Горизонтали и их схема

Горизонтали и их схема
Горизонтали и их схема
Горизонтали и их схема
Горизонтали и их схема
Горизонтали и их схема

ВВЕДЕНИЕ

Отображение рельефа играет важную роль, так как он в значительной мере определяет характер всех остальных элементов содержания карт и планов. Кроме того, рельеф влияет на водный режим, на распределение растительности и на пространственное размещение большинства объектов местности. Без достаточно точного отображения рельефа и его детального изучения на карте или плане невозможно установить взаимосвязи между отдельными элементами ландшафта и, следовательно, рационально использовать природные ресурсы.
Традиционным представлением о рельефе местности на топографических картах и планах является его изображение горизонталями. Этот способ нагляден и дает однозначное представление о рельефе местности, позволяет быстро получать количественные характеристики рельефа и решать различные прикладные задачи.

9.1. ТИПЫ И ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА

Рельеф – совокупность неровностей суши, дна океанов и морей, разнообразных по очертаниям, размерам, происхождению, возрасту и истории развития. Слагается из положительных (выпуклых) и отрицательных (вогнутых) форм. Основными формами рельефа являются: гора, котловина, хребет, лощина и седловина.
Кроме перечисленных форм рельеф имеет детали. К деталям рельефа относятся: овраги, промоины, курганы, насыпи, выемки, уступы, каменоломни и т. д.
Все разновидности форм и деталей рельефа состоят из элементов. Основными элементами рельефа являются: основание (подошва), склон (скат), вершина (дно), высота (глубина), крутизна и направление ската, линии водораздела и водосбора (тальвег). Основные формы, детали и элементы рельефа показаны на рис. 9.1.



Рис. 9.1. Основные формы, детали и элементы рельефа

Горой называют куполообразную или конусообразную возвышенность земной поверхности. Самую высокую точку горы называют вершиной, от которой во все стороны местность понижается. Остроконечную верхнюю часть горы называют пиком, а плоскую плато. Боковая поверхность горы называется скатом или склоном. Основание горы, являющееся линией перехода скатов в окружающую ровную поверхность, называется подошвой горы. Небольшую гору, высотой до 200 м, называют холмом. Насыпной холм называют курганом.

Котловина
представляет собой замкнутое углубление земной поверхности конусообразной формы. Нижнюю часть котловины называют дном, боковую поверхность – скатом, линию перехода боковой поверхности в окружающую местность – бровкой. Небольшую котловину называют ямой, воронкой или впадиной.

Хребет –
это вытянутая в одном направлении возвышенность с двумя противоположными скатами. Линию пересечения его скатов, проходящую по самым высоким точкам хребта, называют водоразделом, от которого вода и атмосферные осадки скатываются вниз по двум скатам.

Лощина
– углубление удлиненной формы. Линию вдоль лощины, проходящую по самым низким точкам, называют водотоком или тальвегом, а бока – скатами, которые заканчиваются бровками. Если посмотреть вниз по водотоку, то превышения в этом направлении будут отрицательными, а вправо, влево и назад – положительными. Широкие лощины с пологими скатами называют долинами, а с крутыми и каменистыми – ущельями. Лощины в виде глубоких промоин в долинах, образующиеся под действием текучих вод, называют оврагами. С течением времени обрывы оврага осыпаются, зарастают травой, древесной растительностью и образуют балки.

Седловина –
это пониженный участок водораздела между двумя возвышенностями и двумя лощинами, расходящимися от седловины в противоположные стороны. В горной местности седловину называют перевалом.
Для изображения рельефа местности в характерных точках седловин, на вершинах гор, на дне котловин, на водоразделах хребтов, водотоках лощин, на бровках котловин и лощин, на подошвах гор и на точках перегибов скатов при топографической съемке определяют их высоты, которые затем подписывают на карте около этих точек.

9.2. СУЩНОСТЬ ИЗОБРАЖЕНИЯ РЕЛЬЕФА ГОРИЗОНТАЛЯМИ 

На топографических картах рельеф изображается горизонталями, т. е. кривыми замкнутыми линиями, каждая из которых представляет собой изображение на карте горизонтального контура неровности, все точки которого на местности расположены на одной и той же высоте над уровнем моря.
Чтобы лучше уяснить сущность изображения рельефа горизонталями, представим себе остров в виде горы, постепенно затопляемой водой. Допустим при этом, что уровень воды последовательно останавливается через одинаковые промежутки по высоте, равные h метров (рис. 9.2).


Рис. 9.2. Сущность изображения рельефа горизонталями

Каждому уровню воды, начиная с исходного (АВ), будет, очевидно, соответствовать своя береговая линия (CD, KL, MN, RS) в виде замкнутой кривой, все точки которой имеют одну и ту же высоту.
Эти линии можно рассматривать и как следы сечения неровностей местности уровенными поверхностями, параллельными уровенной поверхности моря, от которой ведется счет высот. Исходя из этого, расстояние h по высоте между смежными секущими поверхностями называют высотой сечения.
Если все эти линии равных высот спроектировать на поверхность земного эллипсоида и изобразить в заданном масштабе на карте, то получим на ней изображение горы в плане в виде системы замкнутых кривых линий ab, cd, kl, тп и rs. Это и будут горизонтали.

Рассматривая сущность горизонталей можно сделать следующее заключение:
а) каждая горизонталь на карте представляет собой горизонтальную проекцию линии равных высот на местности, изображающую плановое очертание неровностей земной поверхности. Таким образом, по рисунку и взаимному положению горизонталей можно воспринимать формы, взаимное положение и взаимосвязь неровностей;
б) так как горизонтали на карте проводятся через равные промежутки по высоте, то по числу горизонталей на скатах можно определять высоту скатов и взаимные превышения точек земной поверхности: чем больше горизонталей на скате, тем он выше;
 в) заложения горизонталей, т. е. расстояния в плане между смежными горизонталями, зависят от крутизны ската: чем скат круче, тем меньше заложение. Следовательно, по величине заложения можно судить о крутизне ската.

9.3. ВИДЫ ГОРИЗОНТАЛЕЙ 

Высота сечения рельефа на карте зависит от масштаба карты и характера рельефа. Для равнинной и холмистой местности ее величина равна 0,02 величины масштаба карты (например, на картах масштабов 1:50 000 и 1:100 000 нормальная высота сечения соответственно равна 10 и 20 м). На картах же высокогорных районов, чтобы изображение рельефа не затемнялось из-за излишней густоты горизонталей и лучше бы читалось, высоту сечения принимают в два раза больше нормальной (на карте масштаба 1:25 000 – 10 м, 1:50 000 – 20 м, 1:100 000 – 40 м, 1:200 000 – 80 м). На картах плоскоравнинных районов масштабов 1:25 000 и 1:200 000 высоту сечения принимают в два раза меньше нормальной, т. е. соответственно 2,5 и 20 м.

Горизонтали на карте, соответствующие установленной для нее высоте сечения, проводятся сплошными линиями и называются основными, или сплошными, горизонталями (рис. 9.3).

Нередко бывает, что важные подробности рельефа не выражаются на карте основными горизонталями. В этих случаях помимо основных горизонталей применяют половинные (полугоризонтали), которые проводятся на карте через половину основной высоты сечения. В отличие от основных половинные горизонтали вычерчивают прерывистыми линиями.
В отдельных местах, где нужные подробности рельефа не выражаются основными и половинными горизонталями, проводятся между ними еще вспомогательные горизонтали – примерно через четверть высоты сечения. Их вычерчивают также прерывистыми линиями, но с более короткими звеньями.


Рис. 9.3. Основные, половинные и вспомогательные горизонтали

Для облегчения счета горизонталей при определении высот точек по карте все сплошные горизонтали, соответствующие пятикратной высоте сечения, вычерчивают утолщенной линией (утолщенные горизонтали).
Основная высота сечения указана на каждом листе карты – под южной стороной его рамки. Например, надпись «Сплошные горизонтали проведены через 10 м» означает, что на данном листе все горизонтали, показанные сплошными линиями, кратны 10 м, а утолщенные – кратны 50 м.

9.4. ИЗОБРАЖЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЯМИ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ФОРМ РЕЛЬЕФА 

На рис. 9.4. раздельно изображены горизонталями элементарные формы рельефа. На рисунке видно, что небольшая гора (холм) и котловина выглядят, в общем, одинаково – в виде системы замкнутых опоясывающих друг друга горизонталей. Схожи между собой и изображения хребта и лощины. Отличить их можно лишь по направлению скатов.


Рис. 9.4. Изображение горизонталями
элементарных форм рельефа

Указателями направления скатов, или бергштрихами, служат короткие черточки, расставленные на горизонталях (перпендикулярно к ним) по направлению покатостей. Они помещаются на изгибах горизонталей в наиболее характерных местах, преимущественно у вершин, седловин или на дне котловин, а также на пологих скатах – в местах, затруднительных для чтения.
Определять направления скатов помогают также высотные отметки на картах:

  • отметки горизонталей, т. е. цифровые подписи на некоторых горизонталях, указывающие в метрах их высоту над уровнем моря. Верх этих цифр всегда обращен в сторону повышения ската;
  • отметки высот отдельных, наиболее характерных точек местности – вершин гор и холмов, высших точек водоразделов, наиболее низких точек долин и оврагов, уровней (урезов) воды в реках и других водоемах и т. п.

На картах масштаба 1:100 000 и крупнее отметки высот точек над уровнем моря подписываются с точностью до 0,1 м, а на картах 1:200 000 и мельче – до целых метров. Это надо иметь в виду, чтобы не перепутать точки при указании и отождествлении их отметок по картам различных масштабов.

9.5. ОСОБЕННОСТИ ИЗОБРАЖЕНИЯ ГОРИЗОНТАЛЯМИ РАВНИННОГО И ГОРНОГО РЕЛЬЕФА

Наиболее наглядно представляются горизонталями неровности с крупными, четко выраженными и плавными формами. Изображение же плоскоравнинного рельефа получается менее выразительным, так как горизонтали здесь проходят на значительном расстоянии одна от другой и не выражают многих подробностей, заключающихся между горизонталями основного сечения. Поэтому на картах равнинных районов наряду с основными (сплошными) горизонталями широко применяются полугоризонтали. Это улучшает читаемость и подробность изображения равнинного рельефа. Изучая такой рельеф и определяя по карте его числовые характеристики, надо особенно внимательно следить за тем, чтобы не спутать половинные и вспомогательные горизонтали с основными.
При изучении по карте горного и сильнопересеченного рельефа, наоборот, приходится иметь дело с очень густым расположением горизонталей. При большой крутизне скатов заложения местами бывают настолько малы, что провести здесь раздельно все горизонтали не представляется возможным.
Поэтому при изображении на картах скатов, крутизна которых больше предельной, горизонтали вычерчивают слитно одну с другой или же пунктиром, оставляя между утолщенными горизонталями вместо четырех только две или три промежуточные горизонтали. В таких местах при определении по карте высот точек или крутизны скатов следует пользоваться утолщенными горизонталями.

9.6. УСЛОВНЫЕ ЗНАКИ ЭЛЕМЕНТОВ РЕЛЬЕФА, НЕ ВЫРАЖАЮЩИХСЯ ГОРИЗОНТАЛЯМИ 

Объекты и детали рельефа, которые невозможно изобразить горизонталями (более 45º), показываются на картах специальными условными знаками (рис. 9.5).


Рис. 9.5. Условные знаки рельефа

К таким объектам относятся обрывы, скалы, осыпи, овраги, промоины, валы, дорожные насыпи и выемки, курганы, ямы, карстовые воронки. Цифры, сопровождающие условные знаки этих объектов, указывают их относительные высоты (глубины) в метрах.
Условные знаки естественных образований рельефа и относящиеся к ним подписи характеристик, так же как и горизонтали, печатаются коричневой краской, а искусственных (насыпи, выемки, курганы и т. п.) – черной.


Рис. 9.6. Террасы полей укрепленные (цифра - высота в метрах)

 


Рис. 9.7. Курганы (цифры - высоты в метрах):
а) – на картах; б – на планах.

Особыми условными знаками черного цвета изображаются: скалы-останцы, крупные отдельно лежащие камни и скопления камней, являющиеся ориентирами, с указанием их относительных высот; пещеры, гроты и подземные выработки с их числовой характеристикой (в числителе – средний диаметр входа, в знаменателе – длина или глубина в метрах); туннели с указанием в числителе их высоты и ширины, а в знаменателе – длины. На дорогах и тропах, пересекающих горные хребты, обозначаются перевалы с указанием их высоты над уровнем моря и времени действия.
Рельеф вечных снегов (фирновых полей) и ледников изображается также горизонталями, но синего цвета. Таким же цветом показываются все относящиеся к нему условные знаки (ледяные обрывы, ледяные трещины, наледи) и числовые отметки высот и горизонталей.



Рис. 9.8. Рельеф вечных снегов и ледников

а) фирновые поля (вечные снега), б) ледники, в) ледниковые трещины,
г) морены, д) каменные реки. е) каменистые россыпи. ж) скалы и скалистые обрывы, з) крутые склоны протяженностью в масштабе карты менее 1 см. и) крутые склоны протяженностью в масштабе карты более 1 см. к) границы фирновых полей

9.7. ОСОБЕННОСТИ ИЗОБРАЖЕНИЯ РЕЛЬЕФА НА КАРТАХ
МАСШТАБОВ 1:500 000 И 1:1 000 000

Рельеф на мелкомасштабных топографических картах, как и на картах более крупных масштабов, изображается горизонталями и условными знаками, но более обобщенно. На них отображается лишь общий характер рельефа – его структура, основные формы, степень вертикальной и горизонтальной его расчлененности.
Высота основного сечения при изображении равнинных районов на обеих картах установлена 50 м, а горных – 100 м. На карте масштаба 1:1 000 000 применяется, кроме того, высота сечения 200 м – для изображения районов, расположенных выше 1 000 м над уровнем моря.
Объекты рельефа, не выражающиеся горизонталями, показываются лишь те, которые необходимы для характеристики местности или являются важными ориентирами. Они обозначаются же условными знаками, что и на других картах, но меньшего размера.
Основная особенность заключается в изображении горного рельефа. Для большей наглядности его изображение горизонталями дополняется так называемой отмывкой и послойной раскраской по ступеням высот.


Рис. 9.9. Карта без отмывки (вверху) и с отмывкой (внизу)

Отмывка, т. е. оттенение склонов важнейших форм горного рельефа, делает изображение более выразительным и пластичным, позволяя зрительно ощущать его объемные формы. Оттенение делается серо-коричневой краской по принципу – чем значительнее, выше и круче склон, тем сильнее тон отмывки.
Благодаря отмывке хорошо выделяются основные горные хребты и массивы, их важнейшие отроги и вершины, перевалы, уступы нагорий, глубокие долины и каньоны. Отчетливо воспринимаются направление и сравнительная крутизна склонов, форма гребней (острая, округлая и т. п.) и отличие по высоте главнейших горных хребтов.
Послойная раскраска по ступеням высот наглядно отображает высотную характеристику горного рельефа и усиливает пластический эффект его изображения. Выполняется она оранжевой краской различного тона по принципу – чем выше, тем темнее. Изображение рельефа при этом как бы разбивается на отдельные высотные слои (ступени), по тону окраски, которых легко различаются их абсолютные высоты и взаимные превышения. Тон окраски слоев усиливается через 400, 600 или 1000 м в зависимости от их абсолютных высот. Шкала ступеней высот, принятая на карте, указывается на каждом листе, под южной стороной его рамки.

9.8. ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ ПО КАРТАМ (ПЛАНАМ) С ПОМОЩЬЮ ГОРИЗОНТАЛЕЙ

9.8.1.Определение высот течек на карте

Если точка расположена на горизонтали, то ее высоту устанавливают по высоте этой горизонтали. Высоту (отметку) точки, расположенной между горизонталями (рис. 9.10, а), можно определить, если через нее провести линию ab по кратчайшему расстоянию между горизонталями.


Рис. 9.10. Определение отметки точки

Из подобия треугольников abb1 и acc1, учитывая, что h – высота сечения рельефа, d – заложение (рисунок 13.1, б), получим
cc1  = ac × bb1 / ab
или
Δh = Δd h /d.
Отметка точки Нc будет равна отметке точки a плюс величина Δh:
Нc= Нa + Δh.
Величины d и Δd измеряют на карте, а высота сечения рельефа подписана под масштабом карты.

9.8.2. Определение уклона линии

Пусть линия местности AB (рис. 9.11) наклонена к горизонту АС под углом v. Тангенс этого угла называют уклоном линиии обозначают буквой i:
i = tg v = ,
т. е. уклон линии равен отношению превышения h к горизонтальному проложению S.


Рис. 9.11. Схема определения уклона линии

Пример.
Если h = 1 м, a S =20 м, то
i =  = 1/20 = 0,05,
Уклон i = 0,05 показывает, что линия местности повышается или понижается на 5 см через каждый 1 м или на 5 м через каждые 100 м горизонтального расстояния S.
Если превышение положительное (+h), то уклон положителен (линия направлена вверх на подъем), а когда превышение отрицательное (-h) – уклон отрицателен и линия направлена вниз на спуск.
Уклон линии численно можно рассматривать как превышение, приходящееся на единицу горизонтального расстояния.
Измерив на карте длину заложения(расстояние между двумя соседними горизонталями по заданному направлению) и зная высоту сечения можно найти уклон линии. Уклон обычно выражают в процентах или промилле (промилле – это тысячная часть целого или 1/10 процента).

Пример.
Измеренное по карте заложение d= 29 м. Высота сечения h = 1 м. Найти уклон линии.
i = 1/29 = 0,034
или, выразив уклон в процентах, получим i = 3,4%.
3,4% означает, что разница высот в начале и конце 100 метрового горизонтального участка составляет 3,4 м.
Если умножить 3,4% на 10 получим величину уклона в промилле (‰)
3,4% × 10 = 34‰
Уклон 34‰ означает, что разность высот в начале и конце горизонтального участка длиной 1 000 м составит 34 м.
Символ можно ввести на компьютере с помощью Alt-0137: при включённом NumLock удерживая левый Alt набрать на цифровом блоке клавиатуры 0137.
Если вычислить тангенс угла по четырехзначным математическим таблицам Брадиса (таблица 13.1), то получим наклон линии градусах.

Таблица 9.1

Например, из таблицы 9.1 по величине 0,034 находим значение угла наклона 1º58′ (используем интерполяцию).
Обратите внимание на то, что наклон линии выражается в градусах, а уклон в процентах или в промилле!

9.8.3. Определение крутизны ската

Определение крутизны ската с помощью графика заложений


Мерою крутизны склона служит уклон, или тангенс угла наклона линии местности к плоскости горизонта. Расстояние между горизонталями (заложение) может быть разное, а превышение (вертикальное расстояние) между горизонталями в любом случае одно и то же. Следовательно, линия, соответствующая меньшему заложению, имеет больший уклон. Очевидно, самому короткому расстоянию между двумя соседними горизонталями соответствует самая крутая линия на местности.
Для графического определения углов наклона v по заданному значению заложения а, масштабу 1:М и высоте сечения h строят график заложения (рис. 9.12).
Вдоль прямой линии основания графика намечают точки, соответствующие значению углов наклона. По перпендикуляру к основанию графика от этих точек откладывают отрезки (в масштабе карты), равные соответствующим заложением, а именно a = h / tgv. Концы этих отрезков соединяют плавной кривой.


Рис. 9.12. Графики заложения:
а – для углов наклона; б – для уклонов

При работе с картой или планом угол наклона либо уклон определяют, пользуясь графиками, которые помещают под южной рамкой топографических карт и планов. Для этого с карты раствором циркуля-измерителя, берут заложения между двумя горизонталями по данному скату, затем по графику находят то место, где расстояние между кривой и горизонтальной прямой равно этому заложению. Для найденной таким образом ординаты определяют значение ν или i по горизонтальной прямой (на приведенных графиках отмечено звездочками: ν = 1º15′; i = 0,025 = 25%).
График заложений может быть использован только для работы на карте (плане) лишь того масштаба и такой высоты сечения рельефа, для которых он построен.


Определение крутизны ската вычислением

 Для этого надо высоту сечения умножить на постоянное число 60 и полученное значение разделить на заложение, выраженное в масштабе карты; крутизна склона получается в градусах.
v° =
Например, для карты масштаба 1 : 25 000
v° =  =

Определение крутизны ската глазомерно

Крутизна склонов глазомерно вычисляется на основании следующей закономерности: на картах со стандартной высотой сечения заложению в 1 см соответствует крутизна склона в 1,2° (округленно 1°), заложению в 1 мм соответствуют 10°, т. е. крутизна склонов обратно пропорциональна величине заложения. Если, например, заложение в 2 раза меньше сантиметрового отрезка (0,5 см), то крутизна увеличится в 2 раза и составит приблизительно 2°, и наоборот, при увеличении заложения в 2 раза по сравнению с сантиметровым отрезком крутизна уменьшится до 0°30', и т. д. Контролировать определение крутизны склонов можно путем сравнения заложения на конкретных участках с отрезками графика заложений.

9.8.4. Построение профиля местности по данным топографической карты

Профиль — это вертикальный разрез рельефа местности по заданному направлению. Построение профиля по направлению АВ показано на рис. 9.13.

Порядок построения профиля


1. Прочертить карандашом на карте профильную линию АВ, направление которой задано.
2. Оценить максимальную и минимальную высоту по линии профиля. Hmax  = 86,7 м; Нмin = 56,5 м. Разность  – 30,2 м. Если разность высот округлить в большую сторону, получаем 7 интервалов по 5 м.
3. Задать горизонтальный и вертикальный масштабы профиля.
Горизонтальной линией профиля является ось расстояний, вертикальной линией – ось высот.
Обычно горизонтальный масштаб профиля равен масштабу топографической карты, по которой он строится, а вертикальный масштаб принимают в 10 раз крупнее горизонтального. Например, масштаб карты 1:50 000. Следовательно, горизонтальный масштаб профиля равен 1:50 000, а вертикальный масштаб 1:5 000. В некоторых случаях, для большей наглядности, применяют более крупные масштабы высот, либо укрупняют и горизонтальный масштаб. В любом случае для основания масштаба рекомендуется выбирать числа: 1; 2; 2,5; 5 (1:1000, 1:200, 1:50 и т.п.). В нашем примере горизонтали проведены через 5 м. Если взять высоту профиля (без надписей) 7 см, то получим  вертикальный масштаб 1:500 (в 1 см 5 м).
4. Построить горизонтальную и вертикальную оси координат профиля и оцифровать их в соответствии с выбранными горизонтальным и вертикальным масштабами.


Рис. 9.13. Построение профиля местности по карте

Вертикальная координатная осьшкала высот начинается с абсолютной отметки, выбранной для основания профиля, так называемой линии (точки) условного горизонта. Ее значение должно быть меньше минимальной абсолютной отметки по линии профиля и выражено круглым числом. В зависимости от выбранной точки условного горизонта оцифровывают остальные деления шкалы высот. Работа по построению профиля упрощается, если оцифровка шкалы высот совпадает со значениями отметок горизонталей на карте. Условный горизонт на рис. 9.13 равен 50 м.
На горизонтальной оси отложить отрезки, соответствующие пересечениям горизонталей с профильной линией, а также точек пересечения линии профиля с объектами ситуации (дорогами, линиями связи, объектами гидрографии, границами лесов и т.п.). Для этого можно воспользоваться полоской бумаги, на которую вначале с карты переносят характерные точки, а затем с полоски бумаги эти точки переносят на горизонтальную линию профиля.
5. Из отмеченных точек на горизонтальной оси восстановить перпендикуляры, соответствующие их абсолютным высотам. Полученные точки соединить плавной линией.
В некоторых случаях на профильной линии можно определить высоты дополнительных точек. Если, например, точка находится между горизонталями, то ее высоту легко найти интерполированием заложения.
При пересечении лощины (хребта) дополнительную точку определяют на линии водослива (водораздела) также методом интерполирования.
При пересечении седловины для точки седловины принимают, что она находится на половине высоты сечения рельефа от ближайшей к ней горизонтали.
Для точки 16, находящейся рядом с вершиной горы, определение высоты связано с построением однородного отрезка ав. В этом случае превышение точки в по отношению к вершине горы будет отрицательным:
hв = 85,0 - 87,8 = -2,8 м.
Длина отрезка ав равна 26 мм, отрезка от точки а до точки 16  – 10 мм. Из пропорции находим, что
ав = -2,8 м (10 мм / 26 мм) = -1,1 м.
Следовательно, высота точки 16 будет равна
Н16 = 87,8 - 1,1 = 86,7 м.
Если высоты точек профиля определяют дополнительно, то их значения записывают в скобках.
Характерными точками рельефа и ситуации являются точки перегибов рельефа, линии водоразделов и водосливов (тальвеги), седловины, вершины гор (холмов), дна котловин (ям), пересечения с объектами линейного типа, гидрографией, а также и другие точки, представляющие интерес для исполнителя.

9.8.5. Построение на карте (плане) линии заданного уклона

Задача построения линии заданного уклона часто встречается в практике при проектировании трассы дороги, трубопровода и т. д. Определение положения такой линии может производиться на топографических картах и планах.
Рассмотрим задачу нанесения на топографическую карту (план) линии заданного уклона на следующем примере. Допустим, что из точки М (рис. 13.5) на топографической карте с высотой сечения рельефа 5 м требуется провести кратчайшую ломаную линию по направлению к точке N так, чтобы уклоны отдельных участков ее не превышали 5 %. Тогда подъем или спуск (превышение) вдоль линии допускается не более 1 м на каждые 20 м или 5 м на 100 м горизонтального расстояния.


Рис. 9.14. Схема поиска линии заданного уклона

Так как горизонтали проведены на плане через 5 м, то при соблюдении требования 5% уклона расстояние между смежными горизонталями должно быть 100 м. Поэтому, взяв в раствор циркуля-измерителя по масштабу плана 100 м, засекаем этим раствором циркуля из точки М горизонталь с высотой 35 м в двух точках с и е. Из этих точек тем же раствором 100 м засекаем точки на горизонтали с высотой 40 м. Если этот прием продолжить далее, то получим два варианта положения на плане линии заданного уклона MсN и MeN. Вариант MсN извилистее и длиннее, направление MeNменее извилисто, короче по длине и может быть принято за окончательное.

9.8.6. Определение границы водосборной площади и площади затопления

Водосборной площадью называется территория, с которой вода атмосферных осадков стекает к данному пункту водосбора. На рис. 9.15 обозначена плотина АВ на горизонтали с высотой 185 м с зеркалом воды (обозначено штриховкой). Требуется показать на плане границу площади, с которой вода атмосферных осадков стекает к плотине.


Рис. 9.15. Схема определения границ водосборной площади

Граница водосборной площади показана пунктиром, который проходит по водораздельным линиям CDMEF. Для этого сначала в верховье лощины находят середину седловины М и вершины холмов, примыкающих к ней. От водоразделов к плотине граница проходит перпендикулярно горизонталям.
По карте определяют также площадь затопления – территорию, которую заливает вода в результате строительства искусственного водоема. Работа начинается с нанесения на карту положения плотины с учетом отметки уровня воды в будущем водоеме. Условие будет выполнено, если на месте возведения плотины соединить на противоположных склонах водотока одноименные горизонтали с заданной высотой. Площадь затопления ограничится горизонталью, замыкаемой плотиной (рис. 9.16).


Рис. 9.16. Определение водосборной площади и площади затопления по карте

Если отметки горизонталей не соответствуют уровню будущего водоема, то для определения его контура методом интерполяции находят точки с заданной высотой, которые затем соединяют кривой. Следует обратить внимание на особенности оконтуривания водосборной площади реки и водоема: для реки граница замыкается в ее устье, для водоема – на концах плотины.

9.8.7. Определение границ водосборного бассейна

Трасса автомобильной дороги или мостового перехода обычно пересекает большое число периодических (лога, балки, овраги) и постоянных (ручьи, речки и реки) водотоков, по которым стекает вода, образующаяся в результате таяния снега или выпадения дождей.


Рис. 9.17. Схема водосборного бассейна: 1 – водораздел; 2 – замыкающий створ

 Территорию местности, с которой стекает вода в результате таяния снега или выпадения дождей, называют водосбором (или водосборным бассейном).
Водосборный бассейн обозначается водораздельной линией (водоразделом) и замыкающим створом (трассой линейного сооружения, рис. 9.17).
Водоразделом называют линию на местности, от которой вода стекает влево и вправо. Параметры максимального стока (расходы воды, объемы стока), определяющие генеральные размеры водопропускных сооружений (труб круглых, прямоугольных, малых мостов и т. д.) зависят, прежде всего, от площадей водосборных бассейнов.
Площадь бассейна измеряют либо палеткой, либо планиметром.
На рис.. 9.8 показаны границы водосборного бассейна для водопропускного сооружения в точке А автомобильной дороги (водораздельная линия).
Водораздельные линии проводят по нормалям к горизонталям хребтов, холмов и седловин.

9.8.8. Определение средней высоты бассейна

Средней высотой Нср бассейна называется среднее из высот всех элементарно малых площадок, из которых состоит поверхность бассейна.
Значение Нср вычисляется по формуле

123

где S1, S2, ...Sn – площади между соседними горизонталями; Н1, Н2,..Нn, – средние высоты поверхностей между теми же горизонталями; S  – общая площадь бассейна.

Значения площадей обычно выражаются в квадратных километрах, а высот – в метрах.
 

Определение  средней высоты бассейна  с помощью палетки

На лист карты с нанесенной границей бассейна накладывается палетка с сеткой квадратов в 1 см2 (в горных районах в 0,25 см2) так, чтобы у границ бассейна было возможно меньше неполных квадратов. По горизонталям карты определяют высоту НЦ центра каждого квадрата, покрывающего часть бассейна, как высоту заданной точки. Средняя высота НСР  бассейна вычисляется по формуле:
Нcp = ,
где п — число квадратов, высоты центров которых были определены.

Средняя высота бассейна является одним из факторов, от которого зависит величина стока и характер его распределения.

9.8.9. Определение среднего уклона бассейна

Значение среднего уклона Jcp бассейна вычисляется по формуле
Jcp  =
где hсеч  – высота сечения рельефа;  – сумма длин горизонталей в пределах бассейна; S  – площадь бассейна.
Если hсеч выразить в метрах,  — в километрах и S — в квадратных километрах, то Jcp выражается в промилле.
Длины горизонталей рекомендуется измерять усовершенствованным курвиметром.
Для малых бассейнов должны быть учтены все водораздельные вершины.

9.8.10. Вычисление объемов

По карте с горизонталями можно вычислить объемы горы и котловины, изображаемых системой горизонталей, замыкающихся в пределах небольшой площади. Эти формы рельефа расчленяются на части, ограниченные двумя соседними горизонталями (рис. 9.18). Каждую такую часть можно приближенно принять за усеченный конус, объем V которого равен
V = 0.5(Si + Si+1) hсеч ,
Где:Si и Si+1  – площади, ограниченные на карте нижней и верхней горизонталями,
являющимися основаниями усеченного конуса;
hсеч – высота сечения рельефа; i = 1, 2,.., k –  текущий номер усеченного конуса.
Объем Vв самой верхней (или в котловине самой нижней) части вычисляют как объем конуса, площадь основания которого равна Sв, а высота h – разность отметок верхней точки  и горизонтали, отграничивающей основание конуса:
Vв = .
Если отметка точки t на   карте   не подписана,   то принимают
h
= ,


Рис. 9.18. Вычисление объемов по топографической карте.

Полный объем V подобной формы рельефа вычисляют как сумму объемов отдельных частей
V = V1 + V2 +… + Vк +Vв
где k – число частей, принятых за усеченные конусы.
Для более точного вычисления объемов по карте с горизонталями существует способ, когда рассматривается каждый слой между соседними горизонталями как цилиндр, основанием которого является дополнительная горизонталь, проведенная посредине между горизонталями, ограничивающими данный слой.
В этом случае объем Vi слоя равен

123

где Si, Si+1 и hcеч имеют те же значения, что и в предыдущих формулах, а
Si,i+1 представляет собой площадь, ограниченную дополнительной горизонталью, проведенной посредине между горизонталями, ограничивающими данный слой.
Самая верхняя часть вершины (в котловине самая нижняя) рассматривается в общем случае как шаровой сегмент, объем которого равен 
VB =
При остроконечной вершине (дне) эта часть может быть приравнена к параболоиду вращения объемом          VB =
Указанными способами пользуются и для вычисления объема озера по изобатам (линиям равных глубин).
Точность вычисления объемов по карте с горизонталями тем больше, чем меньше высота сечения рельефа.

9.8.11. Построение орографической схемы рельефа местности

Орографическая (греч. oros гора и grapho пишу, описываю)  схема является одним из видов носителей информации о местности. Это изображение местности с прорисовкой хребтов и долин. По таким схемам легко ориентироваться в горах.
Орографическая схема рельефа местности получается в результате проведения по карте линий водоразделов и тальвегов. Водоразделы проходят по точкам, от которых линии скатов расходятся в разные стороны, тальвеги – по точкам, в которых линии скатов сходятся (рис. 9.19,a). Размещаются такие точки в местах наибольшей кривизны горизонталей.


Рис. 9.19. Положение водоразделов и тальвегов, определяемое по горизонталям (а) и образуемая ими орографическая схема (б)

9.8.12. Определение формы ската

Скаты могут иметь равномерную (постоянную) кривизну, тогда форма (экспозиция) такого ската называется ровной; промежутки между горизонталями (заложения) здесь будут одинаковыми.



Рис. 9.20. Формы скатов

Но чаще можно встретить скаты, крутизна которых меняется. Если крутизна по направлению спуска увеличивается (заложения уменьшаются), то такой скат называют выпуклым, и, наоборот, при уменьшении крутизны по направлению спуска – скат называют вогнутым. На волнистых склонах чередуются выпуклые и вогнутые участки; эти скаты имеют горизонтали, расположенные на различном удалении одна от другой.

Вопросы и задания для самоконтроля

  1. Дайте определение «рельеф» «горизонталь», «высота сечения», «заложение», «заложение ската»
  2. Назовите основные формы детали и элементы рельефа, дайте им краткую характеристику.
  3. Какие горизонтали называют основными?
  4. В каких целях используют половинные и вспомогательные горизонтали и на каком расстоянии по вертикали они проведены на карте?
  5. Для каких целей нанесены на карту бергштрихи?
  6. Какие цвета используются для изображения рельефа на картах?
  7. В чем сущность способа отмывки для изображения рельефа на картах?
  8. В чем сущность гипсометрического способа для изображения рельефа на картах?
  9. Как расположены цифровые обозначения при подписях значений горизонталей?
  10. Какие объекты рельефа обозначены на картах специальными условными знаками?
  11. Назовите виды скатов и как они изображаются на картах.
  12. Как определить абсолютную высоту точки и превышение?
  13. Как провести на карте водораздельную линию и тальвег?
  14. Как установить (определить) границы площади водосбора?
  15. Что такое профиль местности и как его построить?
  16. Как определить среднюю высоту бассейна?
  17. Как определить средний уклон бассейна?
  18. Как определить объем бассейна?
  19. Как определить форму ската с помощью горизонталей?

 

 

Горизонтали и их схема Горизонтали и их схема Горизонтали и их схема Горизонтали и их схема Горизонтали и их схема Горизонтали и их схема Горизонтали и их схема Горизонтали и их схема Горизонтали и их схема Горизонтали и их схема Горизонтали и их схема Горизонтали и их схема Горизонтали и их схема Горизонтали и их схема Горизонтали и их схема

Тоже читают:



Покраска под хром своими руками

Алюминиевый окна схема сборки

Как сделать ссылку переадресации

Упор капота лачетти своими руками

Как сделать гараж старом доме