Научно-исследовательский проект: Актуальные проблемы экологии Цимлянского водохранилища

Научно-исследовательский проект

АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ

ЦИМЛЯНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА

Содержание

Введение………………………………………………………………….…3

1. Методы исследования проблемы и методика проведения

работы…………………………………………………......................5

2.Программа действий……………………………………………………8

Заключение…………………………………………………………........9

Литература и другие источники……………………………………….10

Приложения………………………………………………………………..11

Введение

«Вода! У тебя нет ни цвета, ни вкуса, ни запаха, тебя невозможно описать, тобою наслаждаются, не ведая, что такое! Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты – сама жизнь! Ты наполняешь нас радостью, которую не объяснить нашими чувствами. С тобою возвращаются к нам силы, с которыми мы уже простились. По твоей милости в нас вновь начинают бурлить высохшие родники нашего сердца… Ты самое большое богатство на свете…» (Антуан де Сент-Экзюпери).

Сегодня трудно представить развитие и процветание многих городов и хуторов Волгоградской и Ростовской областей без использования вод Цимлянского водохранилища. Питьевая вода приблизительно для трех миллионов людей, вода для орошения, транспортный путь для судов, место обитания многих рыб (40 видов сомообразных, карпообразных, окуневых). Кроме того, берега Цимлянского водохранилища превратились в крупную рекреационную зону, из года в год растет число отдыхающих на его берегах.

Со временем изменился приоритет использования водохранилища. Если прежде на первом месте стояли судоходство и энергетика, то сейчас - обеспечение населения водой, соответствующей нормам качества.

За облегчающие жизнь технические чудеса человек расплачивается чудовищным загрязнением среды обитания - воды, почвы, воздуха. Касается это и Цимлянского водохранилища: обмеление и загрязнение воды прогрессируют с каждым годом. Как и в прежние годы, загрязненные сточные воды Логовской облпсихбольницы рекой текут в Цимлянское водохранилище. Выгорают огромные массивы рукотворного леса, допускаются несанкционированные вырубки, в том числе и в пределах водоохранных зон. Никакими усилиями административных органов и общественности района мы не можем справиться с мусорными свалками, опоясывающими берега и все населенные пункты района. Низкий уровень водообмена, обрушение берегов, зарастание мелководной зоны тростником в результате образования мощного слоя из-за отмерших растений – все это в конечном счете ведет к заболачиванию водоема ( приложение 1, 2, )

Наше водохранилище – это водный объект, ценность которого неизмерима.

Целью данного проекта является разработка программы действий по сохранению природных богатств акватории Цимлянского водохранилища в районе хутора Ильмень – Суворовский. Работая над проектом, наша группа поставила следующие задачи:

1) провести комплексное исследование состояния воды Цимлянского водохранилища в районе нашего хутора;

2) определить мероприятия и время их проведения, способствующие поддержанию чистоты водохранилища и сохранению рыбных запасов;

3) провести анкетирование среди учеников о значении и состоянии воды Цимлянского водохранилища.

4) выяснить состояние рыбных запасов, опираясь на статистические данные бухгалтерии рыболовецких бригад;

5) изучить имеющуюся литературу по данной теме.

В Донском бассейне самое крупное водохранилище - Цимлянское, образованное подпором воды р. Дона у г. Цимлянска Ростовской области. Плотина повышает уровень в верхнем бьефе примерно на 26 метров по сравнению с меженным уровнем Дона и на 17 метров по сравнению с уровнем наивысшего положения в 1917 году. Подпор, создаваемый ею, распространяется вверх по реке до устья реки Иловли в меженный период. Длина распространения подпора в межень по старому фарватеру Дона составляет 360 км., а при измерении по прямолинейным участкам, спрямляющим затопленные излучины русла, - 260 км.

Площадь зеркала Цимлянского водохранилища (при нормальном подпорном уровне 27м.) равна 2700км2., полный объем - 23,86км3., что превышает средний многолетний объем годового стока Дона в створе гидроузла, ширина достигает 38км. на ближайшем к плотине участке, 30км. – в районе Чирского разлива, а выше хутора Кумовского не превышает 4-5км. Наибольшая глубина водохранилища на ближайшем к плотине участке равна 35м., а средняя глубина 8,85м., что несколько превышает глубину Азовского моря.

При сильных ветрах оно бывает очень бурным - волны, высотой более трех метров, делают плавание опасным. На случай шторма для судов подготовлены специальные бухты - убежища. Цимлянское водохранилище создало запасы воды для орошения и обводнения прилежащих засушливых районов. Этот огромный водоем затопил луга и

некоторые исторические станицы, связанные с именами Разина, Пугачева. Огромная водная гладь уходит в Ростовскую область.

Воды Цимлянского водохранилища служат для судоходства, орошения, отдыха. Они продолжают размывать берега и сильно цветут к концу лета. Но у водохранилища есть положительное свойство – высокая продуктивность рыбных запасов. В нём водятся ценные породы рыб: сом, судак, чехонь, шемая, лещ, берш, толстолобик, белый и черный амур, вырезуб.

Водохранилище изменило не только хозяйственную жизнь нашего хутора, но оказало влияние и на природные условия. Сформировался местный климат с более прохладной затяжной весной и более теплой и длительной осенью, уменьшились суточные амплитуды температур (на 3-4 градуса), увеличилась влажность воздуха, чаще наблюдаются бризовые ветры.

Каждый водоем имеет свою историю. На протяжении многих лет биогенные элементы в виде солей и органических соединений сносятся в него с прилегающих территорий небольшими речками - Мышковой, Аксаем и ручейками. В результате происходит неуклонное повышение трофичности водоема, увеличение количества образующегося в нем органического вещества. Летом наше водохранилище «цветет». Это объясняется увеличением содержания в воде азота и фосфора, за счет сбросов органических стоков и применения на полях минеральных удобрений. Интенсивное размножение сине-зеленых водорослей приводит к накоплению в воде органических веществ, которые в свою очередь приводят к исчезновению кислорода и заморным явлениям, что грозит катастрофой для данной экосистемы. В нашем водохранилище в летние месяцы периодически наблюдаются заморы рыб. Рыба поднимается из ям, плавает поверху кругами или стремится к берегу, координация движения нарушена, широко раскрыты жаберные крышки, можно увидеть и погибшую рыбу.

По мнению директора Волгоградского отделения ГОСНИОРХ , «любой искусственный водоем имеет свой срок жизни, Цимлянскому водохранилищу он был определен в 80-100 лет. Пятьдесят из них уже прошли, так что процесс деградации уже в полном разгаре. Очень остро встают и экологические проблемы. Это контроль за сбросом с береговых объектов, из населенных пунктов. Торговое судоходство стало очень интенсивным, везут нефть и нефтепродукты, уголь, лес, удобрения, химикаты, и были случаи, когда различные вредные вещества попадали в воду и гибла рыба. Вообще экология - это целый комплекс проблем. Это и очистка воды, сохранение ее химического состава, кормовой базы для рыбных запасов».

Мы обращались в рыболовецкое акционерное общество «Бриз» за сведениями об общем улове рыбы за несколько последних лет. Данные говорят о том, что объем улова рыбы сокращается (Приложение 3).

Члены нашего кружка беседовали с рыбаками, проработавшими по 20-30 лет, которые утверждают, что от количества той рыбы, которая была двадцать лет назад, осталось приблизительно 30%.

Мелководье нашего водохранилища является местами нереста ценных рыб (сом, судак, чехонь, синец). За хутором Молокановский, там где большая глубина, есть кормовая база, где рыба нагуливает свою массу. Рыбаки вспоминают, что еще десять лет назад можно было выловить стерлядь, сомов массой до 120-130кг. Сейчас это только воспоминания. И виной является не только ухудшение состояния воды, но и «махровое» браконьерство. Борьба с этим злом должна быть очень серьезной и вестись на государственном уровне. Браконьерство, конечно, беда, но сегодня оно отходит на второй план на фоне другой тяжелейшей проблемы – экологической. Дело в том, что берегоукрепительные работы на Цимле проводились в 1952 году. С 80-тых годов просто прекратили чистить дно от ила и грязи, наносимых с верховьев Дона. Дно Цимлы буквально поднялось за эти годы на метры. Что же ждет нас в перспективе? Начальник управления Федерального учреждения «Цимлянрыбвод» Виктор Ратиев рисует такие перспективы: «Если на Цимлянском водохранилище не будут проводиться мелиоративные работы, водохранилище превратится в озеро. А следующий этап – уже болото». А рыбе для нереста нужна чистая вода.

Одна напасть идёт со дна, другая – от нерадивого нашего хозяйствования. За сезон через Цимлу проходят около 7 тысяч судов. При этом 70% этих судов везут по воде нефть. И уже сейчас значительно нарушены все предельно допустимые нормы концентрации в водохранилище нефтепродуктов, а по отдельным показателям они больше приемлемых …. в несколько десятков раз! Чего ж тут удивляться, что порой, по так называемым «необъяснимым причинам», начинает гибнуть рыба.

В последние годы неуклонно растет численность карася, так как он наиболее устойчив к недостатку кислорода в воде. Зато сокращается улов сома, судака, шемаи, специально привезенных растительноядных рыб – белого амура, черного амура, толстолобика.

Вода летом из–за большого количества цианобактерий приобретает неприятный запах и становится непригодной для купания.

Методы исследования проблемы и методика проведения работы

Мы провели комплексное исследование воды (запах, прозрачность, цветность, минерализация, кислотность, биологические показатели воды) физическими, химическими и биологическими методами.

Вода в пресных природных водоемах не имеет вкуса и запаха. Привкусы и запахи в воде могут появиться в результате развития некоторых водорослей, а так же за счет разложения органического вещества. Запах определяют при 200С и 600С, используя емкость с широким горлышком. Емкость с водой закрывают пробкой, перемешивают, открывают пробку и быстро определяют наличие запаха и его интенсивность по пятибалльной шкале:

0- нет запаха;

1 – очень слабый (не поддается определению);

2 – слабый;

3- заметный (можно дать характеристику и указать «чем пахнет»);

4- отчетливый (обращает на себя внимание и делает воду неприятной для питья);

5-сильный (делает воду не пригодной для питья).

Интенсивность запаха воды, подаваемой хозяйственно-питьевыми водопроводами, не должна превышать 2 баллов.

Запах воды Цимлянского водохранилища осенью без посторонних примесей.

На прозрачность влияют взвешенные в воде различные вещества, температура и цвет воды. Прозрачность уменьшается и с повышением температуры, поэтому осенью и зимой прозрачность выше, чем летом.

Для определения прозрачности использовали диск Секки. Диск погружали в воду с теневой стороны лодки до тех пор, пока он не перестает быть виден. Осенью диск виден на глубине 2м. Такая вода считается умеренно - загрязненной.

Мерный цилиндр наполняем водой до высоты 20 см. Попробуем прочитать газетный текст, расположенный на расстоянии 4 см. от дна цилиндра. Если текст невозможно прочитать, сливаем воду до тех пор, пока это возможно. Измеряем линейкой высоту столба воды и выражаем прозрачность воды в сантиметрах. В октябре – около 4см.

С наступлением холодов прозрачность воды увеличивается. Этой осенью вода в Цимлянском водохранилище приобрела слегка красноватый оттенок, так как сложились благоприятные условия для развития диатомовых водорослей. Большой опасности для водных обитателей они не представляют. С дальнейшим понижением температуры количество водорослей будет снижаться, вода приобретет свой привычный цвет.

Цветность воды определяли содержанием в воде гуминовых органических кислот. Гуминовые кислоты образуются при неполном разложении в воде органических веществ. То есть цветность воды характеризует концентрацию органических веществ. Воды

водохранилища светлоокрашенные, так как питают его подземные источники, родники и атмосферные осадки.

По степени минерализации вода в водохранилище слабо минерализована (сумма ионов до 100 мг./л).

К сожалению, обычно в условиях школы определить точно степень минерализации можно только у воды из тех источников, которые содержат много солей. Содержание хлоридов – важный показатель при оценке санитарного состояния водоема. В пробирку наливаем 5мл. воды из водохранилища и добавляем 3 капли 10% раствора нитрата серебра. Приблизительное содержание хлоридов определяем по характеру осадка или помутнения, используя таблицу:

Определение содержания хлоридов

Наблюдения	Концентрация хлоридов, мг/л
Слабая муть	1-10
Сильная муть	10-50
Образуются хлопья, но осаждаются не сразу	50-100
Белый объемный осадок	Более 100

Хлориды попадают в водоемы со сбросами хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод, а также при использовании в зимнее время антигололедных составов.

Содержание хлоридов в водохранилище отмг/л.

Кислотность воды определяли концентрацией ионов водорода. В школьной лаборатории с помощью универсальной индикаторной бумаги определили: РН воды равна 6,5 – 7.

Значение рН воды в водоемах хозяйственного и бытового назначения должна находиться в пределах 6,5-8,5.

Исследовали биологические показатели качества воды. Чем больше видов живых организмов населяет водоем, тем более благополучно его экологическое состояние. Одни организмы более чувствительны к неблагоприятным условиям, другие – менее, поэтому наличие в водоеме чувствительных организмов указывает на хорошее качество воды, а малочувствительных – свидетельствует о его загрязнении. Каждая степень загрязнения характеризуется наличием определенной группы организмов. Такие организмы называют сапробными или индикаторными.

Биоиндикаторы – пресноводные моллюски, чувствительны к содержанию в воде органических веществ и кислорода. Соответственно выделяют £ - мезосапробов, β - мезосапробов и олигосапробов. Полисапробов среди моллюсков нет. Определяем сапробность водоема, учитывая следующую экологическую классификацию моллюсков: β

мезосапробы – беззубка, обыкновенный прудовик, перловица, ушковый прудовик, физа ключевая, лужанка полосатая, лужанка настоящая, горошина; олигосапробы – катушка обыкновенная, катушка гладкая, катушка завитая, утиная беззубка.

Собранных моллюсков помещаем в банку с водой и определяем до вида. Через сетку процеживаем 10 ведер воды. Собрали планктон. Песчаный грунт подвергаем отмучиванию, промываем, чтобы избавиться от ила. Сбор материала производили с охватом основных биотопов – песчаных, илистых и зарослей. Так, в заливе, заросшем, тростником, нашли много мотыля и личинок мошек, что указывает на сильное загрязнение воды. При исследовании обитателей воды недалеко от школы, где процесс самоочищения идет быстрее, встретили следующие индикаторные организмы – беззубку, обыкновенного прудовика, катушку обыкновенную, личинок ручейников и поденок.

Шкала загрязнений по индикаторным таксонам

Индикаторные таксоны	Класс качества воды. Экологическая полноценность. Использование
Личинки веснянок. Плоские личинки поденок. Ручейник-реакофила.	Очень чистая. Полноценная. Питьевое. Рекреационное. Рыбохозяйственное. Орошение. Техническое.
Крупные двухстворчатые моллюски (перловица, беззубка) плавающие и ползающие личинки поденок.	Чистая. Полноценная. Питьевое. Рекреационное. Рыбохозяйственное. Орошение. Техническое.
Роющие личинки поденок. Ручейники при отсутствии реакофила. Личинки стрекоз. Плосконожки и красотки. Мошки.	Удовлетворительно чистая. Полноценная. Питьевое с очисткой. Рекреация. Рыбоводство. Ограниченное орошение. Техническое.
Плоские пиявки, шаровки. Личинки стрекоз при отсутствии плосконожки. Водяной ослик.	Загрязненная. Неблагополучная. Ограниченное рыбоводство. Ограниченное орошение. Техническое.
Трубочник, мотыль, червеобразные пиявки. Масса мокрецов.	Грязная. Неблагополучная. Техническое.
Макробеспозвоночных нет.	Очень грязная. Неблагополучная. Техническое с очисткой.

Наличие моллюсков указывает на то, что воду Цимлы можно считать удовлетворительно чистой, полноценной, питьевой с очисткой. Можно использовать для рекреации, рыболовства.

Водная растительность обильная. Представлены нитчатые водоросли (спирогира), одноклеточные водоросли (зеленые, сине-зеленые), сусак зонтичный, элодея. Прибрежно-водная растительность представлена следующими видами растений: осоки, рогоз, камыш, тростник, стрелолист обыкновенный, хвощ, череда.

В процессе эвтотрофирования в водоеме исчезают определенные группы живых организмов и начинают доминировать особи, которые могут мириться с изменившимися условиями.

Исходя из данных исследования загрязненность водоема (5,5б.) оценивается как средняя (приложение 4).

Увеличение численности карася, зарастание водохранилища в районе пристани тростником, усиленное размножение сине – зеленых водорослей, уменьшение численности ценных промысловых рыб, чувствительных к содержанию кислорода, предупреждают нас о неблагополучной экологической обстановке водохранилища. На берегу поселились цапли – одна из первых примет заболачивания водоёма. Механизмы самоочищения и саморегуляции водной экосистемы замедляются, а это может привести к деградации биоценоза.

«При всех неблагоприятных условиях рыба в Цимлянском водохранилище - одна из лучших в России. В рамках проекта о биологическом состоянии рыб исследовали водоёмы по всей России, брали анализ рыбы на токсичность, на заболевания и действительно сделали вывод, что Цимла ещё держится и её рыба – самая качественная по биологическому состоянию» (директор Волгоградского отделения ГОСНИОРХ ).

Наличие моллюсков, речных раков свидетельствует о том, что Цимлянское водохранилище как экосистема существует. Наша задача - помочь водохранилищу, сохранить его уникальность.

По результатам анкетирования для большинства учащихся нашей школы Цимлянское водохранилище – любимое место отдыха, источник ценных пород рыб, а для многих - источник доходов.

Программа действий

Для сохранения уникальности данного водоема необходимо принять следующие меры:

-для профилактики «цветения» воды рекомендуем ограничить на побережье развитие животноводческих
комплексов, применять «щадящую» агротехнику;

-создавать вокруг водохранилища водоохранные зоны наземной и водной растительности (тростник и хлорелла подавляют развитие сине–зеленых водорослей и поглощают из воды загрязняющие вещества);

-использовать растительноядных рыб (толстолобик, черный амур, белый амур);

-все организации, деятельность которых влияет на водный режим водохранилища, обязаны проводить лесомелиоративные, гидромелиоративные, санитарные мероприятия, улучшающие водный режим;

-остановить весенний неводной лов на нерестилищах с 15 апреля в течение 2-х последующих лет;

-возобновить работы по спасению молоди рыб на обсыхающих и заморных водоёмах;

-взять под строгий контроль и учёт выдачу и регистрацию лицензий и их копий;

-разработать и внедрить в производство новые Правила рыболовства в бассейне р. Дон и на Цимлянском водохранилище.

В наших силах возможно воплощение следующей программы действий:

- экологическое просвещение местного населения;

-следить за чистотой побережья, о крупных несанкционированных свалках сообщать председателю ТОСа;

-каждую весну проводить рейд по наведению порядка на берегу водохранилища;

-создать экологический патруль, задача которого – распространение природоохранных идей среди учащихся школы, местного населения;

-экологический патруль совместно с председателем ТОСа должны вести работу по убеждению населения – регулярно убирать территории, прилежащие к личным подворьям, так как стоки нечистот вызывают «цветение воды»;

-особое внимание экологический патруль должен уделять работе по борьбе с браконьерством;

-следить за тем, чтобы место для свала мусора было обваловано;

- весной в зоне обрушения берега посадить 20 деревьев и кустарников;

-ходатайствовать перед сельской администрацией об установке в водоохранной зоне стендов о запрете распашки земель, выпаса скота, применения удобрений и установке палаточных городков;

-в детском садике, в младших классах проводить беседы на экологические темы, ответственными должны быть члены школьного экологического патруля;

-обязательно проводить в школе тематические экологические линейки, например, ко Дню Воды;

- весной выпускать и распространять экологические листовки (приложение5).

- выкашивать водную растительность в Кибиревском заливе;

- проводить работу по сохранению рукотворного леса в районе хутора Молокановский.

Заключение

Реальным выражением ответственного отношения к природе является овладение экологической культурой.

Природа будет испытывать меньшее отрицательное воздействие тогда, когда вырастет уровень духовной культуры человека. Человек, знающий историю своего края, особенности его природы, особо остро чувствует красоту и величие. Воспитание настоящего патриота возможно только на основе любви к своему родному краю, своей малой родине - своему хутору.

Учащиеся нашей школы каждую весну проводят уборку мусора на побережье водохранилища в районе школы. Проводятся тематические экологические линейки, декады по биологии и экологии, целью которых является приобщение учащихся к природоохранной работе. В целях повышения интереса учащихся к защите окружающей среды, воспитания экологической культуры в рамках «Дня Воды» проводятся конкурсы рисунков, сочинений. В этом году провели заседание круглого

стола на тему: «Актуальные проблемы экологии Цимлянского водохранилища», где обсуждали наиболее актуальные экологические проблемы, касающиеся состояния Цимлы.

Цимлянское водохранилище славится как прекрасной природой береговой линии, так и своими водными биоресурсами. Сохранение этого богатства для будущих поколений должно стать постоянной заботой не только тех, кто призван охранять природу, но также каждого из нас. Но надо спешить, чтобы Цимла ожила и заработала на нашу экономику, на людей, которые живут у её берегов и достойны лучшей судьбы.

Литература

Краеведение: биологическое и ландшафтное разнообразие природы Волгоградской области. Методическое пособие – М. ; Глобус, 2008гс. География и экология Волгоградской области: учебное пособие для средней школы под общей редакцией профессора – Волгоград; Перемена, 2005г. – 260с. Исследование воды и водоемов в условиях школы. – М.; Чистые пруды, 2008г. Правовые основы природопользования. – М ; Чистые пруды, 2008г. Астафуров химического анализа.-М.; Просвещение,1986 г. Буйволов -химические методы изучения качества природных вод. Методическое пособие.-М.; Экосистема, 1997г. Жадин моллюски СССР. – М.; Просвещение 1973г. Тимофеев исследования школьников. //Биология в школе – 2001 - №5, №6. Бобылева воды. //Биология в школе – 2006-№3. Аргунова учебного экологического мониторинга. //Химия в школе – 2009 – №2.

Источники

1. Акционерное общество «Бриз».

2. Рассказы местных рыбаков.

Приложение 3

Динамика улова рыбы в тоннах

Год

Приложение 4

Результаты комплексного исследования воды Цимлянского водохранилища

Показатели	Да	Нет
1. Физическое загрязнение - обилие наносов на дне - свалки на берегу - стихийные пляжи - наличие кострищ	1 0,5 1	0
2. Химическое загрязнение - реакция воды (кислая или щелочная) - радужные и маслянистые пятна на поверхности - азотистые и фосфорные соединения за счет смыва удобрений и органических остатков	1	0 0
3. Биологическое загрязнение - наличие сине-зеленых водорослей	1
4. Степень повреждения растительности на берегу - вытаптывание	1
5. Отсутствие околоводных птиц		0
6. отсутствие водомерок		0

Итого: 5,5 баллов

Вывод о степени загрязнённости делаем на основе таблицы

Степень загрязнения	Количество баллов
Очень сильная	12-15
Сильная	6-11
Средняя	3-5
Слабая	1-2

Приложение 5

Экологическая листовка

Это может сделать каждый!

1. Не ловите рыбу сетями! Не бросайте мусор и старые вещи в воду: через год в водохранилище может вообще не остаться рыбы.

2. Сажайте деревья! Сажая дерево сегодня, вы даёте возможность вашим детям, внукам и правнукам дышать завтра. Сажая деревья на берегу, вы защищаете его от разрушения.

3. Уменьшайте количество мусора:

-металл и бумагу в переработку;

-мусор сортировать (пищевые и садовые отходы - для компоста);

-покупайте товар в многоразовой упаковке или упаковке, подлежащей переработке;

-обращайте внимание на маркировку, избегайте товаров опасных для окружающей среды;

-не оставляйте мусор на пляже, место надо оставить таким, чтобы сюда снова захотелось вернуться.

4. Выкашивайте водную растительность (тростник).

5. Сохраняйте рукотворный лес.

6. Берегите воду! За сутки из неисправного крана утекает минимум 500 литров воды.

7. Не собирайте дикие растения, не жгите костры, не мусорьте на участках земли, занятых в дикой природе.

8.Участвуйте в общественной деятельности: защищайте свою среду обитания, поддерживайте тех, кто стремится к этому же.

9. Протестуйте, если считаете, что окружающая среда может пострадать. Объясняйте всем, что мир может стать пустыней, если мы не сохраним его сегодня.