МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ДЕТЕЙ

«ЦЕНТР ДЕТСКОГО И ЮНОШЕСКОГО ТУРИЗМА И ЭКСКУРСИЙ»

Слет юных географов – краеведов

Измерение природных объектов

Памятка составлена ,

методист МОУ ДОД «ЦДЮТиЭ»

Старый Оскол

2011 г.

Определение ширины реки

Ширина небольшой реки определяется при помощи веревки или шнура, который натягивают от уреза воды одного берега до другого. Длина шнура затем измеряется рулеткой. Ширина реки также может быть определена при помощи несложных геометрических построений. Например, можно использовать теорему подобия треугольников или несложные тригонометрические вычисления.

Для измерения ширины реки вы становитесь на краю в точке А, отмечаете ее колышком и выбираете на противоположном берегу (краю) какой-нибудь хорошо заметный ориентир D (дерево, куст, камень и т. д.). После чего, идя в направлении, перпендикулярном к линии AD, переходите в точку B, удаленную от точки А больше, чем предполагаемая ширина реки. В точке B устанавливаете колышек и, идя в том же направлении, переходите в точку С, которая находится от точки В на таком же расстоянии, как и точка В от точки А (рис. 1).

Затем от точки С идите под прямым углом к линии АС до точки F, находящейся на одной прямой с колышком в точке В и ориентиром D на противоположном берегу.

Из равенства треугольников ВСF = BAD видно, что отрезок CF = AD

Рис. 1 Определение ширины реки

Определение скорости течения реки

Скорость течения представляет собой путь, пройденный частицами воды за единицу времени, и измеряется в метрах за одну секунду (м/с). Знать скорость течения необходимо для вычисления расхода воды.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Для измерения скорости используются поплавки и гидрометрические вертушки. Поплавками можно измерять скорость как в поверхностном слое, так и на различных глубинах. Поэтому поплавки бывают поверхностные и глубинные.

Поверхностные поплавки могут иметь вид кружков диаметром 10-15 см и толщиной 3-5 см, отпиленных от бревна. Поверхностными поплавками могут быть также бутылки, частично наполненные кодой: и закупоренные пробкой с цветным флажком (рис. 2). Размер и фор­му поплавков следует подбирать так, чтобы они не обладили большой парусностью, т. е. как можно меньше возвышались над водой, и в то же время хорошо были видны с берега. Для лучшей видимости поплавки окрашивают в белый или красный (оранже­вый) цвет. Ограничиваются, как правило, 3-5 поплавками.

Измерение скорости течения поверхност­ными поплавками рекомендуется проводить при безветренной погоде. Выбирается пря­мой участок реки и разбивается на створы. Необходимо иметь четыре створа: пусковой, верхний, главный и нижний. На каждом из створов устанавливают по 4 вехи, попарно на каждом берегу. Каждая пара вех должна


Рис. 2. Бутылочный поплавок

Рис. 3. Расположение створов

быть поставлена перпендикулярно к направлению течения реки. Рас­стояние между вехами у всех пар берется одинаковым (например, 5 м).

Створы также должны находиться на равном расстоянии друг от друга, составляющем 1-3 ширины реки каждое (рис. 3). Поплавки набрасываются с пускового створа последовательно: сначала ближе к левому берегу, потом на середине реки, затем ближе к правому берегу. Каждый последующий поплавок запускается после того, как предыду­щий прошел все три створа. Время прохождения поплавков через низовой и верховой створы от­мечается на секундомере по сигналам, подаваемым наблюдателями, 1-гоящими на каждом створе. Для определения скорости поплавка его путь делится на время его движения.

Измерение расхода воды поплавками

№ поплавков

Место прохождения через средний

створ от пост. начала, м

Отсчет времени прохода поплавков через створ

Время

прохождения

поплавков,

сек.

Примечание

верхний

средний

нижний

Расстояние между створами:
Верхним и средним м;

Средним и нижним__________ м;

Верхним и нижним__________ м;

Общая длина пути__________ м.

Средняя скорость вычисляется сложением скорости всех поплавков и делением на их количество. Результаты записываются в журнал измерения поверхностных скоростей течения реки.

Образец журнала измерения поверхностных скоростей течения реки

№ поплавка

Расстояние, м

Время, с

Скорость течения, м/с

Средняя скорость, м/с

1

50

70

0,71

0.71

2

50

66

0,76

3

50

74

0,68

Для измерения скорости течения на разных глубинах используй двойные поплавки. В качестве глубинных поплавков могут быть использованы две бутылки. Бутылки привязывают одну к другой верев­кой, длина которой зависит от глубины измерения скорости. Нижняя бутылка наполняется водой и закупоривается пробкой. В верхнюю бутылку насыпается песок в таком количестве, чтобы верхняя ее часть находилась над водой, и она тоже закупоривается пробкой (рис. 4). Скорость движения верхней бутылки указывает на среднюю скорость обеих бутылок. Чтобы определить скорость на определенной глубине например на 0,2h (h - глубина реки), нужно знать поверхностную скорость (Vпов) и среднюю скорость двух бутылок (Vср), из которых нижняя опускается на глубину 0,2 h. Тогда скорость на этой глубине определяется по формуле: V0,2h = 2 Vср - Vпов.

Рис.4. Двойной поплавок ил бутылок

Определение высоты склона

Относительная высота определяется методом вертикального отложения отрезков известной длины. Для этого используется мерная рейка, разделенная на дециметры и сантиметры, и специальный прибор - нивелир. Вместо нивелира может быть использован самодельный прибор, состоящий из колышка, прибитой сверху перекладины длиной 30-40 см, привязанной к ней сверху трубки из непрозрачного материала с внутренним диаметром 7-15 мм и отвеса, укрепленного в месте соединения перекладины и колышка. Высота всего прибора для удобства измерений долж­на быть 1,5 м. Нижняя часть колышка (3-5 см) втыкается в почву, и ее разме­ры в общую высоту прибора не входят. Чтобы не ошибиться, на этом уровне к колышку прибивается небольшаясм) ограничительная перекладина, которая не позволит воткнуть колышек глубже необходимого. Можно использовать самодельный нивелир и другой конструкции.

Через отверстие в трубке визируется место на склоне, куда переносится колышек. Затем визирование повторяется столько раз, сколько необходимо, чтобы измерить весь склон. Последний участок склона, который оказывается ниже нивелира, измеряется при помощи вешки. Вешка устанавливается на вершину. Величина отметки, визированной на вешке L, вычитается из высоты нивелира Т. Полученная величина h равняется высоте последнего отрезка h = Т – L.

Чтобы вычислить всю высоту склона Н, необходимо сложить высо­ту последнего отрезка h с произведением высоты нивелира на величи­ну h, которая равна количеству визирований полной высоты нивелира

Рис.5 Определение высоты склона


Н = n Т + Т - Ь или Н = (п+1) Т - Ь

При высоте нивелира 150 см, формула для вычисления выглядит так:

Н = (п+1)150см-Ь

Измерить высоту холма, склона оврага, долины можно также сле­дующим приемом. Заготовить две рейки длиной по 2 м, разделенные на сантиметры, и обыкновенный плотницкий ватерпас. Вешками или колышками, ветками, камнями обозначают направление, по которому предстоит делать измерения (рис. 5). У подножия склона в исходной точке ста­вят вертикально рейку с делениями, а другую устанавливают горизон­тально между первой рейкой и склоном. Вертикальность положения рейки определяется при помощи ватерпаса. По первой рейке отсчиты­вают высоту, на которой оказалась верхняя поверхность горизонталь­ной рейки, а по второй - то расстояние, которое образовалось между рейкой и склоном холма. Результаты записывают. Затем вертикаль­ную рейку переносят выше по склону и ставят в той точке склона, ко­торой касалась горизонтальная рейка. Вторую рейку вновь устанавли­вают горизонтально между вертикальной рейкой и склоном, и такие измерения продолжают необходимое количество раз, поднимаясь по склону все выше и выше.

Рис. 6 Самодельный угломер (эклиметр)

Чтобы определить крутизну склона, необходимо определить длину склона S. Эта величина бу­дет являться гипотенузой искомо­го угла а, тогда sin а = Н/S. Затем величина угла а определяется по таблице. (Выделяют 8 градаций крутизны склонов)

Крутизну склона можно заме­рить и другим способом. Для этого следует применить самодельный прибор эклиметр (рис 6), который можно легко изготовить из прямоугольно­го куска фанеры, картона или орг­стекла размером 15x20 см. На него с помощью транспортира наносят полуокружность, размеченную на градусы. В центре полуокружности подвешивают на прочной нитке не­большой грузик. Вместо отдельного куска картона можно использо­вать для эклиметра обложку полевой книжки, нанеся прямо на нее по­луокружность с градусами.


Для измерения крутизны склона труб­ка должна занять положение, параллель­ное склону, при этом отвес покажет некую величину β (рис. 3). Для вычисления уг­ла α следует вычесть из 90о эту, полученную путем измерения, величину b. α=90о-β

Определение расстояний

Определение расстояний при проведении исследовательских работ в природе имеет огромное значение. Но если небольшие расстояния можно измерить без всякого труда при помощи линейки, рулетки или другого измерительного инструмента, то определение больших расстояний таким способом весьма затруднительно, а иногда просто невозможно.

Далеко не всегда можно воспользоваться непосредственными измерениями, и в таких случаях измерительными «приборами» будут служить шаги, уровень глаз (расстояние от земли до глаз) или любые подходящие для этого предметы, находящиеся «под рукой». А размечать местность можно колышками

Высота дерева (холма)

а) Определение высоты дерева по длине тени, падающей от него

Так как лучи солнца можно считать практически параллельными, то тень от дерева во столько же раз длиннее тени от шеста известной вам длины а, во сколько раз дерево выше шеста. Поэтому, определив отношение длины тени от дерева к длине тени от шеста к, можно вы­числить высоту дерева Ка.

б) Определение высоты дерева при помощи шеста

Установив вертикальный шест на некотором расстоянии от дерева,

нужно встать в такую точку, из которой верхний конец шеста загораживает верхушку дерева (рис. 8). Тогда, если высота части шеста над уровнем глаз равна а, а расстояния от глаз по горизонтали до шеста и до дерева рав­ны b и у соответственно, то из подобия треугольников можно най­ти высоту дерева х над уровнем глаз. Наконец, зная свой рост h до уровня глаз, получаем полную высоту дерева Н:


х = уа / b

Рис. 8 Определение высоты дерева (холма)

при помощи шеста

Н = h + х = h+уа/b

Вычисления и измерения можно упростить, если добиться равенст­ва b = а, которое достигается выбором места установки шеста. Кроме того, можно лечь на землю, что позволит считать h = 0, и в результате высота дерева окажется равной х = у.

Измерение высоты дерева (народным методом) Измерение проводится двумя и более человек. Из точки А на расстояниим. от дерева замеряем его высоту с помощью любого удлиненной формы предмета, в вытянутой руке на уровне глаз. Затем направляем руку с зафиксированным результатом в пространство недалеко от дерева. Кто-либо из команды идет в данном направлении до тех пор (точка С), пока высота его фигуры (h) условно не станет равной зафиксированной высоте дерева. Пройденное расстояние АС можно измерить (шагами, рулеткой, сантиметром и т. д.). Зная рост и длину АС определяем высоту дерева по формуле АС : h.