Рельєф місцевості та його зображення на планах і картах

Під рельєфом місцевості розуміють сукупність нерівностей її поверхні. На планах і картах рельєф показують умовними знаками. В давнину на картах та планах його часто зображали підписами висот характерних точок місцевості. Однак за великої кількості підписів такий план важко читати. Спосіб штрихів, які наносили паралельно схилу за принципом: чим стрімкіший схил, тим товщий штрих, давав уяву про рельєф, але за штрихами важко було визначити перевищення між точками земної поверхні, велика їх кількість ускладнювала читання карт, а саме нанесення штрихів було дуже трудомісткою роботою. Чітке відображення рельєфу місцевості дає спосіб відмивки – фарбування схилів коричневою фарбою, тон якої залежить від їхньої крутизни. Спосіб кольорової пластики передбачає фарбування карт різними кольорами залежно від характеру рельєфу місцевості: низовини – зеленим, гори – коричневим. Останніми двома способами зображення рельєфу користуються для складання географічних карт. Їхнім недоліком є те, що вони не дають точної уяви про перевищення між точками земної поверхні, тому вимірювальні роботи за такими картами виконувати неможливо.

На сучасних топографічних планах і картах рельєф показують способом горизонталей. Горизонталі можна уявити як сліди перетину рельєфу паралельними рівневими поверхнями (поверхні А,В,С на рис. 4,а).

Отже, горизонталь – це лінія на земній поверхні, яка з'єднує точки з однаковими висотами. Відстань між двома суміжними горизонталями по висоті (між сусідніми січними поверхнями) називається висотою перерізу рельєфу h, а відстань між ними на плані (карті) – закладенням d. Значення h встановлюють постійним для карт даного масштабу, залежно від характеру рельєфу місцевості (рівнинного, горбкуватого, гірського). Горизонталі, якими зображують форми рельєфу за прийнятою висотою перерізу, називають основними, їхні висоти кратні висоті перерізу. Основні горизонталі проводять тонкими суцільними лініями. Для показу характерних особливостей рельєфу часто пунктирними лініями через половину висоти перерізу проводять напівгоризонталі, а іноді – ще й допоміжні, через чверть висоти перерізу (рис. 4, б).

Усе розмаїття рельєфу земної поверхні може бути зведено до п'яти основних форм: гора, котловина (улоговина), лощина, хребет та сідловина (рис. 5). Гора – це височина конічної або куполоподібної форми з добре вираженими схилами. Найвищу точку гори називають вершиною. Схили гори у нижній частині закінчуються підошвою. Котловина – заглиблення конічної або чашоподібної форми. Найнижча її точка – дно, а схили у верхній частині закінчуються бровкою. Лощина – витягнуте в одному напрямку заглиблення з дном, що поступово знижується. Лінію, яка сполучає найнижчі точки дна лощини, називають лінією водозливу або тальвегом. Широкі лощини з пологими схилами називають долинами, а зі стрімкими – ущелинами, ярами. Хребет – витягнуте в одному напрямі підвищення зі схилами, направленими в різні сторони. Лінію, яка сполучає найвищі точки хребта, називають вододілом. Сідловина – понижена частина вододілу, розміщеного між двома суміжними вершинами і двома лощинами, що розходяться в протилежні сторони.

Вершина гори, дно котловини і найнижча точка сідловини є характерними точками, а вододіл і тальвег – характерними лініями рельєфу. Для полегшення читання карти на деяких горизонталях проводять, так звані, бергштрихи (скатштрихи), які показують напрям пониження схилу, та підписують висоти горизонталей у їхніх розривах так, щоб основи цифр були направлені до підошви схилу. Для зручності підрахунку горизонталей деякі з них проводять потовщеними. Горизонталі показують коричневим кольором.

Для побудови горизонталей, читання рельєфу та розв’язування задач на планах і картах необхідно знати властивості горизонталей: 1) горизонталі – безперервні замкнені лінії; 2) усі точки місцевості, які лежать на одній горизонталі, мають однакові висоти. Сусідні горизонталі можуть відрізнятись за своїми відмітками тільки на одну висоту перерізу, або бути однаковими; 3) горизонталі не можуть перетинатися; 4) чим менша відстань між горизонталями (закладення), тим стрімкіший схил.

За зображеними на плані чи карті горизонталями можна розвязувати різні інженерні задачі.

Визначення висоти перерізу рельєфу. Висоту перерізу рельєфу h на топографічних картах завжди вказують внизу аркуша, під масштабом. Якщо працюють із фрагментом карти, на якому відсутні дані про прийняту висоту перерізу рельєфу, то його можна визначити:

а) за горизонталями з підписаними висотами. Знаходять на одному схилі дві підписані горизонталі і різницю їхніх висот ділять на кількість проміжків між ними. На рис. 3 на одному схилі підписані висоти горизонталей 225 та 250, а між ними – 5 проміжків. Отже, висота перерізу рельєфу на цій карті: h = 25 м: 5 = 5 м;

б) за двома точками з відомими висотами. На одному схилі знаходять дві точки з підписаними висотами і різницю цих висот ділять на кількість горизонталей, розміщених між ними. Одержане число буде близьким до висоти перерізу рельєфу. Наприклад, розділивши різницю висот вершини гори (261,1 м) та розташованої на схилі будівлі (240,4 м) на 5, отримують 20,7 м: 4 ≈ 5,2 м (рис. 3). Отже, висота перерізу рельєфу – 5 м.

Визначення висот горизонталей. Розв’язуючи цю задачу, до уваги беруть напрям схилу, висоту перерізу рельєфу, підписи висот характерних точок та горизонталей. Наприклад, на фрагменті карти (рис. 3) найближча до вершини гори з висотою 268,2 м горизонталь має відмітку 265 м: вона менша від висоти гори і кратна висоті перерізу рельєфу (5 м).

Визначення висот точок місцевості за горизонталями. Якщо точка лежить на горизонталі, вона має її висоту. Висоту точки, розташованої між горизонталями, знаходять способом інтерполяції за найкоротшим напрямом між цими горизонталями. Наприклад, висота точки М, розміщеної на третині відстані між горизонталями з висотами 230 та 235 м (рис. 3), становить 231,7 м.

Визначення ухилів та кутів нахилу ліній місцевості на карті. Стрімкість схилу в геодезії виражають кутами нахилу або ухилами. Кутом нахилу називають вертикальний кут a, утворений лінією місцевості та горизонтальною площиною. Його визначають, як правило, за графіком закладень, який накреслений унизу топографічної карти (рис. 6,б). Набравши у розхил циркуля-вимірника закладення лінії, його ведуть по графіку так, щоб одна голка рухалась по горизонтальній лінії поки друга не досягне кривої. Тоді внизу читають кут нахилу цієї лінії.

Ухил лінії i – це відношення перевищення між висотами її кінців до горизонтальної проекції (іншими словами, ухил – це тангенс кута нахилу): . Як правило, його виражають у тисячних (проміле), а часом – у відсотках. Залежно від знака перевищення ухил може бути додатним або від'ємним. Довжину лінії на карті визначають за допомогою циркуля-вимірника і масштабної лінійки, а перевищення – за різницею висот її початку та кінця. Для полегшення визначення ухилів часто внизу топографічних планів креслять спеціальний графік (рис. 6, а).

Проведення лінії заданого ухилу. Під час проектування доріг та інших інженерних споруд виникає необхідність проведення на плані або карті лінії із заданим граничним ухилом. Наприклад, між точками B і C на карті масштабу 1:10000 із висотою перерізу рельєфу h= 5 м потрібно запроектувати дорогу з граничним ухилом і= 0,025 за найкоротшим напрямом. Заданому граничному ухилу відповідає закладення

d= h: i = 5: 0,050 = 100 м

(1 см на карті). Розхилом циркуля-вимірника, який відповідає обчисленому закладенню, від початкової точки B (рис. 7) послідовно роблять засічки на сусідніх горизонталях у точках d, e і т. д. за напрямом траси на точку C. Ламана лінія, яка з’єднує ці точки, і є лінією заданого ухилу.

Побудова профілю за заданим на карті напрямом. Для побудови профілю місцевості за заданою на карті лінією AB (рис. 7) відмічають і нумерують точки її перетину з горизонталями та характерні точки рельєфу, які вона перетинає. На аркуші міліметрового паперу проводять лінію умовного горизонту і переносять на неї місцеположення усіх намічених точок. Нижче цієї лінії креслять спрощену профільну сітку, куди у відповідні графи вписують визначені за допомогою циркуля-вимірника і масштабної лінійки відстані між точками та їхні висоти. Відмітку лінії умовного горизонту беруть із таким розрахунком, щоб точка профілю з мінімальною висотою розмістилася на 2-3 см вище від неї. На побудованих угору від позначених на лінії умовного горизонту точок перпендикулярах відкладають у вибраному вертикальному масштабі їхні висоти. Ламана лінія, яка з'єднує кінці отриманих відрізків, і є поздовжнім профілем місцевості за наміченим напрямом.

Визначення водозбірної площі, висоти греблі та площі дзеркала ставка. Потреба у розв’язуванні даної задачі пов'язана з проектуванням та будівництвом штучних водойм, мостів, інших гідротехнічних споруд. Водозбірною площею називають обмежену лініями вододілу територію, із якої вода атмосферних опадів стікає до даної штучної споруди. На рис. 8 такою спорудою є запроектована у лощині по лінії АВ гребля. Водозбірна площа обмежена лініями вододілу AN та BM, лінією, яка проходить через вершини M, N і точку сідла С, та самою греблею. Площу території у межах визначеного контуру визначають планіметром або палеткою.

Максимальну висоту греблі можна встановити за різницею відміток верхніх її точок А і В і дна лощини. На топографічному плані з висотою перерізу рельєфу h= 2,5 м вона дорівнюватиме, м:

Н _гр = 180 – 176 = 4

Водне дзеркало запроектованого ставка обмежене горизонталлю з відміткою 180 м та греблею АВ. Його площу можна визначити за допомогою палетки, а у випадку більших площ – планіметра.

Дата добавления: 2014-01-07