Краткие теоретические сведения

Рельеф местности есть важнейший из физико-географических элементов местности. На картах крупного масштаба можно отобразить мелкие детали рельефа, а на мелкомасштабных приходится прибегать к генерализации и отображать только существенные черты рельефа.

Физическая поверхность Земли имеет весьма сложный характер и может быть в виде горы, холма, у которых выделяют вершину, подошву, склоны, хребет, отрог, увал, у названых элементов рельефа выделяют бока, скаты, водораздел, гребень; котловину, впадину (которые характеризуются стенками, дном, основанием-краем); воронку, долину, лощину, балку, овраг, ущелье, каньон, промоину (у них выделяют бока - щеки); скаты, тальвег (водосливная линия). Склоны могут быть пологие, крутые, обрывистые (рисунок 2.1). Переход крутого склона на пологий может быть в виде уступа, террасы.

Рисунок 2.1 Элементы рельефа

Холм, гора – выпуклая конусообразная форма рельефа, возвышающаяся над окружающей местностью. Наивысшая точка горы или холма называется вершиной. От вершины во все стороны идут склоны или скаты; линия перехода скатов в окружающую равнину называется подошвой. Гора отличается от холма размерами и крутизной скатов; при высоте над окружающей местностью до 200 м подобная форма рельефа с пологими скатами называется холмом, а более 200 м с круглыми скатами – горой. Горы и холмы изображаются замкнутыми горизонталями с бергштрихами, направленными от вершины к подошве (рисунок 2.2, а, б).

Котловина или впадина – противоположная горе (холму) форма рельефа, представляющая чашеобразное углубление земной поверхности (рисунок 2.2,б). Самая низкая точка котловины называется дном. Боковая поверхность котловины состоит из скатов; линия их перехода в окружающую местность называется бровкой. Котловина, как и гора, изображается замкнутыми горизонталями, однако бергштрихи в этом случае направлены ко дну.

Хребет (отрог, увал) – вытянутая и постепенно понижающаяся в одном направлении возвышенность (рисунок 2.2,в). Хребет обычно представляет собой ответвление от горы или холма. Линия, соединяющая самые высокие точки хребта, от которой в противоположные стороны отходят скаты, называется водоразделом. Хребет изображается выпуклыми горизонталями, направленными выпуклостью в сторону понижения местности.

Лощина – вытянутое в одном направлении углубление земной поверхности с постепенно понижающимся дном (рисунок 2.2,г).

Рисунок2.2 Схема изображения основных форм рельефа горизонталями

Долина – углубление удлиненной формы, постепенно понижающееся в одном направлении и открытое с нижнего конца. В зависимости от ее размеров и характера долину называют лощиной, балкой, оврагом, ущельем, каньоном, промоиной.

По долине обычно текут ручьи и реки. Водосливная линия называется скатом. У долины выделяют бока или щеки, скаты (рисунок 2.2,г).

Место склона двух гор называется седловиной (рисунок 2.2,е).

Для отображения рельефа местности на топографических картах применяется метод горизонталей (изогипс). Изогипса – это геометрическое место точек земной поверхности с одинаковыми отметками (рисунок 2.3).

Для карт различных масштабов приняты определенные сечения рельефа в зависимости от типа рельефа.

Рисунок 2.3. Изображение горизонталей рельефа

Изогипсы позволяют судить о форме рельефа. Если некоторые мелкие, но важные подробности рельефа невозможно изобразить горизонталями основного сечения, то на карте пунктирными линиями дополнительно проводят полугоризонтали, а при необходимости – и четверть горизонтали. Крутой склон изображается более частыми горизонталями, пологий – более редкими. Следовательно, по расстояниям между горизонталями в плане, называемым заложениями, можно судить о крутизне склона. Для облегчения чтения рельефа и определения направления скатов перпендикулярно к горизонталям ставятся бергштрихи (скатштрихи). Каждая пятая (иногда четвертая) основная горизонталь проводится утолщенной и подписывается в разрыве основанием цифр в сторону падения ската.

На топографических картах горизонталями изображаются формы рельефа, у которых угол наклона ската не превышает 45˚. При изображении более крутых скатов пользуются особыми условными знаками. К числу дополнительных знаков при изображении рельефа горизонталями относятся также подписи отметок вершин холмов и других высот, характеризующих рельеф.

На топографических картах внизу делается надпись: горизонтали проведены через n метров. Если такой надписи нет, находят подписанные изогипсы и определяют количество изогипс между подписанными, включая и их.

Отметки точек Н, лежащих на горизонталях или отметках вершин, котловин, равны этим отметкам. Например, на рисунок 2.4 отметка точки D равна: H_D=175м.

Определение отметок точек (например, точки Bна рисунке 2.4), лежащих между горизонталями (изогипсами)описано в п. 5 Лабораторной работы №1. Схема определения отметок таких точек изображена на рисунке 2.5.

Рисунок2.4. Определение отметок точек

Рисунок 2.5. Схема определения высоты точки на топографической карте

Построение профиля трассы

Трасса железной дороги может проходить по рельефу, имеющему ровные и гористые участки с разными уклонами, под которыми понимается отношение разности отметок точек к проекции длины линии между точками. Земляное полотно, на котором устраивается насыпь и укладываются шпалы, должно иметь уклон 0 – 10 ‰, а подъездные пути к складам, площадкам разгрузки и пр. не более 40 ‰.

Топографический профиль (рисунок 2.6) — линия, проведенная по совокупности точек на какой-либо поверхности на местности, или по географической карте, и демонстрирующая общий геометрический облик этой поверхности. Бывают поперечные и продольные профили речных русел, профили речных долин, геологических тел, рельефа и т. д.

Рисунок 2.6Профиль рельефа

Для построения профиля по какому-либо направлению по топографической карте прочерчивают прямую, на которой отмечают и определяют по горизонталям высоты точек пересечения с вершинами высот и перегибами скатов. Эти точки образуют форму рельефа и отмечаются как отметки земли на чертеже.

Пример оформления профиля представлен на рисунке 2 Приложения.

Построение чертежа следует начать с нанесения рамки и подписи строк, затем подбирают масштаб горизонтальный и вертикальный. Горизонтальный масштаб определяют исходя из общей длины трассы на местности. На представленном примере длина трассы между точками ACсоставляет 2309,5 м, а ширина поля для построения формы профиля составляет 247 мм. Если принять горизонтальный масштаб равный 1 : 10 000, тогда длина трассы на чертеже составит 230,95 мм и займет практически всю область построения. Вертикальный масштаб подбирается исходя из минимальной и максимальной отметки точек земли данной трассы. В нашем случае минимальная отметка земли 133,4 м, а максимальная – 192,5 м, перепад высот будет равен 59,1 м. Высота поля для построения формы профиля с учетом отступа от верхней рамки чертежа и нижнего штампа (по 10 мм с каждой стороны) составляет 85 мм. Если вертикальный масштаб принять равным 1 : 1 000, тогда в 80 мм свободного пространства можно будет разместить 80 метров высоты рельефа. На расстоянии 10 мм от рамки профиля подписывается отметкауловного горизонта (УГ).При построении профиля важно правильно выбрать отметку условного горизонта – линии, относительно которой строится профиль. Условный горизонт выбирается таким образом, чтобы профиль нигде не пересекал и был в среднем расположен выше линии горизонта на 1 – 2 см. Отметка условного горизонта должна быть «круглой». В нашем случае он равен 125 м. Таким образом, будет построена вертикальная шкала.

Далее измеряем расстояния между точками пересечения трассы с горизонталями (точки 1, 2, 3 и т.д. на рисунке 1 Приложения) линейкой и, в соответствии с масштабом фрагмента местности, рассчитываем длины линий на местности. Измерять всегда следует от точки 1 до X_i, чтобы избежать появления ошибок расстояний. Определенные расстояния между точками на местности откладывают в масштабе на профиле в строке Расстояния, делая засечки.Далее необходимо заполнить строку Пикетаж. Пикет — точка разметки расстояний на местности с шагом в 100 м. Пикеты используются в геодезии, на железных и автодорогах. В горизонтальном масштабе откладываем по 100 метров, подписываем каждый пикет. Таким образом, будет построена горизонтальная шкала.

Теперь по известным координатам точек рельефа (отметки и расстояния) можно строить профиль. От нанесенных точек восставляют перпендикуляры к основанию. Полученные точки соединяют плавной кривой, которая и будет изображением профиля рельефа по направлениюAC.