - барометр. Цена деления барометра составляет 0.1 мм, что соответствует разнице в высоте 1 м. Следует помнить, что если на уровне земли барометр показывает давление 745,8 мм, а в точке, где вы собираетесь рыть колодец, – 745,3 мм, шахту вам придется рыть на 5 м глубже (745,8 – 745,3 = 0,5 мм).
6
Также необходимо решить какой колодец строить – шахтный или трубчатый? Шахтный колодец обычно имеет наибольший размер в диаметре 0,8–1,2 м, что позволяет при его строительстве углублять шахту обычной лопатой. Важно, однако, заметить, что приток воды в колодец в подавляющем большинстве случаев мало зависит от размеров поперечного сечения колодца. Поэтому целесообразно сделать вместо шахты скважину диаметром 50–300 мм и сократить при этом во много раз количество извлекаемого грунта
2.2. Простейшие приспособления для определения
Ниже рассмотрим простейшие способы определения глубины подземных вод. Примерно определить глубину залегания грунтовых вод возможно с помощью находящихся неподалеку открытых природных водоемов или действующих колодцев. Если они находятся поблизости, то достаточно снять показания ватерпаса (приложение 2) Ватерпас - стеклянная трубка с водой, где пузырёк воздуха стоит посредине, если плоскость горизонтальна. В народе ватерпас называют «уровень». Если же расстояние между вашим участком и открытым водоемом значительное, то нужно прибегнуть к помощи нивелира или барометра-анероида. Нивели́р (от фр. niveau — уровень, нивелир) — оптико-механический геодезический инструмент для геометрического нивелирования, то есть определения разности высот между несколькими точками.
Рассмотрим на примере:
При цене деления барометра, равной 0,1 мм разница в высоте составляет 1 м. Если на уровне существующего колодца давление, показываемое барометром, будет равняться 545,5 мм, а в месте, которое вы определили под будущий колодец — 545,1 мм, тогда прибегнем к уравнению: 545,5−545,1=0,4 мм. Это значит, что шахту колодца вам придется вырыть на 4 метра глубже, чем предыдущая. Прибор, изготовленный учащийся, прошёл апробацию на территории села Старая Топовка Красноармейского района Саратовской области.
2.3. Изготовление прибора для определения глубины залегания и проверка работы прибора.
Определение глубины залегания подземных грунтовых вод - важная практическая задача. Грунтовая вода под землей есть всюду, но она залегает на разной глубине. Для определения глубины залегания грунтовых воды можно использовать самый простой метод.
Берут 4 гвоздя по 200 мм, батарейку для карманного фонаря, вольтметр и соединительные провода. На экспериментальном участке забивают два гвоздя в грунт на некотором расстоянии AB друг от друга. С помощью соединительных проводов к головкам гвоздей присоединяют батарейку. Между гвоздями, забитыми в грунт в точках А и В, забивают еще два гвоздя в точках M и N, к которым присоединяются вольтметр для определения напряжения.(приложение 3).В этом месте, где содержится грунтовая вода, электропроводимость почвы больше, а сопротивление меньше. Раздвигая электроды АВ, можно как бы углубиться в землю, исследуя сопротивление пород по глубине. Глубина грунтовой воды равна одной трети расстояния АВ. Этим методом, в зависимости от положения крайних электродов, можно провести исследования залегания грунтовых вод на глубине от 10 до 100 м. Для проверки работы прибора воспользуемся ящиком с землей, политой водой. В грунт на расстоянии 5 см вставляем гвозди с подсоединенным к ним вольтметром, а на расстоянии 15 см друг от друга вставляем в грунт гвозди с подсоединенной к ним батарейкой (9В). На данном расстоянии вольтметр показал отклонение стрелки. Следовательно, рассчитываем глубину. Она оказалась равна 5 см.
2.4. Проведение эксперимента. Определение залегания воды в селе Старая Топовка
Дата 10.10.2013 год
Место проведения: село Старая Топовка, школьный двор
После проверки прибора убедились, что его можно использовать для определения глубины залегания воды в селе Cтарая Топовка (Приложение ).
Опыт №1. Определение глубины залегания грунтовых вод на территории школьного двора.
Цель: определить глубину залегания воды на территории школьного двора
На территории школьного двора на расстоянии 20 см вставляем в грунт 2 гвоздя с подключенным к ним вольтметром, а на расстоянии 20 метров друг от друга вставляем 2 гвоздя с подключенной к ним батарейкой (9В). Именно на данном расстоянии начинает отклоняться стрелка вольтметра. Таким образом, мы определим глубину залегания грунтовых вод на территории школьного двора. Она оказывается равной ≈ 7м.
Опыт №2. Определение глубины залегания грунтовых вод на приусадебном участке своего двора.
После этого я провела исследования по определению глубины залегания воды на территории своего двора.
Цель: определить глубину залегания воды на территории своего двора.
В ходе исследования я определила, что глубина залегания грунтовых вод на территории моего приусадебного участка составляет ≈ 9м. причем, стоит отметить, что школьный двор и личный приусадебный участок находятся на одном уровне относительно расположенного водоема в селе. Однако, что касается расстояния до водоема, то школа находится на 35 м ближе, чем двор приусадебного участка. Исходя из данных, полученных в ходе экспериментов, можно сделать следующие
- Существуют простейшие физические приборы для определения глубины залегания грунтовых вод;
- Предположительно можно сказать, что глубина залегания грунтовых вод зависит от близости к водоему.
Заключение
В заключении отметим, что определение глубины залегания грунтовых вод имеет важное практическое значение, особенно для жителей села Старая Топовка. Ведь вода в сельском доме не бежит из – под крана, ее нужно «доставать» из земли. Поэтому в нашем селе у большинства жителей во дворах стоят специально вырытые скважины и колодцы. Однако, глубина залегания воды в них неодинакова. Причиной этого мы предполагаем разное расстояние от водоема, разную высоту над уровнем водоема.
В ход исследований нам удалось выявить следующее:
1.Грунтовые воды играют огромную роль в жизни человека (особенно сельского);
2.Для определения глубины залегания воды необходимо прибегать к специальным приборам;
3.Определили с помощью простейшего физического прибора глубину залегания грунтовой воды на территории школьного двора и личного приусадебного участка.
Используемые источники
- Петрянов И. В. Самое необыкновенное вещество в мире. – М.: Педагогика, 1981 – 96 с., ил.
- Плотников Н. И. Подземные воды – наше богатство. – М.: Недра 1990.
- Интернет-ресурсы
Приложение 1
Ватерпас(уровень)
Приложение 2
Простейший физический прибор для определения глубины залегания грунтовых вод
Схема прибора
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
![](/sites/default/files/pictures/2012/03/07/picture-65477.jpg)
Урок физики в восьмом классе по теме: "Способы изменения внутренней энергии"
Урок в восьмом классе с использованием оборудования лаборатории "L-микро"Тема:Способы изменения внутренней энергииУрок № 3.Тип урока:КомбинированныйЦель урока:Рассмотреть способы изменения внутр...
![](/sites/default/files/pictures/2012/11/21/picture-148081-1353527532.jpg)
Лабораторная работа,8 кл.,"Разделение смеси физическими способами"
Инструктивные карточки к лабораторной работе. Данную лабораторную работу предлагаю проводить, создав проблемную ситуацию, Для проведения работы можно использовать разноуровневые инструктивн...
![](/sites/default/files/pictures/2012/03/09/picture-65748.jpg)
Педагогический проект учителя физики Макаровой Татьяны Николаевны «Формирование универсальных учебных действий при обучении физике через активные педагогические технологии»
Тема проекта: « Формирование универсальных учебных действий в процессе обучения физике через активные педагогические технологии» Объект исследования: Процесс обучения физике в 7-11 кла...
![](/sites/default/files/pictures/2013/09/30/picture-111800-1380563416.jpg)
Урок по физике на тему "Внутренняя энергия и способы ее изменения"
Урок по физике на тему: «Внутренняя энергия и способы ее изменения» для 1 курса по всем специальностям технического профиля, преподавателя высшей категории Н.А.Малышевой. Содержание материала даёт воз...
![](/sites/default/files/pictures/2014/03/29/picture-427951-1396103568.jpg)
Урок по физике для 7 класса Тема: Физические величины. Измерение физических величин. Точность и погрешность измерений.
Тема: Измерение физических величин. Точность и погрешность и измерений....
![](/sites/default/files/pictures/2015/03/12/picture-606521-1426188707.jpg)
Исследование глубины залегания грунтовых вод.
Определение глубины залегания подземных грунтовых вод - важная практическая задача. Грунтовая вода под землей есть всюду, но она залегает на разной глубине. Для добывания воды жителям сел ...
![](/sites/default/files/pictures/2014/04/02/picture-430262-1396416986.jpg)
Учебный прикладной проект по физике как способ формирования опыта проектной деятельности обучающихся 8-9 классов. Название: Исследование законов постоянного тока
Учебный прикладной проект по физике как способ формирования опыта проектной деятельности обучающихся 8-9 классов...