Зображення рельєфу на картах і планах

1.7.1 Основні елементи і форми рельєфу.

Рельєфом називають сукупність нерівностей земної поверхні. Земна поверхня, чи як її ще називають, топографічна поверхня, що має такі властивості:

1. Обмеженість – на поверхні немає нескінченно високих гір і нескінченно глибоких западин.

2. Однозначність – кожній парі координат x, y відповідає одне і тільки одне значення висоти H (виняток – нависаюча скеля в горах)

3. Безперервність – нескінченно малим приросткам х+δх, у+δу відповідає нескінченно малий приросток висоти H+δH, тобто її можна диференціювати (виняток - кручі і яри зі стрімчастими схилами).

Рис.1.12 – основні форми рельєфу

Усе розмаїття земної поверхні являє собою складну комбінацію п`яти основних форм рельєфу (Рис 1.12)

1. Гора, пагорб – височина конусо - або куполоподібної форми. Найвищу точку гори чи пагорба називають вершиною, бічні поверхні – схилами, що у нижній частині закінчуються підошвою.

2. Улоговина (западина) – безстічне конусо - чи чашоподібне заглиблення. Найнижчу точку улоговини називають дном, бічні поверхні - схилами, що у верхній частині закінчуються брівкою або краєм.

3. Хребет – підняття подовженої форми, що поступово знижується.. Лінія уздовж хребта, що проходить по найвищих точках, називається вододілом.

4. Лощина –за глиблення подовженої форми, що поступово знижується. Лінія уздовж лощини, що проходить по найнижчих точках, називається водозливною лінією або тальвегом.

5. Сідловина – має форму, що нагадує сідло, утворюється там, де сходяться два хребти і розходяться тальвеги двох лощин.

6. Долина – (так само як і лощина, і балка) обмежена двома схилами, що прямують вниз. Це витягнута увігнута форма, що понижується в одному напрямі. По дну долини, як правило, тече постійний водотік. Долина, як і лощина, зображається на карті системою V-подібних горизонталей, обернених опуклістю вгору по схилу.

Розглянуті форми не зустрічаються в природі ізольовано, зазвичай вони поєднуються, переходять одна в іншу і утворюють складніші комплекси форм. Наприклад: коли в хребет або увал з протилежних сторін врізаються дві долини або лощини, утворюється прогин, званий сідловиною, найбільш знижена точка якої, називається перевалом.

1.7.2 Задачі розв'язувані по карті в горизонталях.

Рельєф місцевості на плані можна зобразити написами висот характерних точок. При великій кількості цих написів за ними можна судити про форми рельєфу та крутизну схилів, але при такій їх чисельності план важко читати, а також наочно уявляти рельєф місцевості.

Наочну уяву про форми рельєфу та крутизну схилів дає спосіб штрихів які наносять паралельно схилу за принципом: чим крутіший схил, тим товщий штрих. Недоліком цього способу є те, що за планом із штрихами важко судити про величину перевищень між точками земної поверхні. Крім того, велика кількість штрихів погіршує читання планів і карт, а саме нанесення штрихів - дуже трудомістка і копітка робота.

Чітке та об'ємне відображення рельєфу місцевості на географічних картах дає спосіб відмивки схилів, тобто фарбування схилів коричневою фарбою (чим крутіший схил, тим темніший тон фарби), та спосіб кольорової пластики.

Метод кольорової пластики передбачає фарбування карт різними тонами декількох кольорів в залежності від висот точок місцевості: низин - зеленим кольором, гори й передгір'я - коричневим та ін. Способи відмивки й кольорової пластики, як і спосіб штрихів не дають точної уяви про перевищення між точками земної поверхні, тобто вимірювальні роботи за такими картами виконати дуже важко.

Найбільш розповсюджений спосіб зображення рельєфу на планах і картах - спосіб горизонталей. Він відповідає всім перерахованим вище вимогам. Горизонталь можна уявити як слід перерізу рельєфу рівневими поверхнями, паралельними між собою.

Отже, горизонталь - це лінія на земній поверхні, що з'єднує точки з однаковими висотами. Задана відстань між двома суміжними горизонталями по висоті (суміжними січними поверхнями) називається висотою перерізу рельєфу h, а відстань між двома суміжними горизонталями на карті називається закладенням - d.

Щоб передати закономірності зміни форм рельєфу, значення h встановлюється постійним для карт одного масштабу.

Вважається, що нормальна висота перерізу рельєфу дорівнює 0,2 мм знаменника чисельного масштабу карти. Місцевість за характером рельєфу ділять на рівнинну, горбкувату та гірську. В залежності від цього висоти перерізу для різних масштабів карт приймаються різні.

Рельєф земної поверхні доволі складний за своєю будовою, але все різноманіття його форм зведено до п'яти основних: гора, котловина, лощина, хребет та сідловина.

Горизонталі, якими зображують форми рельєфу у відповідності з прийнятою висотою перерізу називають основними. Ці горизонталі кресляться тонкими безперервними лініями. Відмітки їх висоти завжди кратні висоті перерізу. Наприклад, при h = 2,5 м відмітки горизонталей приймають значення 2,5; 5; 7,5; 10 і т.д.. при h = 10 м - відповідно 10; 20; 30 і т.д.

Основними горизонталями не завжди можна виразити всі деталі рельєфу. Для виявлення його характерних особливостей часто через половину перерізу проводять додаткові, або напівгоризонталі. які кресляться подовженими пунктирними лініями. Інколи в окремих місцях і напівгоризонталі не можуть виразити всіх особливостей рельєфу. В такому випадку проводять допоміжні горизонталі на висоті перерізу, що часто дорівнює чверті основного. їх зображують коротким пунктиром.

Необхідно відмітити, що горизонталі не дають наочного просторового уявлення про рельєф місцевості. Гора й котловина за горизонталями мають однакову форму і відрізнити їх можна тільки за напрямком схилів. Для цього на одній або декількох горизонталях проводять скат-штрихи (бергштрихи) в сторону пониження схилу. У хребта скат-штрихи проводять від горизонталі з випуклої сторони, а у лощини - з увігнутої.

Відмітки висоти горизонталей підписуються в їх розривах так. щоб основа цифри була направлена до підошви схилу.

Для зручності підрахунку горизонталей при вирішуванні практичних задач деякі горизонталі потовщуються. При висоті перерізу 0.5 і 1 м потовщують кожну горизонталь, кратну 5 м (5, 10,... 115. 120м і т.д.), при перерізі рельєфу через 2,5 м - горизонталі, кратні 10 м (10, 20,... 100 м і т.д.). при перерізі 5 м потовщуються горизонталі, кратні 25 м.

Обриви, промоїни, ями і круті схили ярів зображують на планах і картах зубцями, а насипи і виїмки залізничних ліній - рисочками.

Горизонталі та інші умовні знаки природних форм рельєфу зображують коричневим кольором, а штучні форми рельєфу - чорним.

Отже, зображення рельєфу горизонталями дозволяє розпізнати на карті форми і елементи рельєфу, а також отримати цілий ряд кількісних характеристик цих різноманітних форм. Для ряду форм рельєфу застосовують позамасштабні умовні знаки.

Так, для показу на картах ряду форм рельєфу, що не виражаються горизонталями в масштабі карти, застосовують умовні знаки: курганів, скель-останців, окремо лежачих каменів, обвалів, осипів з піску, каменю, щебеню, а також: ярів, карстових воронок, промоїн, крутих обривів, задернованих уступів.

Деякі з цих знаків супроводжуються кількісними показниками.

Наприклад: поряд з умовним знаком дається підпис висоти (глибини) в метрах: обриву, насипу, виїмки, кургану, ями; а ярів і промоїн (підпис у вигляді дробу, де в чисельнику вказується ширина яру або промоїни, а в знаменнику - їх глибина, в метрах. Штучні форми рельєфу (насипи, виїмки й інше) на топографічній карті показують знаками чорного кольору, зображення природного рельєфу - коричневим кольором.

Основні властивості горизонталей

Для побудови горизонталей на плані за відмітками точок, для читання рельєфу та вирішення ряду інженерних задач необхідно знати властивості горизонталей. Основні їх властивості такі:

1. Всі точки місцевості, що лежать на горизонталі мають однакові відмітки.

2. Горизонталі не можуть перетинатись на плані: рідке виключення з цього правила - нависаюча скеля. Сусідні горизонталі можуть відрізнятись за своїми відмітками тільки на одну висоту перерізу, або бути однаковими.

3. Горизонталі безперервні замкнені лінії.

4. Відстань між горизонталями на плані характеризує форму і крутизну схилів місцевості.

Розрізняють чотири форми схилів: рівний, випуклий, увігнутий і хвилястий. При рівних відстанях між горизонталями місцевість має рівний схил. Якщо схил випуклий відстань між горизонталями зменшується від вершини до підошви: при увігнутому схилі, навпаки, зменшення відстані між горизонталями йде від підошви до вершини. Хвилястий схил являє собою чергування перших трьох форм схилів.

5. Лінії вододілів та водотоку пересікаються горизонталями під прямим кутом.

Для швидкого визначення кута нахилу по карті користуються спеціальним графіком закладення, який поміщається внизу листа карти справа.

Рис. 1.13 - Визначення крутизни ската Рис.1.14 - Графік закладення для кутів нахилу

Крутизну ската ВС можна характеризувати кутом n, який лінія місцевості BC утворює з горизонтальною площиною Q. (Рис. 1.13)

З прямокутного трикутника BCC₁ слід tgv = h / a,

де h - висота перетину рельєфу, а - закладення.

Крутизну ската можна також визначити ухилом i, який дорівнює

i = tgv (1.2)

Ухил лінії зазвичай виражається у відсотках або в проміле (тисячні частки одиниці).

Напрям пониження місцевості на карті вказується бергштріхами і характером написів горизонталей (верх цифри спрямований на підвищення рельєфу місцевості, а низ цифри - на пониження рельєфу).

Відмітка будь-якої точки на топографічній карті визначається по відмітках найближчих горизонталей. Якщо точка знаходиться на самій горизонталі, то її відмітка дорівнює відмітці горизонталі. Якщо точка знаходиться між горизонталями, то необхідно виконати інтерполяцію.

Інтерполяцією горизонталей називається процес знаходження на лінії точок, через які пройдуть горизонталі.

Інтерполяція може бути виконана трьома способами: аналітичним, графічним і "на око".

Подовжній профіль місцевості є зменшеним зображенням вертикального розрізу земної поверхні по заданому напряму.

Дата добавления: 2014-10-15