Итоги областной экспедиции в Перово

Географическое положение

Деревня Перово находится в пределах Гусь-Хрустального административного района, примерно в 40-а км к юго-западу от райцентра. Перово является главной усадьбой колхоза, в деревне имеется средняя школа, детсад, магазины. Земли колхоза входят в состав Национального природного парка Мещера. Место исследований находится в 5-и км к юго-востоку от Перово на территории школьного лесничества.

Плановая съемка местности.

Для проведения плановой съемки маршрута использовался прием азимутальной маршрутной съемки. Для этого использовался обыкновенный школьный угломер, в качестве приспособления для измерения горизонтальных углов на местности. Предварительно весь маршрут был пройден и пробит на отдельные визиры прямой видимости при помощи деревянных колышков, вбиваемых в грунт. Всего на участке получилось 35 съемочных точек, которые являлись одновременно и концами визирных отрезков прямой видимости. Все эти отрезки проходили по наиболее удобным участкам для прямого визирования, а в лесу -- это дороги. На 5-ой точки маршрут был закольцован, то есть первые 4 точки представляют из себя висячий ход. Порядок азимутальной съемки был таким. 1. Угломер устанавливался в точке, ориентировался по встроенному в него компасу по сторонам горизонта. 2. На точку, следующую по ходу, устанавливалась рейка. 3. Визир угломера наводился на рейку. 4. На лимбе угломера острый конец визира указывал градусную меру азимута. 5. Снятые показатели записывались в специальный журнал азимутальной съемки.

После это измерялось расстояние при помощи ленты в 10 метров. Для этого два исполнителя измеряли отрезок прямого визирования методом последовательного перехода. Передний съемщик отходил от начальной точки, где был установлен угломер, в направлении визируемой точки, где установлена рейка, до полного натяжения ленты. В этом месте он оставлял метку окончания 10-и метрового отрезка в виде колышка, втыкаемого в землю. После этого осуществлялся переход: задний переходил на место переднего, а последний повторял предыдущие операции. Съемщики считали количество таких переходов, а потом умножая это число на 10 узнавали расстояние от одной точки до другой. Но, если полного количества переходов не хватало, тогда измерялся домер от конечной точки последнего перехода до съемочной точки путем прямого измерения по мерной ленте, которая ко всему еще разбита на метры. Эти данные, как и предыдущие заносились в съемочный журнал.

Съемка производилась в несколько приемов: сперва был снят участок маршрута от точки 0 до точки 17; затем от точки 5 до 27-ой; и в конце от 17-ой до 27-ой. Таким образом у нас появилось 2 контрольные точки, на которых, после накладки на лист в масштабе, можно было бы определить невязку.

Полевой журнал азимутальной съёмки.

Графическая обработка результатов азимутальной съемки

Для графической обработки материалов азимутальной съемки требуется следующее оборудование: тахеометр, бумага, карандаш. При отсутствии тахеометра его можно заменить транспортиром и линейкой.

Графическая обработка происходила следующим образом. На листе бумаги форматом А-4 была выбрана начальная точка маршрута с таким расчетом, чтобы мог уместиться весь маршрут. Определен масштаб -- 1:5000 -- как наиболее подходящий к формату бумаги.

Затем от нулевой точки была построено вертикальная линия, обозначающая направление север -- юг. Вдоль этой линии сориентирован транспортир по линии 0 -- 180 градусов. По значениям съемочного журнала отложен луч азимута направления на следующую точку. На полученном луче отмечено расстояние в выбранном масштабе. На конце отрезка поставлена точка !№1. На ней проделаны все предыдущие действия, только с другими значениями, и получена следующая точка, И так далее. В конце концов получилось плановое расположение съемочных точек в масштабе. Невязка всего хода составила при наложении 1 см, что при условии неточности приборов и протяженности расстояния -- более 3-х км -- является вполне допустимым. Невязка была устранена путем внесения поправок на расстояния в последний съемочный участок.

Затем, по абрисным зарисовкам были построены линии дорог и контуры различных растительных ассоциаций.

Нивелировка маршрута.

При нивелировке использовался угломер. Им измерялись вертикальные углы между соседними точками. Так же была изготовлена рейка с отметкой на уровне визира угломера, поставленного в горизонтальное положение.

Угломер устанавливался в точке, а рейка -- в следующей по ходу точке. Затем визир наводился на отметку на рейке и списывалось показание вертикального угла на лимбе угломера, которое показывала неподвижная вертикальная стрелка.

После осуществлялся переход и действия повторялись. Все полученные данные заносились в журнал, где уже стояли промеры расстояний. После полевых замеров производился рассчет горизонтального проложения хода, превышений и относительных высот точек на местности.

Для подсчета превышения использовалась тригонометрическая функция синуса угла. Это видно из рисунка:

Расстояние обозначаем -- , проложение -- , превышение -- , угол -- . Тогда для нахождения превышения требуется применить формулу:

= синус .

Для вычисления горизонтального проложения используется другая формула:

= косинус .

Теперь, зная превышение, принимаем точку 0 за начало отсчета и даем ей высоту относительную в 100 метров, а затем, последовательно прибавляя или вычитая превышение из предыдущего значения получаем относительные высоты точек на маршруте. Превышение будет идти со знаком +, если угол больше 0, то есть отсчет градусов велся по часовой стрелке, и со знаком минус, если наоборот.

Графическое оформление результатов нивелирования

По результатам нивелирования выстраивается геоморфологический профиль всего маршрута. Для этого на листе миллиметровки размечается плоскость из вертикальной линии -- это расстояние, выраженное горизонтальным проложением, и вертикальной -- это высота съемочных точек. Путем перпендикулярного пересечения соответствующих точке высоты и расстояния на плоскости построения появляется точка. Последовательное построение всех таких точек создает множество точек, которые потом в последовательности их съемки на местности соединяют плавной линией. После этого на плоскости построения появляется кривая линия, которая изображает вертикальный разрез маршрута. При построении точек следует применять масштаб как горизонтальный, так и вертикальный.

Журнал нивелировки.

Невязка на 17-ой точке составила:

104,25 - 103.77 = 48 см.

Результаты графической обработки являются основой для составления ландшафтного профиля, на котором отмечают в графическом виде все результаты исследований. Полный профиль представлен в виде приложения.

Результаты почвенных наблюдений и исследований.

Почвенные исследования производились путем почвенных прикопок. Все прикопки приурочены к геоботаническим площадкам, поэтому всего было произведено 6 прикопок и 1 почвенный разрез.

Общий характер почвы везде оказался одинаковым -- подзолистые почвы доминируют по всему маршруту. Однако есть различия в характере почвенных горизонтов: их мощности, уплотненности, увлажнению. Также усматривается сильное различие в литологии почвенного грунта. Одинаковыми для всех разрезов оказалось близкое залегание почвенных вод: от 40-а см до 1-го метра.

На первой площадке, расположенной в сосняке беломошном, на песчаном возвышении дюнного типа, почвенные воды пошли на глубине 1,2 метра, поэтому здесь удалось проследить почвенные горизонты наиболее полно. Подзолистый горизонт был здесь слабый -- 10 см, поэтому дали ей полевое название как слабоподзолистая.

На второй площадке, расположенной в ельнике зеленомошном, на слабом склоне южной диспозиции, почвенные воды пошли на глубине 60 см, подзолистый же горизонт так же оказался маломощным -- 12 см -- и, при этом, отличался от первого разреза значительно более темным цветом, что дает основание предположить образование глеевого горизонта. Кроме того, на поверхности образовался довольно хорошо выраженный торфянистый слой. Поэтому название ей определили как: слабоподзолистая торфянисто-глеевая.

На третьей площадке, которая находится на вершине слабоволнистого возвышения на опушке старого смешанного леса, разрез был небольшой до 50-и см, так как ниже пошла вода, но он лучше всего соответствовал классическому расположению почвенных горизонтов в подзолистой почве. Гумусовый горизонт составил 20см, а подзолистый уходил глубже почвенной воды, поэтому его полную мощность определить не получилось, но она была более 30-и см.

Этот рисунок наглядно показывает какой должна. быть подзолистая почва в разрезе В верхней части горизонта вмывания мы наблюдали слой, обогащенный годрооксидом железа, что является доказательством образования в современности болотных руд.

На четвертом участке, находившемся в березняке черничном, на ровном низменном участке, почвенные воды обнаружились на глубине 60 см. Мощность подзола составила менее 10 см, но при этом гумусовый горизонт -- 20 см, поэтому название почвы стало таким: дерново-слабоподзолистая.

На шестом участке, который находился в ольшанике, на дне ложбины, почвенные воды пошли на глубине уже 40-а см. Это объясняется близостью водотока. При этом наблюдался мощный -- до 20см -- слой гумуса и хорошо выраженная дерновина из корней зонтичных. Подзолистый горизонт в виду близкого залегания почвенных вод полностью был оглеенны. Поэтому название почвы было определено так: глеевая дерновослабоподзолистая.

Пятый и седьмой разрезы приурочены к дну ложбины, но в растительности были различия, хотя на обоих участках вблизи находились культуры ели, возраста 35-40 лет, зеленомошные. Для обоих разрезов характерно наличие между подзолом и горизонтом вмывания хорошо выраженного железистого подгоризонта сильно уплотненного. Появление такого подгоризонта объясняется процессом образования болотных руд.

Современные геологические процессы.

В данной местности, на дне ложбины происходит современный процесс образования болотных или озерных руд. Эти руды осадочного происхождения. Они образуются в континентальных условиях как правило в песчано-глинистых отложениях. Этот процесс идет в верхнем слое земной поверхности -- в почве. Из горизонта А (гумус) в горизонт В (вмывание) вносится минеральный материал. В зоне просачивания -- подзол -- идет окисление. Дождевые воды, насыщенны кислородом и окисью углерода, окисляют и растворяют различные минеральные вещества. Здесь растворяется железо и другие элементы. Растворяемость железа при рН=6 очень большая, она в 100 000 раз больше, чем при значении рН= 8,5. В условиях большого переувлажнения образуется окисление железа с водой -- гидрооксид. Ионы гидрооксида находятся в коллоидном состоянии, поэтому образуется глеевый горизонт. В холодных водах почвы электролитов нет, но их функцию выполняют бактерии, которые поступают из верхнего гумусового горизонта. Бактерии, поступая в глеевый горизонт, условия которого благоприятны для миграции железа, вызывают реакцию, в результате которой образуются хлопья лимонита, который и цементирует песок почвы -- ортзанды. Лимонит переводится с греческого как болото, сырой луг.

Отметим, что в анаэробных условиях болот и озер идет реакция восстановления -- потеря связанного кислорода. Особую роль здесь играют бактерии, что образуются при отмирании болотной растительности -- они содержат вещества, которые являются сильными восстановителями. При восстановлении оксидов Fe желтая окраска исчезает, она сменяется серой или зеленой, образуя глей. Коллоидные частицы глея мигрируют из водоемов в почву, где происходит реакция окисления и образование ортзандов.

Железо тоже не может взяться ниоткуда. Факт, что реки переносят огромное количество железа и других веществ: реки выносят в общем до 175 млн. тонн минеральных коллоидов. Железо, наряду с алюминием и кремнием, является самым активным миграционным элементом, поэтому его поступление в описываемую местность, богатую водами и текучими реками, не проблема. Причем, миграция Fe возможна только в виде коллоидного раствора в условиях реки, в других условиях существование его ионного раствора невозможна.

Таким образом, мы пришли к выводу, что образование болотных руд в Мещере -- это объективный и закономерный процесс развития природы.