Конспект заняття з водного туризму "Водні структури. Вали"

Тема заняття: Водні структури. Вали

Мета заняття: продовження ознайомлення вихованців з водними структурами.  Навчити розрізняти вали.  Розвивати вміння «читати воду». Виховувати колективізм, взаємодопомогу, злагодженість у діях.

Обладнання: стенди із зображеними валами. Картки з малюнками видів валів. Зошити, олівці. Телевізор (комп’ютер, ноутбук). Фільм для перегляду.

Хід заняття

Опорні поняття: Водні структури. Вал. Прямі стоячі вали. Косі вали.  Пірамідальні вали.  Еволюція валу. Зміна розходу води. Пульсуючі вали.

1. Організаційний момент.

Перевірка присутніх вихованців на занятті. Проведення інструктажу з техніки безпеки

2. Ввідна бесіда.

Повторення пройденого матеріалу.

• Поняття «водна структура»
• Повторення найпростіших водних структур «Язики». «Вуса». «Улови». Збійки струмені.

3. Повідомлення теми.

Тема заняття звучить: «Водні структури. Вали».

4. Пояснення нового матеріалу

Хвилювання водної поверхні можуть бути викликані  нерівністю дна чи гальмуванням потоку. Якщо зміна енергії потоку незначна, виникає «гладке» хвилювання – стоячий вал. Існує декілька типів валів, але всі вони мають одну загальну ознаку: у будь-якій точці валу горизонтальна швидкість води направлена по ходу основного струменя.

Прямі стоячі вали

Це найпростіший тип валів. Гребінь такого валу перпендикулярний напрямку потоку і вода рухається  вздовж схилів валу уверх і вниз. Орієнтація валу відносно берегів може при цьому бути довільним.

Судно, що потрапило на передній верхній за течією схил валу, гальмується.  Сила тяжіння зіштовхує його з валу назад, але течія безпосередньо перед валом штовхає уперед. У результаті судно стає до валу бортом (лагом), а потім перевертається на зустріч потоку. Однак обидва ці рухи достатньо прості і легко піддаються контролю з боку гребців, а сковзання з переднього схилу валу широко використовується для різноманітних маневрів і трюків.

Косі вали 

Косі вали відрізняються від прямих тим, що швидкість течії у самому валу, до і після нього має складову, паралельну гребеню. Тобто, поведінку посудини на косому валу можна розглядати як проходження прямого валу ускладнене боковим знесенням. Останнє полегшує рух по валу в один бік, але  перешкоджає руху в протилежний. При проходженні валу судно гальмується, однак бокова швидкість залишається незмінною, тому у результаті саме судно зміщується поперек струменя.

Пірамідальні вали

Якщо вал дуже вузький, то його гребінь перетворюється практично в крапку. Такі вали виникають, наприклад, у кінці «язика», після зливу, що звужується. На передньому і бокових схилах валу вода рухається уверх і тільки на задньому – донизу.

При заході на такий вал носом судно  поводить себе по-різному в залежності від того, в яке місце валу воно потрапляє. Якщо ви рухаєтеся строго по центру валу (а бокові струмені приведуть вас саме туди),  то ситуація повністю співпадає з проходженням прямого валу носом. Якщо ж ви навмисно направите  судно  поперек бокового схилу, то ви пройдете його лагом. Відповідно поведінка судна в одному і другому випадках буде відрізнятися.

Коли ви заходите на пірамідальний вал лагом, проходження його залежить від того, яке саме місце судна йде через вершину валу. Якщо це центр, то ситуація розвивається приблизно так само, як при проходженні прямого валу. Якщо ж вершина валу  ближче до носа, то ніс гальмується сильніше, а корму течія проносить мимо, внаслідок чого судно розвертається кормою вперед. Аналогічно, якщо вершина валу ближче до корми, то судно намагається розвернутися носом вниз за течією. Такі маневри можуть відповідати  завданню гребця, а можуть протирічити йому.

Еволюція валу при зміні розходу води

Якщо енергія води, що звільняється у даному місці потоку, невелика, вал має похилу форму. Абсолютна висота валу у цьому випадку може бути досить великою. До речі, при збільшенні висоти, збільшується і довжина валу. Масштабом у даній задачі є глибина річки, і триметровий вал на Катуні має таку саму питому енергію, як і тридцятисантиметровий вал на  Дністрі.

При збільшенні питомої енергії вал стає більш крутим і при незмінній довжині, більш високим. Вершина його стає «гострішою». Нарешті, досягаючи певної критичної величини, вершина повертається назустріч потоку. Наступна еволюція валу в цьому напрямку поступово перетворює його у бочку поверхневого типу. Однак для цього потрібна значна енергія і простого гальмування потоку  виявляється вже недостатньо. Для утворення бочки необхідне неоднорідне дно - великий камінь чи сходинка.

Подібні зміни можна спостерігати при зміні розходу води на одній і тій самій річці. На ріках з нахилом близько 10 м/км (такий нахил характерний, наприклад, для саянських рік) при збільшенні розходу, як правило, насамперед збільшується  глибина.  При цьому розхід води росте швидше, ніж енергія, що звільнюється, оскільки потік стає більш однорідним. Існуючі бочки перетворюються у вали, а круті вали стають більш пологими – перешкоди «змиваються». Правда, при цьому частина надводних каменів стають обливними, так що кількість бочок і складних валів у середньому зберігається. Досить складно спрогнозувати, «складнішою»  чи «легшою» стане певна річка при збільшенні розходу, це залежить від конкретної ріки. При нахилу приблизно 20 м/км і більше (такі нахили типові для річок Паміру та Тянь-Шаню) збільшення розходу виявляється, у першу чергу, в збільшенні швидкості потоку. Відповідно  збільшуються і неоднорідності швидкості, з яких і черпається необхідна енергія для виникнення валів. Ця енергія росте швидше, ніж розхід води, тому вали стають більш крутими, вищими і перетворюються в бочки. Річка при цьому практично завжди стає складнішою.

Пульсуючі вали

На річках з великим розходом води чи під час паводка можлива періодична зміна форми валів. Протягом декількох секунд вал виростає, стає крутішим, потім його верхівка перевертається, і процес повторюється знову. На дуже швидких і сильних річках зустрічаються і пульсуючі бочки.

Такі структури небезпечні своєю непередбачуваністю: дуже складно розрахувати  наперед, у яку фазу потрапиш. Крім того, вони виникають не самі собою, вони завжди пов’язані з вертикальною турбулентністю і, навіть спокійна на перший погляд поверхня води після «схлопування» валу  може приховувати у собі неприємні сюрпризи.

П Е Р Е Р В  А 

Як же ми зображатимемо вали на схемах порогів?

(Показ керівника схем та замальовування схем вихованцями гуртка у зошиті)

• Вали, хвилі

• Стоячі вали прямі

• Стоячі вали косі

Повторення та закріплення матеріалу.

Практичне заняття. Замальовування малюнків та схем валів.

Перегляд фільму.

Підведення підсумків. Коментар помилок.

Використана література:

1. Водний туризм / Личак І., Хоменко П. – Біла Церква, 2008, 154 с.

2. Кодыш Э.Н., Константинов Ю.С., Кузнецов Ю.А. Туристские слёты и соревнования. М.: Профиздат, 1984.

3.Програма гуртка. Водний туризм / Личак І., – Біла Церква, 2009.

4.Спортивний туризм. Привила змагань. Федерація спортивного туризму України. Київ, 2001.