Новый подход к определению и классификации водопадов

Впервые я заинтересовался этой темой 3 года назад, когда случайно натолкнулся на книгу Г. Т. Арсеева «Водопады». Затем я прочитал ещё несколько книг о водопадах. Прочитав их, я понял, что чёткой и общепринятой классификации водопадов нет. «Падающая вода» всегда привлекала людей и сейчас экотуризм переживает новое рождение. Водопады приковывают к себе взгляды людей своей мощностью, силой падения, красотой. И каждый раз люди задумываются как можно использовать всю эту силу и мощь на пользу человечества.

В настоящее время актуальна проблема водопадов, так как люди постоянно ищут возможности получения альтернативных источников энергии. Именно этому и посвящена работа.

На нашей планете существуют целые скопления "водных бриллиантов". На Кавказе, на территории Тебердинского заповедника в ущелье р. Салыннган (притоке р. Кизгыч) есть долина "Тридцати водопадов". В Японии, в национальном парке острова Хонсю в долину Осугидани обрушивается 100 водопадов. А Норвегию называют даже Страной водопадов.

2. Статистика опроса

Опрос проводился среди учеников лицея № 1524, города Москвы с 7-го по 10-ый классы. В опросе участвовали 100 учеников.

Вопросы, которые задавались в ходе опроса:

1. Самый водопад (нужно было вставить прилагательное, характеризующее водопад и сам водопад)

2. Какие водопады Вам известны?

3. Как можно использовать водопады?

Полученные результаты.

1-ый вопрос:

Самые часто употребляемые прилагательные (расположены в порядке от наиболее часто встречающихся к наименее часто встречающимся)

• Высокий

• Большой

• Известный

• Красивый

• Мощный

Единственными водопадами которые назвали, были: Ниагарский, Виктория, Анхель.

2-ой вопрос:

• Ниагарский (назвали 54 человек)

• Виктория (назвали 41 человек)

• Анхель (назвали 5 человек)

3-ий вопрос: *

• Рекреационные ресурсы – 46 человек

• Гидроэнергия – 63 человека

• Купание – 22 человека

*примечание(один опрашиваемый предлагал несколько вариантов)

Обсуждение полученных выводов:

Полученные результаты позволяют сделать вывод, что водопады малоизвестны населению. Цель данной работы – расширение знаний людей о водопадах.

3. Условия образования водопадов. Их исследования.

  В том, как образовались водопады, нет никакой тайны. Они создаются каждый раз, когда потоки или реки текут через края круто обрывающихся очертаний суши - утесов или очень крутых обрывов в русле реки. Бесчисленные крошечные водопады, питаемые тающим снегом, устремляются каскадами с гор во всем мире. (Возможно, вы слышали о горной цепи на северо-западе Тихоокеанского побережья США, известном как Каскады. )

Течение реки проходит по различным видам скальных пород под ней. Некоторые из этих пород достаточно тверды, в то время как другие породы мягки и разрушаются очень легко. Воды реки текут по слоям твердых скальных пород. Когда они достигают мягких скал, вода начинает разрушать или стирать мягкую скалу. Река не имеет иного выбора, кроме как погружаться на сотни метров вглубь утесов, пока не достигнет еще одного слоя твердых скал в основании. За более чем тысячи лет мягкая скала разрушается, и река начинает врезаться вертикально в скалу. Это приводит к образованию утеса, через который переливаются воды реки. Через какое-то время утес становится все круче и глубже, и образуется водопад. При этом в основании водопада формируется большой, полый водоем погружения. Иногда водопад появлялся в результате землетрясения, когда в долинах, по которым протекали реки, образовывались глубокие провалы. Так, водопад на вполне мирной реке может означать прошедшие землетрясения.

Некоторые водопады образованы ледниками. В течение последнего Ледникового периода (приблизительно 10 000 лет назад), давление льдов в ледниках прорезало глубокие долины в горы. Меньшие долины оставались висеть над большими долинами. Водопады расположены там, где меньшие долины прилегают к большим долинам. Река, текущая через долины, должна падать много метров вниз, чтобы присоединиться к главной реке.

Какие условия нужны для образования водопадов:

1. гористая местность (с породами способными выдерживать большую нагрузку)

2. большое количество осадков и других запасов воды.

Что же такое водопад?

Чёткого и общепринятого ответа на этот вопрос нет. Прочитав много информации об исследованиях водопадов, я пришёл к следующим определениям:

1. Водопад – низвержение воды с уступа под углом более 45º,

2. Водоскат – падение воды под углом менее 45º,

3. Водопад менее 1 м высотой – порог.

Исследования водопадов: главными предметами исследованиями водопадов являются его высота и мощность. Также интересны геологические исследования эрозии водопада (его влияния на почвы, слагающие его ложе)

Единственным крупным таким исследованием было осушение американского рукава Ниагары 11 ноября 1966 г. (тогда осушили на 7 часов и взяли маленькие пробы грунта) и в 1969 г. , тогда его осушили на 6 месяцев и взяли большие образцы грунта и провели полное исследование эрозии. Оба проекта готовились 19 лет!

Мною были проведены исследования угла падения и мощности нескольких водопадов, а также их длины и ширины для их классификации. Затем, проведя классификацию я определил те водопады, которые можно использовать в качестве альтернативных источников энергии.

4. Классификация водопадов.

В настоящее время существует много классификаций водопадов. Многие из них неточны или сложны. Опираясь на работы нескольких советских исследователей я вывел следующую ниже классификацию. В основе этой классификации я предлагаю высоту падения и ширину потока воды.

Первый тип – высота падения воды превышает ширину потока (Анхель, Тугела, Сазерленд, Курён, Кэгон, Диялума, Учансу, Ореховский, Медовый, Гегский, Гисбах и др. ).

Второй тип – высота падения воды меньше ширины (Ниагарский, Игуасу, Анабанилла, Лаха, Маруя, Кон, Виктория, Деттифосс, Годафосс, Тэн, Лушань, Бандок, Боале, Миомбе, Лермонтовский и др. )

Водопады можно классифицировать по расходу воды измеряемой в м3/с и удельной водоносности (берётся средний годовой расход воды, отнесённый к ширине водопада).

5. Значение водопадов

Ещё во времена колонистов, в США вдоль линии водопадов развивались отрасли промышленности, связанные с лесосплавом и водяными колесами. Они сопровождались сетью коммерческих и индустриальных городов в 19-ом столетии, так же, как сеть портовых городов ранее распространилась по побережью. Эти города на линии водопадов включают: Лоуэлл в Массачусетсе, Потакет в Род-Айленде, Трой в Нью-Йорке, Трентон в Нью-Джерси.

Долина Миссисипи также представляет линию водопадов, отмеченную такими городами как Луисвилл в Кентукки, и Миннеаполис в Миннесоте. Является фактом, что водопад Св. Антония изображен на государственном гербе штата Миннесота. Его называли "водопадом, который построил Миннеаполис" из-за его роли в развитии деревообработки, мукомольной промышленности и гидроэлектроэнергетики в самом большом городе штата Миннесота.

Для гидроэнергетики важна мощность водопада, исчисляемая по формулам: N = 9. 8 Qh (теоретическая) и N = 8,0 Qh (промышленная), где N – мощность, Q – расход воды и h – высота падения.

Водопады хранят в себе огромное количество энергии, ранее я уже сказал как вычисляется энергия водопадов. На Ниагарском водопаде и США и Канада построили гидроэлектростанции, причём, так, что их не заметно! В России на водопаде Гирвас построена Гирвасская ГЭС. Сейчас Гирвас всё равно величественен.

Индустрия туризма очень хорошо развита в СЩА - Канаде (Ниагарский водопад), Бразилии – Аргентине (водопад Игуасу), Замбии –Зимбабве ( водопад Виктория) и др. В России создан н. з. Кивач.

Индустрия туризма ежегодно приносит большие доходы.

Сейчас также ставятся эксперименты по использованию водопадов в целях лечения людей.

Да, и водопад просто очень красиво!

6. самые известные водопады мира и России

САМЫЕ ВЫСОКИЕ ВОДОПАДЫ МИРА.

№    Название Высота, м Местоположение

1.     Анхель 1054 р. Чуруми, Венесуэла, г. м. Ауян-Тепуи

2.     Тугела 933 р. Тугела, ЮАР, Драконовы горы

3.     Иосемитский 727 р. Иосемити-Крик, США

4.     Утигард 610 Норвегия, горн. масс. Фьордан

5.     Кукенан 610 р. Кукенан, Венесуэла

6.     Мтарази-Фолс 610 н. п. Родс-Иньянга, Зимбабве

7.     Тальниковый 600 р. Тальниковая, плато Путорана, Россия

8.     Кауаи 600 о. Кауаи, Гаваи

9.     Сатерленд 580 р. Артур, Новая Зеландия

10.   Киле 561 Норвегия, г. м. Фьордан

ВОДОПАДЫ РОССИИ.

№    Название Высота, м Местоположение

1.     Тальниковский 600 плато Путорана, р. Тальниковая

2.     Кинзелюкский 300 р. Кинзелюк, Саяны

3.     Грандиозный 200 руч. Водопадный, Саяны

4.     Фишт 200 р. Пшеха, Западный Кавказ

5.     Киштинская 150 р. Большая Кишта, Саяны

6.     Неприступный 150 р. Чульча, Алтай

7.     Илья Муромец 141 о. Итуруп, Курилы

8.     Шумный 100 р. Шумная, Камчатка

9.     Сигачский 100 р. Малый Сигач, Саяны

10.   Ашильта 100 р. Ашильтинка, Кавказ (Дагестан)

11. Кивач 10,7 р. Суна, Карелия

«Великая пятёрка» водопадов.

«Великой пятеркой» называют наиболее мощные и широкие водопады.

Некоторые данные о них приведены в таблице.

Название Высота Ширина Расход воды (м3/с) Местоположение

(м) (м)

мин. макс.

Кон 21 12-13000 8700 47000 р. Меконг, граница Камбоджи и

Лаоса, Азия

Гуаира (Сети-Кедас) 40 4800 9000 13000 р. Парана, граница Бразилии и

Парагвая, Южная Америка

Игуасу 80 3-4000 1700 12000 р. Игуасу, граница Бразилии и

Аргентины, Южная Америка

Виктория 120 1800 1400 7500 р. Замбези, граница Замбии и

Зимбабве, Африка

Ниагара 50 1200 1350 6000 р. Ниагара, граница США Канады,

Северная Америка

ВЫВОДЫ:

• Я предлагаю новое понятие водопада

• Предложенной классификации нет аналогов.

• Классификация водопадов важна для:

1. систематизации в изучении

2. сравнения характеристик

3. для расчетов по мощности водопада и дальнейшего применения в гидроэнергетике.

2-ой тип высота падения воды меньше ширины потока

1-ый тип

Высота падения воды превышает ширину ширину потока водопады