Поверхностный и подземный карстовый рельеф.

Карсты бывают поверхностные и подземные.

Поверхностные:

голые – карстующ.породы находятся непосредственно на пов-ти.

покрытые – чаще встречаются в пределах равнин. Карстующееся порода перекрыта тонким чехлом рыхлых наносов – аллювий, ледниковые отложения.

Типичен целый ряд форм рельефа:

кары – в условиях голого карста, борозды поверхностного растворения и протягиваются вниз по склону.

карстовые блюдца, карст.воронки, карст.колодца встречаются как в условиях голого, так и покрытого карста. В усл.голого карста блюдца и воронки явл.формами сугубо-поверхностного растворения. Колодца – формы провальные. Обр-ся в рез-те разрушения кровли над неглубоко залегающими подземными полостями. Хаар-ны отвесные склоны.

слепые овраги(увалы) – обр-ся в рез-те слияния соседних крупных воронок и колодцев.

полья – обширные плоскодонные депрессии(углубления), площадью кв.ки, дес.кв.км, могут иметь карстовую и некарстовую природу.

каньон – склоны очень крупные, вплоть до отвесных и со временем не выполаживаются.

слепые речные долины – обр-ся у рек, кот.ныряют под землю.

карстовые пещеры

этажный карст – неск.галерей пещер расположены одна над другой.

 

21. Карстовые и суффозионно-просадочные формы рельефа.

Под карстом понимают процесс растворения или выщелачивания трещиноватых растворимых горных пород движущимися (подземными и поверхностными) водами и связанное с ним образование специфических карстовых форм рельефа на поверхности Земли и на небольших глубинах. Основные условия развития карста: КАРСТ 1) трещиноватость пород, обеспечивающая их водопроницаемость; 2) движение воды по трещинам; 3) растворяющая способность воды. К растворимым горным породам относятся известняки, доломиты, мел, гипс и соли. В зависимости от состава растворимых пород различают карст карбонатный, гипсовый и соляной. гипсовый карст соляной карст карбонатный карст По характеру проявления выделяют открытый карст, когда растворимые породы выходят на поверхность, и закрытый, когда они перекрыты сверху нерастворимыми породами. Открытый гипсовый карст Схема развития закрытого карста Интенсивность развития карста зависит от присутствия в воде углекислого газа, обуславливающего агрессивность раствора по отношению к карбонатным и сульфатным породам. К поверхностным карстовым формам относятся карры, желоба и рвы, воронки, блюдца и западины, котловины и останцы (Гвоздецкий, 1981). Карры по происхождению делятся на возникшие на оголенной поверхности растворимой горной породы и образовавшиеся под почвенно-растительным покровом с последующим его удалением. Карры на гипсовой поверхности По генезису выделяются желобковые и трещинные карры. У желобковых карров удаление растворенного вещества осуществляется поверхностным стоком, у трещинных – подземным путем через системы вертикальных трещин. Карстовые желоба и рвы более глубокие и обязательно с крутыми бортами. Они развиваются вдоль раскрытых тектонических трещин или вдоль трещин отседания склонов. Они тянутся на десятки и сотни метров, а иногда и на несколько километров, достигая различной глубины и ширины. На концах они замкнуты, на дне могут иметь многочисленные углубления. Среди карстовых воронок выделяют три основных генетических типа: 1. Воронки поверхностного выщелачивания, или чисто коррозионные. Образуются за счет выноса выщелоченной на поверхности породы через подземные каналы в растворенном состоянии. 2. Провальные воронки, или гравитационные. Образуются путем обвала свода подземной полости, возникшей за счет выщелачивания карстующихся пород на глубине и выноса вещества в растворенном состоянии. 3. Воронки просасывания, или коррозионносуффозионные. Образуются путем вмывания и проседания рыхлых покровных отложений в колодцы и полости карстующегося цоколя, выноса частиц в подземные каналы и удаление через них во взмученном и взвешенном состоянии. Воронка поверхностного выщелачивания Провальные воронки Воронки просасывания Провальные воронки Блюдца, западины – это нечетко выраженные мелкие воронки Котловины. Воронки всех генетических типов, сливаясь своими краями, образуют сдвоенные, строенные и более сложные ванны и котловины. Выделяют два основных типа котловин – сложные, которые образуются при слиянии нескольких больших воронок и имеют углубления на дне, и плоскодонные котловины. Карстовые останцы характерны для весьма зрелых стадий развития карста. Они многочисленны и разнообразны в быстро развивающемся соляном карсте. В карбонатном же карсте останцы свойственны тропическим областям. Для тропического карста характерны высокие и крутосклонные останцы в виде столбов, конусов, плосковерхих башен и более мелкие конусообразные и куполовидные формы. Для карстовых областей характерна интенсивная циркуляция подземных вод, которая приводит к образованию пещер. Пещеры содержат своеобразные комплекс образований. Отложения в пещерах делятся на нерастворимые или остаточные продукты растворения и хемогенные новообразования. К первым относятся глыбы, являющиеся продуктами обрушения кровли и песчаноглинистый материал, являющийся аллювием подземных вод. Ко вторым относятся озерные осадки типа известкового травертина и натечные формы – сталактиты, растущие с потолка; сталагмиты, растущие вверх; сталагнаты – колонные, образующиеся при срастании сталактитов и сталагмитов. СУФФОЗИЯ Под суффозией понимают процесс выщелачивания, выноса мелких минеральных частиц и растворимых веществ водой, фильтрующейся в толще рыхлых пород. Этот процесс вызывает оседание всей вышележащей толщи с образованием на земной поверхности мелких и крупных замкнутых понижений (блюдец, западин, вороно, провалов) диаметров до 10,0, редко до 50,0 м. Суффозия часто сопровождает карстовые процессы в закрытом типе карста, формируя карстовосуффозионные воронки и провалы. Карстово-суффозионные воронки над Кунгурской пещерой.

22. Криогенные процессы и формы рельефа.

Ландшафты криолитозоны характеризуются особыми, присущими только им формами рельефа, обусловленными процессами многократного промерзания и оттаивания слоя. Именно это обстоятельство приводит к формированию морозобойных трещин и различных полигональных форм рельефа, пучения, термокарста, курумообразования, течения почвы, грунта, оплывин и т.д. Рассмотрим эти формы криогенного рельефа.

1. Морозобойное растрескивание горных пород широко распространено в криолитозоне. Образование трещин в мерзлой породе обязано возникновению напряжений в ней при охлаждении и сжатии. Точно также образуются трещины столбчатой отдельности в базальтовых лавах или трещины в усыхающих такырах. Механизм один и тот же. Отличие в том, что морозобойные трещины могут возникать многократно на одном и том же месте. В районах с хорошо выраженным континентальным или морским климатом грунт оказывается разбитым системами перпендикулярных трещин таким образом, что на местности становится хорошо видна полигональная, четырехугольная или другая структура. Размеры этих полигонов могут быть самыми разными от первых десятков см до 20-30 см.

Образование морозобойных трещин неизбежно приводит к возникновению полигонально-жильных структур или ПЖС различных типов. Наиболее важными из них представляются повторно-жильные льды – ПЖЛ, шире всего развитые в северных районах криолитозоны (рис.1)

Рис. 1. Строение ледового комплекса Колымской низменности у Дуванского Яра (составлено под руководством Т.Н.Каплиной): 1 – ледяные жилы (повторно-жильные льды); 2 – алевриты с сильными загибами слоев у контактов с ледяными жилами; 3 – то же, без деформаций у контактов; 4 - 6 – алевриты погребенные (4), покровного слоя (5) и оторфованные (6); 7 – пески; 8 – торф; 9 – вытаявшие ледяные жилы; 10 – остатки древней древесины; 11 – абсолютный возраст отложений по радиоуглероду, год

ПЖЛ – образуются либо после формирования мерзлых пород и тогда они называются эпигенетическими, либо одновременно с ними – сингенетические.

Эпигенетические ПЖЛ возникают в многолетнемерзлых отложениях выше которого находится деятельный слой (рис. 2,А). Возникшая зимой морозобойная трещина, летом, когда деятельный слой оттаивает, заполняется водой. Образовавшийся лед зимой расширяет трещину, она вновь заполняется водой, и весь процесс зимой повторяется. Так будет происходить много раз, и ледяной клин в мерзлых породах будет расширяться, а в деятельном слое лед будет летом таять. Все это ведет к образованию ледяных жил, а ежегодные, тонкие слои новообразованного льда позволяют определить, сколько времени росла эта ледяная жила.

Сингенетические ПЖЛ растут одновременно с осадконакоплением песчано-суглинистых и торфяных отложений на аккумулятивных элементах рельефа. Каждый год накапливаются новые осадки, которые подвергаются морозобойному растрескиванию и ледяная жила как бы растет вверх, напоминая вложенные друг в друга конусы (рис.2,Б). Сингенетические ПЖЛ обычно самые крупные и мощные, достигают в высоту 60 м, а в ширину 6-8 м.

Рис. 2. Схема эпигенетического (А) и сингенетического (Б) роста повторно-жильных льдов (по Б.А.Достовалову): I-IV – последовательные стадии роста жил, а-г – ежегодно образующиеся элементарные ледяные жилки, Δh – мощность накапливающегося за 1 год слоя при сингенезе, h и c – высота и ширина элементарной жилки, m - общая ширина клина

Если ледяные жилы вытаивают, то освободившееся пространство заполняется различным грунтом, т.е. вторичными образованиями, называемыми псевдоморфозами по повторно-жильным льдам. Особенно широко они развиты там, где в геологическом прошлом существовала криолитозона. Подобные псевдоморфозы развиты в средней Европе, на Украине, в Монголии, Китае и других местах (рис. 3).

Рис. 13.6.3. Псевдоморфозы по повторно-жильным льдам: 1 - почвенно-растительный слой и гумусированные породы, 2 – тяжелые суглинки, 3 – супеси, 4 – торф, 5 – песок и гравий, 6 – слоистость пород и мелкие сбросы.

Таяние крупных повторно-жильных ледяных клиньев приводит к возникновению котловин протаивания, между которыми возвышаются конусовидные бугры, называемые байджерахами (рис. 4). Это те породы, которые раньше располагались между ледяными клиньями. Высота байджерахов составляет 2-5 метров и если их много, то возникает своеобразный рельеф, похожий на многочисленные термитники.

Кроме ПЖЛ существуют т.н. изначально-грунтовые жилы, возникающие при заполнении трещины водонасыщенным грунтом, который затекает или осыпается со стенок трещины. Образуется как бы жила из породы.

Песчаные жилы образуются точно таким же способом, только в морозобойные трещины попадает песок, развеваемый ветрами в сухом, очень холодном климате. В некоторых случаях формируются песчано-ледяные жилы, которые в Якутии, в Западной Сибири проникают глубже деятельного слоя.

К полигональным формам рельефа криолитозоны относятся, кроме описанных выше, пятна-медальоны, полигонально-валиковые формы рельефа: каменные многоугольники и байджерахи.

Пятна-медальоны обладают размерами от 0,2-0,3 до 1-2 м, разграничены друг от друга морозобойными трещинами и образуют характерную поверхность, напоминающую гигантскую чешую (рис. 5).

Рис. 4. Образование байджерахов: 1 – повторно-жильные льды, 2 – вытаивание льдов и образование байджерахов в виде земляных конусовидных холмиков

Проникновение морозобойных трещин происходит до подошвы деятельного слоя. При начале промерзания, которое происходит по бокам трещины быстрее, в центре структуры создается избыточное давление и еще талый глинистый или песчано-суглинистый грунт может прорвать тонкую промерзшую поверхностную корочку деятельного слоя и в виде жидкой массы залить какую-то площадку (рис. 6). Образуется пятно из грязи, ограниченное полигональной сеткой трещин (рис. 7). Такой процесс может повторяться многократно и по краям пятен-медальонов нередко возникает травянистая растительность. Пятна-медальоны образуют различную морфоскульптуру ландшафтов (рис. 8). Иногда бордюр и центральная часть находятся на одном уровне; в другом случае бордюр опущен, а центр медальона приподнят; в третьем – бордюр приподнят, а центр – опущен. Все разновидности определяются характером движения разжиженной грунтовой массы (рис. 9).

В деятельном слое происходит морозная сортировка обломочного материала, главными факторами которой являются морозное пучение и формирование полигональной системы морозобойных трещин. Она наиболее эффективна в верхней части деятельного слоя, когда крупный каменный материал оттесняется к краям полигональных структур, а центр занят мелкоземом. Выпучивание или вымораживание каменных обломков происходит потому, что под ними раньше наступает промерзание и образуются ледяные линзы, которые приподнимают обломки. Летом, когда деятельный слой оттаивает, место ледяной линзы занимается жидким грунтом, вследствие чего обломок не может снова опуститься, а зимой процесс повторяется и обломок вновь приподнимается, пока не окажется на поверхности. Точно также выпучиваются сваи, вкопанные только в деятельный слой.

Процесс неравномерного промерзания в полигональной сети морозобойных трещин, приводит, как уже говорилось, к увеличению давления внутри отдельно взятого полигона, под действием которого, прорвавшийся наверх разжиженный грунт, сдвигает в стороны вымороженные на поверхность камни, которые образуют каменные полигоны (рис. 10) или каменные многоугольники - площадки с тонким материалом в центре и каменными обломками по краям (рис. 11).

 

23. Типы пустынь, закономерности рельефообразования в каменистых, глинистых и солончаковых пустынях.

Пустыни тропического и умеренного климата принято разли­чать по высоте и характеру слагающего материала. Поэтому в чис­ле основных типов пустынь выделяются высокие и низкие; камени­стые, песчаные, глинистые, глинисто-солончаковые.

Каменистые пустыни чаще всего высокие (горные). Они от­личаются скоплением на обширном пространстве грубообломочных продуктов физического выветривания. Обломки имеют остроуголь­ные сочетания со следами пустынного загара. Поверхность камени­стых пустынь разнообразится формами пустынной денудации. Ка­менистые пустыни безводны благодаря глубокому расположению грунтовых вод и практически не осваиваются.

Песчаные пустыни занимают низкое гипсометрическое положение. Они характеризуются набором вышеописанных аккумуля­тивных песчаных форм. При условии больших пространств откры­тых песков в них образуются поперечные барханы и барханные цепи, разделенные котловинами выдувания. Последние в плане не­редко приобретают формы полумесяца, напоминая перевернутый бархан (фульджи). Своеобразие форм одиночных барханов и дюн, как и котловин выдувания, связано с интенсивностью вертикально­го движения воздушных масс в сочетании с их горизонтальным перемещением. Песчаные пустыни характеризуются близким к по­верхности положением грунтовых вод и относительно быстро по­крываются ксерофитной растительностью, при условии отсутствия хозяйственной деятельности человека. В районах размещения арте­зианских бассейнов и богатых грунтовых вод песчаные пустыни осваивались человеком с древних веков. Однако наступание пес­ков нередко служило причиной его ухода с освоенных пустынных территорий и приводило к засыпанию песком городов и ирригаци­онных сооружений.

Глинистые пустыни занимают разные гипсометрические уров­ни. Высокие их варианты отличаются сухостью, так как уровень грунтовых вод в них опущен глубоко (Красноводское плато, Ус­тюрт). На платообразной поверхности выделяются глубокие бес­сточные впадины, дно которых покрыто коркой соли. Происхожде­ние таких впадин нередко связано с геологическими структурами, а также с карстовыми процессами. Склоны глубоких впадин и по­вышенные поверхности эродированы временными потоками и име­ют типичные черты бедленда. Характерной особенностью высоких глинистых пустынь следует считать их обрывистые, отвесные скло­ны к соседним низинам или морям. В Средней Азии они получили название чинков. Последние ограничивают островные горы с плос­кими вершинами, так называемые аридно-денудационные пластовые равнины или турткули (Казахстан). Классическим примером турткулей, ограниченных крутыми уступами (чинками) может служить плато Устюрт.

Глинистые пустыни могут быть представлены низменными участками — такырами. В сухое время их поверхность покрывается многочисленными трещинами, образующими многоугольники — такыры. Во влажные периоды на поверхности такыров скапливается вода, которая вместе с близко расположенными грунтовыми водами служит источником орошения. Нередко низкие глинистые пусты­ни — это сухие дельты рек (Теджен, Мургаб, Зеравшан), они пред­ставляют удобные территории для поливного земледелия.

Глинисто-солончаковые пустыни особенно трудны для освое­ния, так как при искусственном растворении солей возникает бес­структурная порода, легко поддающаяся дефляции. Глинисто-солонча­ковые пустыни разбросаны сравнительно небольшими участками сре­ди глинистых пустынь, занимая плоские понижения поверхности.

 

24. Рельефообразование в песчаных пустынях, эоловый рельеф.

В песчаных пустынях наиболее значительная геоморфологическая роль ветра проявилась в эоловом рельефообразовании.Песчаные пустыни распространены очень широко.В Сахаре из называют эргами,в Аравии–нефудами,в Ср.Азии-кумами.Песок в песч.пуст.может быть продуктом выветривания скальных г.п., но чаще имеет аллювиальное или озерное происхождение.песчаная толща лишь в верхнем части переработана ветром.нижние горизонты сохраняют текстуру аллювиальных или озерных отложений.к эоловым процессам относятся корразия,дефляция,эоловый перенос и эоловая аккумуляция.ветровая корразия-обтацивание песком и пылью ветрового потока всех препятствий,состоящих из плотных порд.корразия принимает основное участие в формировании причудливых каменных останцов(грибовидные скалы,»каменные города»),шлифует пустынный загар,способствует развитию каменных решеток и отдельных ниш.дефляция-выдувание и развевание рыхлого грунта.корразия и дефл.придают облику пустынных денудационных форм характерные резкие угловатые очертания.в глинистых грунтах в рез-те коррадирующего и дефляционного воздействия могут возникнуть ориентированные по направлению господствующего ветра системы неглубоких(1-1.5м)борозд и разделяющих их острых гребней.эолово-аккум рельеф чрезвычайно разнообразен.на земном шаре нет 2х песч.пустынь с одинак.комплексом аккум.форм,называемых дюнами.и даже в пределах 1 пустыни формы рельефа и их размеры сильно различаются.это разнообразие опред-ся:режимом ветров,мощностью песчаных отложений,степенью закрепления песков растительностью и физико-географическимиособенностями территории.

  

 

Код компетенции: ПК-14; наименование компетенции: владение знаниями об основах землеведения, климатологии, гидрологии, ландшафтоведения, социально-экономической географии и картографии

 

1. Визуальный анализ рельефа по топографической карте.

Рельеф на топографических картах изображается кривыми замкнутыми линиями, соединяющими точки местности, имеющие одинаковую высоту над уровенной поверхностью, принятой за начало отсчета высот. Такие линии называются горизонталями. Изображение рельефа горизонталями дополняется подписями абсолютных высот, характерных точек местности, некоторых горизонталей, а также числовых характеристик деталей рельефа—высоты или глубины, ширины (рис. 33, табл. 6 приложения 3).

Абсолютной высотой точки местности называют ее высоту в метрах над уровнем моря. За начало счета высот на картах принят уровень Балтийского моря (нуль Кронштадтского водомерного поста). Высоты точек в метрах над уровнем моря, подписанные на картах, называются отметками. Например, на рис. 33 одна из вершин имеет отметку 231,0. Превышение одной точки местности относительно другой называется относительной высотой; она может быть получена как разность абсолютных высот точек (рис. 34).

Сущность изображения рельефа горизонталями на топографических картах рассмотрим на следующем примере. Предположим, что модель горы (рис. 35) пассе-чена тремя параллельными горизонтальными плоскостями1, 2, 3таким образом, что плоскость / совпадает с уроненной поверхностью. Все плоскости расположены друг от друга на одинаковом расстоянии, называемом высотой сечения. В данном случае высота сечения равна 10 см.

Каждая плоскость будет иметь определенную высоту над уровенной поверхностью: H1=0 см, H2=10 см, H3=20 см. Пересечение поверхности модели с плоскостью образует кривую замкнутую линию, соединяющую точки модели, находящиеся на одинаковой высоте: кривая, расположенная в плоскости 1, соединяет точки, высота которых равна нулю; кривая, полученная в результате сечения поверхности плоскостью 2,соединяет точки модели, имеющие высоту 10 см; все точки поверхности модели, расположенные на кривой, являющейся следом сечения поверхности плоскостью3,будут иметь высоту 20 см. Проекция полученных кривых на плоскость даст изображение горы горизонталями. Таким образом, горизонтали можно рассматривать как следы сечения рельефа местности воображаемыми параллельными горизонтальными плоскостями.

Для того чтобы отличить выпуклую форму рельефа (гору, хребет) от вогнутой (котловины, лощины), а также быстро определить направление ската, на горизонталях ставятся штрихи—указатели скатов, которые своими свободными концами направлены в сторону понижения ската.

Гора изображается замкнутыми горизонталями, причем указатели направления ската стоят с наружной стороны горизонталей. Котловина изображается такими же замкнутыми горизонталями, но указатели направления ската будут обращены внутрь.

Хребет и лощина изображаются горизонталями, имеющими вытянутую форму: у хребта - в сторону понижения, а у лощины—в сторону повышения. Седловина изображается горизонталями, которые с двух сторон обозначают вершины, а с двух других сторон—лощины, расходящиеся в противоположных направлениях.

Крутизна ската характеризуется на карте расстоянием между двумя соседними горизонталями, называемым заложением. При одинаковой высоте сечения (ВС) рельефа в зависимости от изменения крутизны ската (КС) меняется и величина заложения (3). Заложение 31 (рис. 36), которому соогветствует крутизна ската KC1 10°, в два раза больше заложения З2, которому соответствует крутизна ската КС3 20°. Отсюда следует: чем круче скат, тем меньше заложение, и, наоборот, чем положе скат, тем заложение больше. Поэтому при изображении крутых скатов горизонтали на карте располагаются чаще, а пологих—реже.

Свойство горизонталей передавать крутизну ската позволяет отобразить на карте его форму. По своей форме скат может быть ровным, выпуклым, вогнутым или волнистым (рис. 37).

У ровного ската горизонтали располагаются на равных расстояниях одна от другой, у вогнутого, выпуклого и волнистого скатов расстояния между горизонталями увеличиваются или уменьшаются в зависимости от изменения крутизны отдельных участков между перегибами ската.

Для каждого масштаба карт высота сечения рельефа стандартная. В табл. 7 приведены высоты сечения, принятые на топографических картах СССР.

Из таблицы видно, чем крупнее масштаб карты, тем меньше высота сечения рельефа, т. е. на крупномасштабных картах рельеф изображается более подробно. Высота основного сечения подписывается на каждом листе карты под линейным масштабом, например: “Сплошные горизонтали проведены через 5 метров”.

Таблица 7

Масштаб карты	Bыcотa сечения, м
	для равнинной и холмистой местности	для горной местности	для высокогорной местности
1:25 000	5	5	10
1:50 000	10	10	20
1:100000	20	20	40
1:200 000	20	40	80
1:500 000	50	100	100

Виды горизонталей. Условные знаки детален рельефа.Горизонтали, которые соответствуют основному сечению рельефа, называются основными1(рис. 38).

Они вычерчиваются на карте тонкими сплошными линиями, для удобства счета каждая пятая горизонталь утолщается—2.Для отображения отдельных вершин, котловин и седловин, которые не могут быть выражены на карте основными горизонталями, применяются половинные (через половину высоты основного сечения)3и вспомогательные (примерно через четверть основного сечения)4горизонтали. Они вычерчиваются на картах прерывистыми линиями, причем длина звеньев у вспомогательных горизонталей примерно в два раза меньше, чем у половинных.

Детали рельефа показываются на карте условными знаками (рис. 39, табл. 6 приложения 3). Рядом с условным знаком обрыва, насыпи, выемки, кургана, ямы дается подпись высоты (глубины) в метрах, а оврагов и промоин—подпись в виде дроби, в числителе которой указывается их ширина (по верху), в знаменателе— глубина в метрах. Особыми условными знаками показываются пещеры и гроты. Их цифровая характеристика подписывается в виде дроби, в числителе которой указывается средний диаметр входа, в знаменателе—длина пещеры или грота в метрах. Специальными условными знаками показываются также скалы, песчаные, каменистые и другие осыпи, оползни.

Изображение на карте различных по характеру рельефа участков местности показано на рис. 40.

Определение высот и взаимного превышения точек местности по карте.Высоты точек местности над уровнем моря (абсолютные высоты) определяют по карте с помощью отметок высот горизонталей и принятой на карте высоты сечения рельефа.

Если точка расположена на горизонта-л и, то ее абсолютная высота равна значению отметки этой горизонтали. Например, на рис. 41 горизонталь с отметкой 200 проходит через сарай. Это значит, что сарай расположен на высоте 200 м.

В случае, когда горизонталь не имеет подписанной отметки, ее значение определяют по отметкам других горизонталей или высот точек местности. Допустим, требуется определить высоту точки местности, на которой находится отдельный камень (рис. 41). Условныйзнак отдельного камня расположен на горизонтали без отметки. Штрихи (указатели скатов) на горизонталях показывают, что скат понижается в сторону ручья. Слева от горизонтали с отдельным камнем находится утолщенная горизонталь с отметкой 200. Высота сечения равна 10 м. Значит, горизонталь, проходящая через условный знак отдельного камня, имеет отметку 190, которая является высотой точки.

Если точка находится между горизонталями, то ее абсолютная высота определяется по значению отметки высоты одной из этих горизонталей. Для этого к значению отметки высоты горизонтали прибавляют или из нее вычитают (в зависимости от положения точки относительно горизонтали) ту часть высоты сечения, на которую точка удалена от горизонтали.

Например, нужно определить высоту развилки полевых дорог (рис. 41). Точка расположена примерно на 3/4 величины заложения от нижней горизонтали, имеющей отметку 220, и на 1/4—от верхней горизонтали с отметкой 230. Высота сечения рельефа равна 10 м. Следовательно, поправка к нижней горизонтали составит 7,5 м, а к верхней горизонтали—2,5 м. Прибавляя поправку к значению отметки нижней горизонтали или вычитая ее из значения отметки верхней горизонтали, получим высоту точки на развилке дорог:

220 м+7,5 м= 227,5 м»227 м

или

230 м—2,5 м=227,5 м»227 м.

Взаимное превышение точек местности определяется как разность их абсолютных высот. Например, превышение высоты с отметкой 236,3 (рис. 41) над оз. Глубокое (с отметкой 177,8) составляет

236,3 м—177,8 м=58,5 м.

Относительные высоты скатов вершин и глубины лощин удобно определять по числу промежутков между горизонталями на них. Подсчитав число промежутков между горизонталями на скате и умножив его на высоту сечения, получим относительную высоту ската. Например, на юго-западном скате высоты с отметкой 236,3 (рис. 41) имеются три промежутка между основными горизонталями и один между основной и дополнительной горизонталями. Высота сечения 10 м, поэтому относительная высота ската будет 3,5Х10 м=35 м.

Относительные высоты (глубины) обрывов, оврагов, промоин, насыпей, выемок определяются по значениям подписей, стоящих рядом с условными знаками.

Определение по карте направления понижения и крутизны скатов.Направление понижения скатов определяется на карте по указателям скатов на горизонталях, а также путем сравнения отметок высот точек и горизонталей: понижение ската будет всегда в сторону меньшей отметки; цифры отметок горизонталей своими основаниями направлены в сторону понижения ската.

Крутизна ската определяется по величине заложения: чем меньше величина залож.гния, тем скат круче; чем больше величина заложения, тем скат более пологий. На топографических картах масштабов 1 : 25 000, 1 : 50 000 и 1 : 100 000 основная высота сечения рельефа подобрана таким образом, что заложению между основными горизонталями в 1 см соогветствует крутизна ската 1,2° (округленно 1°).

Из этой взаимозависимости между заложением, высотой сечения и крутизной ската (рис. 42) можно вывести следующее правило: во сколько раз заложение меньше (или больше) одного сантиметра, во столько раз крутизна ската больше (или меньше) одного градуса. Отсюда следует, что заложению в 1 мм соответствует крутизна ската 12° (округленно 10°), заложению в 2мм—6° (округленно 5°), заложению в 5 мм—2,4° (округленно 2°) и т. д.

Более точно крутизна ската может быть определена с помощью специального графика, называемого шкалой заложений (рис. 43). Вдоль горизонтального основания шкалы подписаны цифры, обозначающие крутизну скатов в градусах. На перпендикулярах к основанию отложены соответствующие им заложения. Шкала заложений дается для двух высот сечении: одна— для заложений между основными горизонталями, другая— для заложений между утолщенными горизонталями.

Для определения крутизны ската по шкале заложений следует измерить расстояние между двумя смежными сплошными горизонталями в нужном направлении и отложить его на шкале заложений так, как показано на рис. 43. Отсчет внизу на шкале против отложенного отрезка укажет крутизну ската в градусах. В нашем примере крутизна ската между точками а и б равна 3,5°. На крутых скатах, где горизонтали проходят близко одна от другой, крутизну удобнее определять по утолщенным горизонталям. Для этого измеряют отрезок между соседними утолщенными горизонталями, отложив этот отрезок на правой части шкалы, как показано на рис. 43, определяют крутизну ската. В нашем примере крутизна ската между точками типравна 10°.

 

2. Определение абсолютных высот и взаимного превышения элементов рельефа.

Определение взаимного превышения точек заключается в установлении величины, указывающей, насколько одна точка выше или ниже другой. При расположении точек на одной горизонтали их взаимное рис превышение равно нулю, так как их высоты одинаковы. Если определяемые точки совпадают с точками, высоты которых подписаны на карте, их взаимное превышение равно разности этих высот.
В случае когда точки расположены на одном скате или на разных скатах близко друг к другу, подсчитывают число промежутков между горизонталями и. к целому числу добавляют их доли, которые оценивают на глаз. Полученное число умножают на высоту сечения рельефа и таким образом получают взаимное превышение указанных точек.
Когда точки расположены на значительном расстоянии друг от друга, определяют их абсолютные высоты. Разность этих высот и будет взаимным превышением точек.

3. Определение крутизны ската, экспозиции склона.

Для определения крутизны ската по шкале заложений следует измерить циркулем расстояние между двумя смежными горизонталями и приложить циркуль к шкале заложений. Отсчет внизу на шкале против ножки циркуля укажет крутизну ската в градусах.

4. Изучение деталей рельефа, не выражающихся горизонталями.

Многие подробности рельефа, имеющие большое значение, невозможно отобразить на картах, так же как обрывы и скалы, только горизонталями. Это касается главным образом объектов, отличающихся своеобразием своих форм и размещения (например, осыпей, пещер, подземных выработок и пр.) или же незначительных по своим размерам (курганов, ям, промоин, карстовых воронок и т. п.). Такие объекты, не выражающиеся горизонталями, показываются на картах специальными условными знаками.

Рассмотрим основные правила применения этих условных знаков на картах. Естественные образования рельефа (обрывы, скалы, осыпи и т. п.) изображаются на картах условными знаками коричневого цвета, как и горизонтали, а искусственные образования рельефа (насыпи, выемки, курганы и пр.) и скалы–останцы изображаются – знаками черного цвета. Цифры, подписанные рядом с условными знаками обрывов, оврагов, промоин, насыпей, выемок, курганов и ям, означают в метрах их высоту над подошвой или глубину. Если цифровая подпись у оврага или промоины дана в виде дроби, то числитель означает ширину, а знаменатель – глубину.

Обрывы и обрывистые берега оврагов, рек и озер высотой более 1м на картах 1:25 000 и 1:50 000 (более 2 м на карте 1:100 000) изображаются сплошной линией с зубчиками.

Промоины и узкие овраги изображаются одной линией на картах 1:25000 и 1:50 000 при ширине до 5 м, а на карте 1:100 000 при ширине до 10 м, более широкие изображаются в две линии. 0враги с задернованными бровками, выражающиеся по ширине в масштабе карты, показываются штриховым рисунком, который обозначает на карте точное положение бровки оврага.

Особым условным знаком показываются входы в пещеры и гроты, а в горах – перевалы с указанием времени, когда ими возможно пользоваться. Участки, покрытые вечными снегами и льдами, изображаются горизонталями синего цвета.

Определение абсолютных высот и взаимного превышения точек местности.

Абсолютная высота точек местности – это высота ее над уровнем Балтийского моря (для Российских карт). Абсолютные высоты точек местности по карте определяют по горизонталям, используя имеющиеся на карте высотные отметки.

Если определяемая точка расположена на горизонтали, то ее абсолютная высота, очевидно, равна высоте этой горизонтали. Если же точка находится между горизонталями, то надо определить высоту ближайшей к ней нижней горизонтали и прибавить к этой величине превышение данной точки над горизонталью. Это превышение определяется на глаз.

Взаимное превышение точек определяется как разность их абсолютных высот. Если же точки расположены на одном и том же скате, то задача решается просто путем подсчета числа промежутков между горизонталями этих точек: их взаимное превышение равно произведению высоты сечения на полученное число промежутков между горизонталями.

 

5. Выделение границы водосборного бассейна по топографической карте.

терасса автомобильной дороги или мостового перехода обычно пересекает большое количество периодических (лога, балки, овраги) и постоянных (ручьи, речки и реки) водотоков, по которым стекает вода, образующаяся в результате таяния снега или выпадения дождей. Территорию местности, с которой стекает вода в результате таяния снега или выпадения дождей, называют водосбором (или водосборным бассейном).

Водосборный бассейн оконтуривают водораздельной линией (водоразделом) и замыкающим створом (трассой линейного сооружения, рис. 4.17).

Водоразделом называют линию на местности, от которой вода стекает влево и вправо.

Параметры максимального стока (расходы воды, объемы стока и.т.д.), определяющие генеральные размеры водопропускных сооружений (труб круглых, прямоугольных, малых мостов и т.д.), зависят прежде всего от площадей водосборных бассейнов, поэтому определение границ водосборных бассейнов и их площадей является наиболее часто встречающейся задачей при проектировании автомобильных дорог и мостовых переходов.

На рис. 4.17 показаны границы водосборного бассейна для водопропускного сооружения в точке Л автомобильной дороги (водораздельная линия BCDHEF). Водораздельные линии проводят по нормалям к горизонталям хребтов, холмов и седловин.

Рис. 4.17. Схема водосборного бассейна: 1 - водораздел; 2- замыкающий створ

ИЗМЕРЕНИЕ ПЛОЩАДЕЙ НА ПЛАНАХ И КАРТАХ

Измерение площадей на планах и картах необходимо для решения различных инженерных задач при изысканиях и проектировании автомобильных дорог и мостовых переходов. Различают три способа измерения площадей на планах и картах: графический, механический (электронно-механический) и аналитический.

К графическому способу можно отнести способ разбиения измеряемой площади на простейшие геометрические фигуры и способ, основанный на использовании палетки.

В первом случае подлежащую измерению площадь разделяют на простейшие геометрические фигуры (рис. 4.18, а), площадь каждой из которых вычисляют по простым геометрическим формулам, а общую площадь определяют как сумму площадей частных геометрических фигур:

Во втором случае площадь измеряемой фигуры покрывают палеткой, состоящей из элементарных квадратов (рис. 4.18, б), каждый из которых является единицей измерения площади. Площади неполных фигур учитывают на глаз. Палетки изготовляют из прозрачных материалов (кальки, лавсановые пленки и т.д.).

Если измеряемый участок ограничен ломаными линиями, то его площадь определяют разбиением на элементарные геометрические фигуры. При криволинейных границах измеряемого участка его площадь проще определять с помощью палетки.

Механический способ состоит в определении площадей на планах и картах с помощью механического или электронного планиметра.

Рис.4.18. Графические способы определения площадей: а - разбиением на простейшие фигуры; б - с помощью палетки

Полярный планиметр состоит из двух рычагов — полюсного 1 и обводного 4, шарнирно соединенных друг с другом (см. рис. 4.3, а). На конце полюсного рычага есть грузик с иглой, являющийся полюсом 2; обводной рычаг на одном конце имеет счетный механизм 5, а на другом - обводную иглу или марку 3.

Счетный механизм (см. рис. 4.3,6) состоит из циферблата 6, счетного барабана 7 и верньера 8. Одно деление на циферблате соот- вет ствует одному обороту счетного барабана. Барабан разделен на 100 делений. Десятые доли малого деления барабана оценивают по верньеру. Полный отсчет по планиметру выражается четырехзначным числом: первую цифру отсчитывают по циферблату, вторую и третью — по счетному барабану, четвертую — по верньеру. На рис. 4.3 отсчет по счетному механизму планиметра равен 3682.

Установив обводной индекс на начальной точке контура измеряемой фигуры, берут по счетному механизму отсчет а, затем обводным индексом обводят контур измеряемой фигуры по ходу часовой стрелки до начальной точки и берут отсчет Ь. Разница отсчетов (Ь - а) представляет собой площадь фигуры в делениях планиметра. Каждому делению планиметра соответствует на местности и на плане определенная площадь, называемая ценой деления планиметра Р. Тогда площадь измеряемой фигуры S можно определить по формуле

где Р — цена деления планиметра; (Ь- а) — разность отсчетов в начальной точке при обводе фигуры, площадь которой определяют.

Для определения цены деления планиметра измеряют фигуру, площадь которой заранее известна или которую можно определить с высокой точностью. Такой фигурой на топографических планах и картах является квадрат, образованный линиями координатной сетки. Цену деления планиметра Р вычисляют по формуле

S* - известная площадь фигуры; (b-а) — разность отсчетов в начальной точке при обводе фигуры с известной площадью.

При работе с планиметром следует соблюдать следующие правила:

а) план или карту следует закреплять на гладком столе или чертежной доске;

б) положение полюса при обводе фигуры следует выбирать так, чтобы между рычагами планиметра не было углов менее 30° и более 150°;

в) если при обводе фигуры по ходу часовой стрелки конечный отсчет будет меньше начального, к конечному отсчету прибавляют 10 000;

г) при определении цены деления планиметра обвод фигуры делают не менее двух раз, при этом расхождение в разностях (b — а) должно быть не более чем на три единицы.

При соблюдении указанных правил предельная относительная ошибка измерения составляет не более 1:300.

Аналитический способ состоит в вычислении площадей по результатам измерений углов и линий на местности. По результатам измерений на местности вычисляют координаты вершин X, Y. Площадь S полигона 1-2-3-4 (рис. 4.19) можно вычислить через площади трапеций:

Если произвести преобразования, можно получить две равнозначные формулы для определения удвоенной площади многоугольника:

Для многоугольника с числом вершин п окончательно получим:

Вычисления по формуле (4.6) выполняют на микрокалькуляторе или на компьютере.

Точность вычисления площадей аналитическим способом определяется точностью измеренных величин.

6. Построение поперечного профиля речной долины по топографической карте.

Каждый поперечный профиль водного сечения для промерного участка реки строится на миллиметровой бу­маге (формат 203X288 или 288X407 мм) в масштабах: горизонтальный 1 см — 1 м, вертикальный 1 см — 0,2 м или 1 см — 0,5 м (рис. 10). Профиль строится по данным записи в промерной книжке (см. табл. 3), причем на каждой промерной вертикали откладывается глубина со срезкой и точки дна соединяются прямыми линиями. На линии поверхности воды выписывается рабочий уро­вень в абсолютных отметках, к которому отнесены про­меры.

Для каждого профиля вычисляются основные мор-фометрические характеристики водного сечения, ис­пользуемые для гидрологических и гидравлических рас­четов, вычисления расхода воды и т. д.

Площадь водного сечения ω (F) — площадь, ограни­ченная профилем русла и уровнем воды (м2), определя­ется планиметрированием или с. помощью палетки или вычисляется аналитическим способом. Промерные вер­тикали разбивают водное сечение на ряд трапеций, итолько участки, примыкающие к урезам берега, могут иметь форму прямоугольного треугольника, если глуби­на на урезе равна нулю (рис. 11).

Площадь прибрежных участков, имеющих форму тре­угольника, вычисляется по формулам:

и .

Площадь отдельной трапеции между какими-либо промерными веритикалями определяется по формуле:

Общая площадь водного сечения реки вычисляется как сумма частных площадей

Номер промерных вертикалей	Ур. п. б. Ур. л.б.
Расстояние от постоянного начала, м
Глубина, м	0,00 0,20 0,65 0,82 0,98 1,20 1,22 1,25 1,20 1,20 1,27 1,30 1,22 1,20 1,20 1,30 1,41 0,53 0,00
Отметка дна, м абс.	103,86 103,66 103,21 103,64 102,88 102,66 102,64 102,61 102,66 102,66 102,59 102,56 102,64 102,66 102,66 102,56 102,45 103,33 103,86
Грунт	Ил	Песок	Ил

Рис. 10. Поперечный профиль водного сечения № 1 (р. Березина—«Геобаза БГУ»): Н=103,86 м; F=18,14 м»; B=18.00 м; hср.= 1,00 м; hmax= 1,41 м; χ= 18,52 м; R=0,98 м.

где h1, h2,…, hn – глубины со срезкой уровня; b1, b2 ,…, bn – расстояния между промерными вертикалями.

На гидрометрических створах, при измерении расходов воды через поперечное сечение реки, кроме площади.

 

Рис. 11. Схема вычисления площади водного сечения и длины смочен­ного периметра

водного сечения определяют площадь живого сечения, которая при наличии течения воды в пределах всего се­чения равна ему, а при наличии в нем мертвого прост­ранства (застойная зона) меньше площади водного се­чения на величину площади мертвого пространства.

Ширина реки (водного сечения) В определяется как разность между расстояниями от постоянного начала до урезов берега.

Средняя глубина hср водного сечения вычисляется как частное от деления площади водного сечения на его ширину АСр —ю/5.

Максимальная глубина птах на профиле устанавли­вается по данным промерной книжки из исправленных глубин на срезку.

Смоченный периметр χ — длина линии дна реки на профиле между урезами воды. Величина χвычисляется

как сумма гипотенуз прямоугольных треугольников (см. рис.11) по формуле

где b1, b2, …, bn+1— расстояния между промерными вер­тикалями, м; h1,h2, …, hn — глубина промерных верти­калей, м.

Из сопоставления значения ширины водного сечения В = 18,00 м и смоченного периметра χ=18,52 м (см. рис. 10) видно, что для данной формы русла эти величины близки между собой.

Гидравлический радиус R— частное от деления пло­щади водного сечения на длину смоченного периметра: R=ω/χ. Для равнинных рек, ширина русел которых близка к смоченному периметру, величина гидравличе­ского радиуса близка к средней глубине (см. рис. 10): hср=ω/B=1,00 м; R=ω/χ=0,98 м.

Гидравлический радиус можно заменить средней глу­биной при условии, что hср/B<1/10.

Составление плана русла реки в изобатах

План русла реки (длина 200 м при съемке одной бригадой) строится на листе белой плотной бумаги масштабом 1:200 или 1:500.

На листе проводится линия меридиана С—Ю, откла­дывается азимут и в полученном направлении — линия, соответствующая положению магистрали. Магистраль начинается от профиля № 1, от которого ведется счет горизонтальным расстояниям (рис. 12). Перпендикуляр­но магистрали в масштабе через 10 м восстанавливают­ся линии профилей (створы), на которых откладывают­ся расстояния до урезов правого и левого берегов (по данным записи из промерной книжки); у точек урезов записываются соответствующие рабочие уровни воды в абсолютных отметках. Например, для профиля № 1 (см. табл. 3 и рис. 12) от магистрали (постоянное начало) до уреза правого берега откладывается в масштабе 2,0 м, а до уреза левого берега—20,0 м. Аналогично определя­ется положение урезов для всех профилей. По получен­ным точкам проводятся линии урезов левого и правого берегов.

Рис. 12. План участка р. Березены («Геобаза БГУ») по размерам от 24/VI 1978 г.: сечение изобат 0,25 м; уровень воды 103,86 м абс.

Согласно записям в промерной книжке на каждом профиле плана реки наносятся точки промерных верти­калей (по расстоянию от постоянного начала); у точек выписываются соответствующие глубины со срезкой.

Изобаты (линии равных глубин) проводят через 0,25 или 0,5 м в зависимости от наибольшей глубины так, чтобы число изобат было 5—10. Изобаты проводят­ся на основе интерполяции отметок глубин между про­мерными вертикалями, осуществляемой аналитически или графически (чаще).

Графическая интерполяция выполняется на каждом построенном поперечном профиле водного сечения. Для этого согласно выбранному сечению изобат по верти­кальному масштабу глубин определяются точки и их по­ложение проектируется на линию уровня воды, а затем переносится на план.

Изобаты следует проводить плавно. В зависимости от местных повышений или понижений дна изобаты мо­гут быть закругленными или замкнутыми, тогда направ­ление их должно быть согласовано с точками наиболь­ших и наименьших глубин по смежным профилям. Изо­баты должны иметь надписи в разрыве и за пределами профилей.

На плане проводится линия пунктиром наибольших глубин (см. рис. 12), которая проходит через точки наи­больших глубин на каждом створе, и стрелкой показы­вают направление течения. Указывается дата промеров, уровень, к которому отнесены промеры, сечение изобат, азимут магистрали и масштаб плана. Изобаты (линии и цифры) наносят синей, береговую линию зеленой, осталь­ные линии и подписи черной тушью.

7. Составление орогидрографического описания территории.

Орографией называется раздел геоморфологии, изучающий морфологические (морфографические и морфометрические) особенности рельефа земной поверхности, т. е. его внешний облик (практически не затрагивая вопросов его генезиса и возраста). Гидрография занимается описанием водоемов и водотоков – морей, озер, водохранилищ, прудов, рек и ручьев, каналов. Гидрографические объекты теснейшим образом связаны с рельефом, что выражается, во-первых, в приуроченности водных объектов к отрицательным формам рельефа, в зависимости направления и скорости течения потоков от уклона земной поверхности; во-вторых, в активном воздействии водотоков и движения воды в водоемах на рельеф земной поверхности с формированием, соответственно, флювиального и прибрежно-морского (прибрежно-озерного) или донного рельефа. В связи с этим орографическая и гидрографическая характеристики обычно совмещаются друг с другом.

Изучение орографии и гидрографии территории необходимо как для познания рельефа и гидрографической сети, так и при исследовании других компонентов природно-территориальных комплексов (ПТК), а также при анализе хозяйственной деятельности человека. Поэтому орогидрографическая характеристика предшествует географическому описанию местности. Она нередко имеет вспомогательное значение, но во многих случаях несет важнейшую информацию о генезисе и возрасте рельефа, активности современных геоморфологических процессов, а также помогает выявить зависимости географического распределения других компонентов ПТК от их морфолитогенной основы.

Особое значение имеет морфологическая характеристика рельефа для оценки возможностей хозяйственного использования территории. Так, строительство населенных пунктов и площадных инженерных объектов наименее затратно, если оно ведется на субгоризонтальных поверхностях междуречий и речных террас (но не поймы, поверхность которой затапливается); проектирование автодорог и других магистралей требует учета уклонов поверхности. Распашка не приводит к интенсивной эрозии почв при углах наклона поверхности только до 8º (в горах, где пологих склонов немного, распахиваются участки с крутизной до 15º). При этом пойма оказывается, наоборот, весьма благоприятной для распашки и выпаса скота именно из-за режима затопления и достаточного увлажнения угодий. На субгоризонтальных площадях междуречий, сложенных мореной, условия для посевов оказываются менее благоприятными, поскольку тяжелый суглинистый заполнитель ледниковых отложений при малых уклонах, препятствующих дренированию поверхности, способствует вымоканию этих посевов. В связи с этим пологие (до 8º) склоны оказываются даже более подходящими для распашки, если она проводится грамотно (вдоль горизонталей). Садоводство же вполне может вестись и на более крутых склонах. В целом плановая структура во многом предопределяет структуру хозяйственного использования территории.

При выполнении задания студенты должны дать орогидрографическую характеристику территории, изображенной на учебной топографической карте (Приложения VII и IX).

 

Цель задания: привить студентам навыки описания и анализа рельефа по топографической карте, что обязательно для географов любой специальности.

Задачи, поставленные перед студентами:

 

научиться определять морфологический тип рельефа (горный или равнинный, холмистый или увалистый и т. п.);

находить на карте положительные и отрицательные формы рельефа, определять превышения их относительно друг друга, устанавливать направление и величину наклона земной поверхности и уклоны водных потоков, границы и размеры отдельных форм и элементов рельефа и их ориентировку на местности;

составлять поперечные и продольные профили форм рельефа, в частности малых эрозионных форм (МЭФ) – оврагов, балок и др.;

грамотно составлять общее морфологическое описание рельефа и гидрографических объектов территории.

Студенты должны также получить первичные навыки определения по карте (по внешним признакам) генезиса форм рельефа (речных долин, пойм и русел рек, надпойменных террас, оврагов, балок, моренных холмов и западин и т. д.), происхождение которых обычно легко устанавливается и без данных о геологическом строении местности.

 

Исходные материалы

При выполнении Задания 1 используются учебные топографические карты масштаба 1:10 000 при сечении рельефа 2 м. На карте изображен рельеф, характерный для центральных районов Европейской части России, – вторичная моренная равнина, где ледниковые формы сохранились относительно слабо (Приложение IX) или же почти полностью уничтожены последующими эрозионными и склоновыми процессами (Приложение VII). Такой рельеф распространен в бассейне р. Протвы, на севере Калужской области, где студенты географического факультета МГУ проходят учебную полевую практику в конце 1 курса. Для выполнения Задания 1 каждый студент получает одну из топографических карт (Приложение VII или IX) и работает индивидуально, составляя орогидрографическое описание территории.

 

Суть и порядок выполнения задания

Получив у преподавателя топографическую карту, для изучения морфологии рельефа и гидрографической сети студент должен:

ознакомиться с масштабом карты, сечением рельефа, шкалой заложения и географическим положением изучаемой территории;

охарактеризовать морфологический облик рельефа, установив наиболее общие его черты (горный или равнинный, низменный или возвышенный и т. п.), а также главные особенности гидрографической сети (представлена ли она постоянными или временными водотоками, к бассейну какой реки и какого океана либо внутреннего стока относится), выделить участки, отличные друг от друга по внешнему облику рельефа, размерам форм рельефа и характеру гидросети;

подробно изучить формы и элементы рельефа, водотоки и водоемы в пределах каждого участка, установить их сходство и отличия, определить их основные морфологические черты; основываясь на знании теоретической части курса общей геоморфологии и пояснения преподавателя, попытаться дать предварительное суждение о происхождении форм рельефа и их относительном возрасте (старше/моложе);

выполнить графические работы:

а) вычертить на миллиметровке поперечные профили типичных эрозионных форм (балок – в верхнем, среднем и нижнем течении; оврагов – в верхнем и нижнем течении), а также их продольные профили; линии поперечных профилей следует выбрать на наиболее отличающихся друг от друга участках (рис. 1, 2);

б) сделать на кальке выкопировки с карты плановых очертаний оврага и балки с нанесенными на них линиями и номерами (индексами) профилей;

в) пронумеровать и подписать все рисунки, указать масштабы (для профилей – горизонтальный и вертикальный; обычно вертикальный крупнее горизонтального в 5–10 раз для равнинных территорий), для планового рисунка – указать ориентировку по сторонам света (С – Ю);

провести необходимые измерения и вычисления: абсолютных и относительных высот, амплитуды колебания высот, углов наклона земной поверхности, ширины рек и их продольных уклонов, глубины и ширины долин, балок и оврагов, густоты эрозионного расчленения и т. д.;

в рабочей тетради дать целостную орогидрографическую характеристику территории в соответствии с прилагаемым планом задания.

 

Рис. 1. Морфологическое строение оврага в плане (А), его поперечные (Б) и продольный (В) профили: А1–А2, Б1–Б2 – линии поперечных профилей; В1–В2 – линия продольного профиля; 1 – тальвег; 2 – четкая бровка оврага (обрыв); 3 – нечеткая бровка оврага

Рис. 2. Морфологическое строение балки в плане (А), ее поперечные (Б) и продольный (В) профили: А1–А2, Б1–Б2, В1–В2 – линии поперечных профилей; Г1–Г2 – линия продольного профиля; 1 – тальвег; 2 – четкая бровка балки; 3 – нечеткая бровка балки
Морфометрические характеристики рельефа и водных объектов следует определять не в случайных, а в наиболее характерных местах. При этом надо выявить минимальные, максимальные (от … до … м) и преобладающие значения этих величин для различных форм (долина, балка, овраг) и элементов рельефа (площадка поймы, склон, вершинная поверхность).

Относительные высоты, характерные для территории, следует давать отдельно для междуречий (как превышения положительных форм над соседними формами) и для иллюстрации глубины вреза долин (превышение бровок долин над руслом либо разница фоновых абсолютных высот междуречий и днищ долин). Отдельно приводится амплитуда колебания высот, т. е. разница между максимальной абсолютной высотой (на междуречье) и минимальной (соответствующей урезу главной реки на нижнем для полигона створе).

Углы наклона земной поверхности (крутизна) определяются по шкале заложений, помещенной под рамкой топографической карты. Уклон поверхности i – есть показатель крутизны склона (tg α) и вычисляется по формуле:

i = h / l (tg α), (1)

где h – сечение рельефа горизонталями, l – заложение между горизонталями (расстояние между ними на карте, с учетом масштаба); α – крутизна склона.

Уклон водной поверхности рек iw на каком-либо участке течения определяется по сходной формуле:

iw = hw / lw, (2)

где hw – разность отметок урезов воды на верхней и нижней границах характеризуемого участка (падение реки на участке); lw – длина русла реки между верхней и нижней границами.

Средняя густота эрозионного расчленения К определяется по формуле:

К = L / P, (3)

где L – длина тальвегов эрозионных форм на площади P.

Среднюю густоту эрозионного расчленения изучаемой территории определяют курвиметром или циркулем-измерителем. Для этого суммарную длину тальвегов всех эрозионных форм, изображенных на карте (в км) делят на площадь территории (в км2). Густоту эрозионного расчленения обычно подразделяют на сильную, среднюю и слабую (рис. 3). Имеются и такие территории, где эрозионное расчленение практически отсутствует. Следует иметь в виду, что данный показатель имеет довольно абстрактную размерность (км/км2), но, вместе с тем, вполне наглядно характеризует степень эрозионной расчлененности территории и потому часто используется в научных и практических целях.

Рис. 3. Густота эрозионного расчленения рельефа; сечение рельефа 5 м (для всех карт)

В результате выполнения задания должно быть подготовлено орогидрографическое описание территории в соответствии с приведенным ниже планом. В тех случаях, когда описываемые объекты (формы и элементы рельефа, элементы гидрографии) встречаются на местности не в единственном числе, необходимо дать их обобщенную характеристику, без подробного описания каждого из них. При этом указываются районы распространения тех или иных образований, закономерности их расположения и ориентировки, преобладающие размеры, общие морфологические черты. Частные особенности, свойственные одному или малому числу объектов, описываются менее подробно.

Описание должно быть логичным, изложено научным языком, с использованием терминов, принятых в геоморфологии, в форме связанного текста, а не односложных ответов. Для получения необходимых справок следует пользоваться географической энциклопедией или словарем-справочником по физической географии. Текст описания и иллюстрации должны быть соответствующим образом оформлены. Они помещаются в специальную рабочую тетрадь для практических занятий по общей геоморфологии. Писать следует аккуратно, не применяя сокращений слов, кроме общепринятых. Каждое новое положение следует излагать с красной строки. На каждый из 6 пунктов отводится обычно один лист в тетради (описание каждого из этих 6 пунктов рекомендуется начинать с нового листа). На страницах следует оставлять «поля» для замечаний преподавателя. Рисунки, сопровождающие текст, снабжаются подписями, раскрывающими их содержание (см. рис. 1, 2). Каждому рисунку должна соответствовать ссылка в тексте. Рисунки на кальке (плановые выкопировки) и миллиметровке (профили) вклеиваются в тетрадь на тех страницах, текст которых они иллюстрируют (это не касается общего профиля через территорию полигона).

Более подробные рекомендации по каждому из пунктов задания 1 приведены ниже.

На занятии преподаватель ставит перед студентами задачи, знакомит с исходными материалами, приемами изучения топографических карт, характером отражения на картах форм и элементов рельефа, объясняет план описания и требования к тексту, иллюстрациям и т. д.

В процессе самостоятельной работы студенты пользуются консультациями преподавателя или соответствующей литературой (Картография с основами топографии, 1973; Рычагов, 2006; Лютцау, Болысов, 1989; Кружалин, Лютцау, 1998; Щукин, 1960, и др.). Окончательно оформленную в специальной тетради работу студенты предъявляют преподавателю для проверки на следующем занятии.

Ниже приводятся план орогидрографического описания и методические рекомендации по каждому из его шести разделов.
План орогидрографического описания изучаемой территории

1. Общая характеристика изучаемой территории

Местоположение изучаемой территории: административное, природное; принадлежность к открытому бассейну (бассейнам) океана или бассейну внутреннего стока. Общий характер рельефа: горный или равнинный; низменный или возвышенный; холмистый или увалистый (пологохолмистый или пологоволнистый). Основные положительные и отрицательные формы рельефа. Характер форм рельефа: простые или сложные; замкнутые или открытые (с приведением конкретных примеров). Сочленение сопряженных (соседних) форм рельефа (характер границ: резкие или плавные, четкие или нечеткие – с примерами). Густота расчленения (в км/км2, либо на качественном уровне: сильное, среднее, слабое).

 

2. Высоты

Наибольшие и наименьшие абсолютные высоты, их расположение на территории полигона. Амплитуда высот. Относительные высоты: а) превышение междуречий над днищами долин (глубина вреза речных долин); б) превышение положительных форм рельефа над соседними отрицательными формами в пределах междуречий.

 

3. Гидрография

Главная река: ее название, направление, скорость течения, глубина (от … до … м, если есть данные), ширина (от … до … м). Форма русла в плане (спрямленная, ломаная, извилистая). Уклон водной поверхности реки на участке. Притоки главной реки (для них приводятся те же характеристики; можно ограничиться описанием притоков, названия которых подписаны на карте).

 

4. Речные долины

Форма речных долин в профиле (симметричная или асимметричная относительно русла реки, теснинообразная, V-образная, U-образная, ящикообразная, корытообразная). При описании, кроме карты, необходимо использовать вычерченный профиль через долину и междуречья. Ширина долин по бровкам (от … до … м). Наличие (или отсутствие) в долинах поймы и надпойменных террас (НПТ) по морфологическим признакам (характеристика их будет более точной и обоснованной, если использовать также геологическую карту, на которой показаны осадки, слагающие эти формы). Параметры поймы и НПТ: их ширина (до … м), высота над меженным урезом реки, характер поверхности, распространение в пределах долины.

 

5. Малые эрозионные формы, озёра, болота

Малые эрозионные формы (МЭФ): овраги, балки. Их распространение на учебном полигоне, длина (от … до … м), ширина по бровкам в среднем течении (от … до … м), глубина (от … до … м), для балок – дополнительно ширина днища (от … до … м); форма поперечного (теснинообразный, V-образный, U-образный, корытообразный) и продольного (прямой, выпуклый, вогнутый, ступенчатый, выпукло-вогнутый и т. п.) профилей (иллюстрировать плановыми выкопировками на кальке с топографической карты и профилями на миллиметровке). Указать наличие или отсутствие ложбин на междуречьях, наличие и пространственное расположение в пределах полигона озёр, болот, прудов, а также их приуроченность к тем или иным формам рельефа, плановые размеры, глубину (при наличии данных).

 

6. Склоны

Форма продольных (вдоль линии наибольшего уклона) профилей склонов речных долин и МЭФ (прямые, выпуклые, вогнутые, ступенчатые, выпукло-вогнутые и т. п.); крутизна и длина этих склонов. Форма, крутизна и длина склонов форм рельефа, расположенных в пределах междуречий.

Кроме того, по Заданию 1 впоследствии (к итоговому коллоквиуму-собеседованию) следует подготовить устный ответ на следующие вопросы:

геоморфологическое районирование территории (в первую очередь, с точки зрения ее хозяйственного использования, т. е. экономико-геоморфологическое районирование);

генезис и возраст основных комплексов и форм рельефа;

современные геоморфологические процессы на изученной территории;

прогноз развития рельефа.

 

Методические рекомендации по выполнению задания

1. Общая характеристика изучаемой территории

Орогидрографическое описание следует начинать с указания административного положения территории. Эту информацию студенты получают от преподавателя (принадлежность территории к определенному субъекту РФ, в какой его части она расположена). Далее приводится краткая характеристика природного положения учебного полигона: в пределах какой крупной тектонической структуры, в каком типе климата и в какой природной зоне (с указанием доминирующего зонального типа почв) он находится; к какой крупной орографической единице относится территория полигона (например, к центру Русской равнины). Указать также принадлежность территории к открытому океаническому бассейну или бассейну внутреннего стока (в нашем случае – к бассейну внутреннего стока, а именно – к бассейну Каспия). Далее определяется общий характер рельефа: горный или равнинный (конечно, многое проясняет уже административное положение территории, однако вывод о принадлежности ее к тому или иному морфологическому комплексу необходимо аргументировать, исходя из существующих критериев). Горная территория на суше – территория с абсолютными высотами более 500 м и характеризующаяся сильным расчленением. На абсолютных высотах от 500 м и ниже имеют место низменные (до 200 м) и возвышенные (от 200 до 500 м) равнины. Для равнинных областей характерны обширные площади субгоризонтальных поверхностей или пологих склонов, что на топокарте проявляется в значительных расстояниях между горизонталями (изогипсами). Исходя из данных признаков, следует охарактеризовать описываемую территорию. На междуречьях может быть распространен плоский (без заметных перепадов высот), холмистый (пологохолмистый) или увалистый (пологоволнистый) рельеф. Холмы – положительные формы рельефа в пределах равнин, округлые в плане, с относительно пологими склонами. На карте они идентифицируются замкнутыми горизонталями. Увалы – вытянутые положительные формы в пределах равнин, тоже характеризующиеся пологими склонами; увалами называют и открытые, вытянутые положительные формы рельефа на периферии равнинных междуречий (Щукин, 1980). Для описываемой территории следует указать, какие положительные формы преобладают – холмы или увалы. Указать и основные отрицательные формы рельефа – долины основных для полигона рек, долины их притоков и привязанные к речным долинам малые эрозионные формы (балки, овраги).

Далее в описании следует отразить характер форм рельефа – открытые или замкнутые, простые или сложные. В первую очередь, нужно отметить преобладающие формы, приводя конкретные примеры, затем – распространение других по характеру форм. Например: «преобладают открытые формы – речные долины, овраги, балки, но встречаются и замкнутые – холмы, старицы». Таким же образом описывается соотношение простых и сложных форм и т. п.

Характер границ форм и элементов форм рельефа следует показывать так же: преобладают ли четкие или нечеткие, резкие или плавные границы. Четкие границы – те, которые более или менее четко определяются по карте, при этом они могут быть плавными (округлыми) или резкими (с отчетливыми ребрами). Резкие границы всегда четкие, нечеткие – всегда плавные. В условиях равнин гумидного климата обычно преобладают нечеткие плавные границы, но встречаются и резкие – бровки оврагов, бровки подмываемых рекой обрывистых склонов. Существует четыре основных вида геоморфологических границ (каркасных линий рельефа): водоразделы (линии, соединяющие наивысшие точки), тальвеги (линии, соединяющие низшие точки), бровки (линии перегиба от горизонтальной или субгоризонтальной поверхности к нижележащему склону) и тыловые швы, или подошвы склонов (линии перегиба от горизонтальной или субгоризонтальной поверхности к вышележащему склону).

Для определения густоты расчленения необходимо измерить суммарную длину тальвегов (линий низших точек) эрозионных форм (в км) и разделить данную величину на площадь полигона (в км2). Показатель густоты расчленения приводится, соответственно, в км/км2. Допустимо ограничиться характеристикой расчленения на качественном уровне (по аналогии с типами расчленения, показанными на рис. 3) – слабое, среднее или сильное.

2. Высоты

Абсолютная высота – это высота точки над уровнем моря, измеренная по направлению отвеса (в России отсчет абсолютных высот ведется от Кронштадтского футштока). В первую очередь, по топографической карте следует найти наивысшую абсолютную отметку в пределах территории, привести эту абсолютную высоту и указать, в какой части полигона она расположена (на севере, на юго-западе и т. д.). Затем определить положение и абсолютную высоту низшей точки. Она соответствует чаще всего меженному урезу главного водотока, в нижнем по течению (для данного участка) створе реки. Разница между максимальной и минимальной отметками – амплитуда высот для данной территории.

Относительная высота – это разница абсолютных высот любых двух точек (превышение одной точки над другой) либо более конкретно – разница абсолютных высот между соседними формами или элементами рельефа. Относительные высоты, характерные для данной территории в целом, определяются путем вычитания из фоновых (наиболее распространенных) абсолютных высот междуречных пространств абсолютных отметок днищ долин.

Междуречья – это пространства между долинами. Границы (бровки) речных долин на равнинах сравнительно просто определяются по увеличению крутизны поверхности от междуречий к коренным (оконтуривающим долину) склонам: на топографической карте эти перегибы читаются по заметному увеличению густоты горизонталей (либо по линиям обрывов, свойственных подмываемым берегам рек).

Отдельно следует определить характерные относительные высоты форм рельефа в пределах междуречий (абстрагируясь от речных долин): эти показатели в общих чертах отражают, какой рельеф был на территории до формирования речных долин. В данном случае относительные высоты определяют по разнице абсолютных отметок соседних (положительных и отрицательных) форм рельефа. Мысленно нужно проделать путь от вершины к вершине (через ряд вершин в каком-либо направлении в пределах междуречий): их превышения над тальвегами и/или днищами соседних отрицательных форм и есть искомая величина (следует давать величину колебаний относительных высот, например: превышение междуречий над днищами долин составляет 20–25 м; относительные высоты в пределах междуречий – до 6–8 м).

 

3. Гидрография

Дается общая характеристика основных водотоков – главных гидрографических объектов территории обследования. Приводится название главной реки, принадлежность к открытому океаническому бассейну или бассейну внутреннего стока (например, к бассейну Каспийского «моря»), направление ее течения. При этом дается генеральное направление, без учета меандров (речных излучин): если река течет с юга, то генеральное направление ее течения – на север; если с юго-востока – на северо-запад, и т. д. Направление течения показано на топографической карте стрелкой. Скорость течения указывается для рек соответствующими числами, обычно в м/с. По некоторым характерным створам приводятся также значения ширины и глубины реки (соответственно в числителе и знаменателе дроби, обычно в м). Ширину реки следует давать для полигона в целом (от … до … м), если она показана в масштабе карты. Для водотоков, у которых ширина не превышает 1 мм в соответствующем масштабе карты (для М 1:10 000 на местности это не более 10 м), указывается, что ширина составляет до 10 м.

Форма русла в плане (вид сверху) обычно извилистая (в таких случаях говорят, что русло меандрирующее), но в некоторых случаях может быть прямой или ломаной, что также нужно отразить.

Уклон водной поверхности (меженной) – величина безразмерная, определяется как отношение падения реки на данном участке (разница высот на верхнем и нижнем для участка створах) к длине реки в пределах этого участка, измеренной по карте (это то же, что тангенс угла наклона водной поверхности). На топографической карте обычно даются абсолютные отметки меженного уровня реки в разных точках (нередко в устьях притоков). Длину реки определяют курвиметром или линейкой (как сумму длин разных спрямленных участков русла). Для равнинных рек характерны весьма низкие показатели уклона рек. Так, например, средний уклон реки Протвы (в бассейне которой проходит летняя полевая практика) от истока до впадения в р. Оку равен 0,0006, а от впадения р. Исьмы (от учебно-научной станции «Сатино») до устья – менее 0,0002 (расстояние от истока до устья составляет 282 км, а разница высот между ними – 173 м) (Общегеографическая практика…, 2007).

После характеристики главной реки по такой же схеме нужно дать описание ее притоков, с указанием, является ли тот или иной приток левым или правым (левый впадает слева, а правый справа, если стоять лицом вниз по течению главной реки). При описании можно ограничиться характеристикой тех притоков, для которых на топографической карте приведены названия.

 

4. Речные долины

Дается характеристика речных долин – крупных линейно вытянутых отрицательных эрозионных форм рельефа, созданных, как правило, постоянными водотоками. В разделе 2 указывалось, как определить положение границ (бровок) речной долины по изменению густоты горизонталей на топографической карте (либо по знаку обрыва). Здесь нужно охарактеризовать форму поперечного профиля долины. Это несложно сделать с помощью вычерченного топографического профиля через долину по одной из заданных на карте линий (I–I, II–II или III–III). Профиль выполняется на миллиметровой бумаге в масштабах: горизонтальный 1:10 000, вертикальный 1:1 000 – и является основой геолого-геоморфологического профиля (Задание 2). В соответствии с геологическими канонами, слева рисуется западная часть профиля. На первом этапе он вычерчивается простым карандашом в верхней части листа миллиметровки (параллельно его длинной стороне); с обеих сторон профиля даются шкалы абсолютных высот. Соединять точки, нанесенные на миллиметровку с топографической карты (точки пересечения линии профиля с горизонталями), следует плавной кривой, за исключением участков, где есть обрывы – отвесные линии (подробнее см. в описании Задания 2, первый этап). Как было сказано выше, плавные границы вообще характерны для равнин в гумидном климате (раздел 1). На профиле обычно достаточно четко выявляются границы (бровки) долины. Опираясь на данные, полученные по профилю, необходимо по топографической карте найти самый узкий участок речной долины (наименьшее расстояние между бровками) и наиболее широкий (максимальное расстояние). Соответственно в описании следует привести размах этих величин: ширина речной долины по бровкам в пределах описываемой территории колеблется от … до … м. Аналогично следует дать характеристику ширины долин для основных притоков.

Далее следует выявить (пока предположительно, только по морфологическим признакам) наличие (отсутствие) в речной долине поймы и надпойменных террас (в этом тоже следует ориентироваться по вычерченному профилю). Можно воспользоваться и картой четвертичных отложений на описываемую территорию (Приложения VIII и X), на которой показаны ареалы аллювиальных отложений, слагающих пойму (аQ4) и надпойменную террасу (на данной территории – аQ3). Пойма представляет собой субгоризонтальную поверхность в днище долины, сформированную в результате боковой эрозии реки и затапливаемую ею в половодья или паводки. На профиле пойма выглядит как невысокая площадка (несколько м), приподнятая над меженным руслом, а на топографической карте читается (опять-таки, в непосредственной близости от русла) по разреженно расположенным (удаленным друг от друга) горизонталям. Площадка высокой поймы отделена от русла невысоким уступом. Нередко вдоль русла фрагментами прослеживается уровень низкой поймы, представленный прирусловыми отмелями (побочнями), а также островами или осередками. Исходя из указанных признаков, следует указать, существует ли пойма в основной речной долине и в долинах притоков; если существует, то как она распространяется в днище долины: на всем протяжении в пределах полигона или фрагментарно, по обоим берегам реки или преимущественно на одном из них (выпуклом или вогнутом в плане); прослеживается ли один высотный уровень поймы или два (низкая и высокая). Далее нужно привести основные морфометрические характеристики поймы: ее относительную высоту над меженным урезом реки (для обоих уровней, если их два), характерную и максимальную ширину поймы; общий характер ее рельефа, наличие форм рельефа, осложняющих ее поверхность (прирусловые валы, старицы и др.).

Аналогичным образом следует охарактеризовать надпойменные речные террасы (НПТ). Речные террасы – это ступени на склонах долины, представляющие собой реликты древних пойм и обычно не затапливаемые в половодья и паводки. На профиле терраса обычно четко проявляется как субгоризонтальная площадка, уступ которой опирается на пойму, реже – на русло. На топографической карте площадка террасы (с абсолютными высотами большими, чем для поймы) тоже читается по разреженности горизонталей, а уступ НПТ – по сгущению горизонталей (как и расположенный выше склон). В долине может быть одна или несколько террас, а может и не быть ни одной НПТ. В отличие от поймы, НПТ редко протягиваются вдоль всего днища долины; чаще они сохраняются фрагментами. При этом все фрагменты НПТ, расположенные на одной относительной высоте над меженным урезом реки, в общем случае – суть один уровень (остатки одной и той же террасы). Более низко расположенные НПТ – более молодые, чем расположенные выше над урезом. Нумерация их ведется от более низких (более молодых) к более высоким (древним). Если на профиле и топографической карте выявляются одна или несколько НПТ, следует установить характер их расположения относительно реки, относительные высоты над урезом, максимальную ширину фрагментов террасы (террас).

 

5. Малые эрозионные формы, озёра, болота

Дается характеристика малых эрозионных форм изучаемой территории. МЭФ – сравнительно небольшие по размерам формы (длиной от десятков метров до первых километров, глубиной от долей до десятков метров, шириной от долей до десятков, реже первых сотен метров), образованные обычно временными (иногда мелкими постоянными) водотоками (в отличие от большинства речных долин). Самые мелкие МЭФ – эрозионные борозды, промоины (рытвины) – не выражаются в масштабе карты 1:10 000. Типичные МЭФ – овраги и балки, а также переходные от первых ко вторым – лога.

 

Овраги (см. рис. 1) имеют узкое днище (или днище даже представлено только тальвегом) и крутые (до отвесных) склоны, обычно с резкими бровками, форма их поперечного профиля V-образная (при крутых склонах) или теснинообразная (когда склоны отвесные). Типичный овраг – форма, активно развивающаяся, растущая вверх по течению за счет регрессивной (попятной) эрозии. У активных оврагов в вершине существует отвесная или даже нависающая стенка – вершинный перепад, который в продольном профиле выражается в виде четко выраженной ступени. В целом продольный профиль не совпадает с профилем склона, прорезаемого оврагом (в отличие от более мелких промоин). Глубина оврагов – от 2 до десятков м. На топографической карте овраг легко читается именно по наличию крутых склонов (густо расположенные горизонтали), а при теснинообразном профиле склоны оврага показаны знаками обрывов (включая вершину оврага). При стабилизации роста овраги постепенно переходят в лога, а затем в балки (хотя не всякий овраг становится балкой, и не всякая балка была ранее оврагом: возможны и другие пути их развития).

Параметры балки (см. рис. 2) и оврага аналогичны, за исключением ширины: у балок U-образный или корытообразный поперечный профиль и всегда есть плоское, обычно слабо вогнутое днище. Кроме того, у балок обычно более пологие склоны (на топографической карте – более редкие горизонтали) и более плавные бровки и тыловые швы.

Исходя из перечисленных признаков, следует вначале дать общую характеристику эрозионной сети (МЭФ) в пределах полигона: наличие (отсутствие) этих форм, особенности их распространения (обычно эти формы приурочены к склонам речных долин), указать, на каком из склонов – правом или левом – они встречаются чаще; преобладают на местности овраги или балки, либо овраги преобладают на одном склоне, а балки – на другом; в какой части территории МЭФ наиболее распространены – в северной, южной, центральной и т. д.

Далее приводится характеристика параметров оврагов и балок: их длина (от … до … м), ширина (от … до … м) (для балок – ширина по бровкам и по днищу, для оврагов – достаточно по бровкам), глубина (от … до … м). Ориентируясь на рисовку горизонталей, параллельные изгибы которых в сторону более значительных абсолютных высот фиксируют вытянутые отрицательные формы (линии, соединяющие «вершинки» изгибов, – их тальвеги), можно определить расположение балок на изучаемой территории. Теснинообразные растущие овраги легко читаются на карте по соединяющимся в вершине отвесным склонам (смыканиям обрывов). Выявив положение балок и оврагов, следует найти самые короткие и самые длинные овраги и балки и дать в описании их длину (соответственно от … до … м, отдельно для оврагов и балок). Аналогичным образом нужно найти на топографической карте самые узкие и самые широкие (по бровкам) овраги и балки (ориентируясь на их среднее течение) и указать минимальную и максимальную их ширину по бровкам для среднего течения (от … до … м, отдельно для оврагов и балок). Бровки балок читаются по более или менее заметному изменению густоты горизонталей (см. рис. 2); бровки оврагов – по резкому изменению густоты изогипс (для V-образных оврагов) либо по линиям обрывов (для теснинообразных оврагов, см. рис. 1).

В описании необходимо показать также глубину оврагов и балок (от … до … м, т. е. наименьшую и наибольшую для тех и других, обычно для среднего течения). Следует обратить внимание на то, что глубина МЭФ определяется по поперечному, а не по продольному профилю. Продольный профиль помогает определить не глубину формы, а падение МЭФ – превышение истока ее над устьем. Глубина же оврагов и балок – это разница абсолютных высот между бровкой и тальвегом. Эта величина легко определяется с помощью построенных поперечных профилей (см. ниже), а также по топографической карте. На ней глубина определяется как разница абсолютных высот между бровками формы и тальвегом (бровки фиксируются наивысшими горизонталями из тех, сгущение которых отражает склон МЭФ, для отвесных склонов оврага учитывается абсолютная высота бровки обрыва; тальвег – линия, соединяющая «вершинки» изгибов горизонталей в осевой части формы, см. рис. 1, 2).

Кроме параметров, в описании дается характеристика формы продольных и поперечных профилей МЭФ. Следует построить продольные (вид сбоку на форму) и поперечные (вид с фронта) профили оврага и балки: всего 7 профилей – по 1 продольному для оврага и балки, 3 поперечных для балки (в верхнем, среднем и нижнем течении) и 2 поперечных для оврага: в верхнем и в нижнем течении. Для этого по топографической карте выбираются типичный для территории овраг и типичная балка. Более полное представление о морфологии этих форм можно получить, если иметь для них не только вид сбоку и с фронта (продольный и поперечные профили), но и вид сверху, т. е. план этих МЭФ. С топографической карты необходимо сделать выкопировки выбранных оврага и балки на кальке (в масштабе карты, т. е 1:10 000). На выкопировке подписывается название и положение МЭФ (например: «Овраг на левобережье реки Спокойной в центральной части полигона»), указывается масштаб, ориентировка (стрелка С–Ю). На кальке обязательно должно быть показано положение линий выбранных продольного и поперечных профилей. Края каждого профиля должны быть зафиксированы на рисунке поперечными к основной линии черточками и обозначены соответствующими индексами (например, А–В, С–D, А1–А2, В1–В2, Iа–Iб, IIа–IIб и т. д., каждый профиль – своей парой индексов; см. рис. 1, 2).

Далее на миллиметровке выполняются сами профили по указанным на кальке линиям. Желательно, чтобы на поперечных профилях МЭФ слева был нарисован левый склон оврага (балки), справа – правый (напомним, что левый борт – слева, если встать лицом вниз по течению постоянного или временного водотока, создавшего форму). В противном случае следует подписать, где левый и где правый склон. И поперечные, и продольные профили строятся в масштабах: горизонтальный – соответствующий топографической карте (т. е. Мг 1:10 000, или в 1 см – 100 м), вертикальный – в 10 раз крупнее (Мв 1:1 000, или в 1см – 10 м). Это одна из особенностей геоморфологических профилей, отличающих их от геологических (на геологических профилях горизонтальный и вертикальный масштабы обычно одинаковы). На геоморфологических профилях формы рельефа выглядят более наглядно и, как ни странно, более похожими на реальные (обычно вертикальные параметры человек воспринимает завышенными, по сравнению с реальными). Для каждого профиля необходимо давать шкалу абсолютных высот, причем с обеих сторон профиля (подписать вертикальную ось: H абс., м и на оси – градации высот через 10 м; нижнее число должно быть несколько ниже наименьшей для профиля абсолютной высоты), а также горизонтальную ось (подписать ось: L, м и градации длин, принимая за «0» левую шкалу высот). Следует иметь в виду, что данная ось отражает не реальные расстояния между точками на местности, а заложения – проекции расстояний между ними на горизонтальную плоскость, т. е. расстояний между точками на карте (точками пересечения линии профиля и горизонталей на карте).

Таким образом, горизонтальная ось – это шкала заложений. Длина профиля по шкале заложений должна точно соответствовать длине профиля на кальке-выкопировке, поскольку на карте и профиле горизонтальный масштаб одинаковый. Как и на кальке, на профиле его края фиксируются черточками (на профиле – вертикальными) и индексируются теми же индексами, что и на карте (А1–А2 и т. д.). Линию профиля (и поперечного, и продольного) нужно начинать (а поперечные – и заканчивать) не на бровке формы, а на некотором от нее расстоянии, в пределах уже той поверхности, которую данная МЭФ прорезает, иначе профиль не будет давать полного представления о размерах МЭФ (см. рис. 1, 2). Продольный профиль заканчивается в устье МЭФ или чуть ниже (например, в пределах поймы, если днище МЭФ к ней привязано). Допустимо нанесение всех трех поперечных профилей балки на одном рисунке, с одной шкалой высот (и шкалой заложений). Это касается и обоих поперечных профилей оврага (конечно, на другом рисунке и, соответственно, с другой подписью к нему; см. рис. 1). Каждый рисунок на миллиметровке подписывается (например: «Поперечные профили балки на левобережье р. Глубокой в восточной части полигона»), приводятся вертикальный и горизонтальный масштабы. Полученные рисунки позволяют дать характеристику формы поперечных и продольных профилей. У балок преобладает U-образная или корытообразная форма, у оврагов – V-образная или теснинообразная (при отвесных склонах). Форма продольного профиля МЭФ может быть прямой, вогнутой, выпуклой или более сложной – выпукло-вогнутой, вогнуто-выпуклой, волнистой, ступенчатой и т. п. Соответственно, в описании нужно дать характеристику формы поперечных и продольных профилей типичных балки и оврага, исходя из полученных рисунков. Следует отметить, что форма продольного профиля МЭФ дает возможность судить о стадии развития МЭФ, дать прогноз ее развития, а в ряде случаев – получить представление о породах, прорезаемых МЭФ (выпуклый профиль оврага свидетельствует о его высокой эрозионной активности, вогнутый профиль МЭФ свойствен выработанным, мало активным формам; ступени в продольном профиле могут фиксировать выходы более стойких пород).

Если на территории описываемого полигона есть ложбины, приводится их краткая характеристика. Ложбины – эрозионные формы (преимущественно междуречные МЭФ) с корытообразным поперечным профилем, пологими склонами и нечеткими бровками, с шириной, многократно превышающей глубину. Если таковые читаются на топографической карте, указать, в какой части полигона расположены эти формы. Рисунки профилей ложбин и их морфометрические характеристики приводить необязательно.

В разделе 5 приводится также краткое описание расположенных на полигоне малых замкнутых или полузамкнутых водных объектов – озёр, прудов, болот. Необходимо указать их наличие (или отсутствие) и расположение: находятся ли они на междуречье или в днище долины, на левобережье или правобережье главной реки, в какой части полигона – в северной, восточной, центральной и т. д. Желательно также отметить, к каким формам рельефа они приурочены (например: «болота располагаются преимущественно в замкнутых понижениях на междуречьях, в старицах и днищах балок и ложбин; озёра – в старицах на пойме и НПТ»). Нужно охарактеризовать их форму в плане (округлая, вытянутая и т. д.) и плановые параметры, а также глубину (если нет фактических сведений – предположительно).

 

6. Склоны

Дается характеристика склонов, распространенных на территории. Напомним, что склонами называются поверхности с наклоном к горизонту более 2º. Морфологически склоны подразделяются по форме профиля (прямые, вогнутые, выпуклые и более сложные: выпукло-вогнутые, вогнуто-выпуклые, волнистые, ступенчатые и др.), по длине (до 50 м – короткие, от 50 до 500 м – средние, более 500 м – длинные), по крутизне (очень пологие – до 4°, пологие – 4–8º, средней крутизны – 8–15°, крутые – от 15 до 35°, очень крутые – более 35°, отвесные – 90°, нависающие – более 90°). Для описания используются составленные поперечные профили эрозионных форм (долины реки, балки и оврага). На них отражена форма 12 склонов эрозионных форм (два склона долины на большом профиле через нее, три пары склонов балки и две пары склонов оврага на «малых» профилях); на «большом» профиле через территорию полигона отражены также и относительно пологие склоны междуречий. В описании (с учетом формы профилей склонов на рисунках) следует указать, какая форма профиля характерна для склонов эрозионных форм (например: «в пределах эрозионных форм преобладает вогнутая и выпукло-вогнутая форма профилей склонов»), а также указать, какая форма профиля склонов встречается реже (в частности, для относительно редких обрывистых склонов характерна прямая форма профиля). Далее следует дать характеристику длины и крутизны склонов эрозионных форм (преобладающие величины и размах от … до … м). Нужно иметь в виду, что и длину, и крутизну склонов (кроме отвесных) невозможно дать точно, основываясь на измерении этих показателей по составленным профилям, поскольку на них горизонтальный и вертикальный масштабы различаются в 10 раз. Поэтому крутизну склонов следует определять по топографической карте, используя шкалу заложений в зарамочном оформлении карты (на этой шкале дается крутизна склонов при разных кратчайших расстояниях между соседними горизонталями), выбрав для этого типичные для полигона склоны, отдельно для речных долин, балок и оврагов (в оврагах с отвесными склонами крутизна склонов составляет 90°). Длину склонов можно оценить по топографической карте приблизительно, т. к. заложение меньше реальной длины склонов, но для пологих склонов (которые преобладают обычно на равнинах) эта разница относительно невелика. Для обрывистых склонов оврагов и речной долины высота склонов (обрывов) равна их длине.

Таким же образом следует дать описание формы профилей склонов в пределах междуречий, характерные величины длины и крутизны этих склонов.

8. Выявление элементов речной долины по профилю.

Элементы морфологии долины В процессе эволюции реки складываются основные элементы строения речной долины. Кратко охарактеризуем каждый из них. Русло – участок долины, по которому осуществляется основной сток воды. Оно занято рекой в межпаводковые сезоны. Устойчивые элементы русла – это дно и берега. Пойма – более приподнятый участок долины, заливаемый во время паводка. Иногда пойму называют луговой террасой реки. В пределах ее располагается прирусловой, или намывной вал, образованный песчаными и илистыми отложениями. Террасы – это расположенные ступенчато бывшие поймы, заливавшиеся водой на предыдущих этапах развития долины, когда река еще в меньшей степени врезалась в поверхность. Террасы могут быть открытыми или погребенными последующим отложением осадков. Коренные берега – граничные края долины. Их уровень превышает верхнюю, самую раннюю речную террасу. Русло и пойму относят к ложу, или дну долины, а террасы вместе с коренными берегами – к ее склонам. Профили речных долин В зависимости от среза, под которым рассматривается данная форма земного рельефа, выделяют особенности строения продольных и поперечных профилей речных долин. Продольный профиль – это срез долины, проведенный вдоль ее протяжения по линии, именуемой тальвегом, соединяющей самые низкие точки ложа, то есть по наибольшей глубине. Продольный профиль отражает такие параметры речной долины, как падение – разницу высот на том или ином участке и по всей длине – и уклон, понимаемый как отношение падения к длине рассматриваемого участка. Поперечный профиль представляет собой сечение долины в плоскости, перпендикулярной ее направлению. Это важный показатель морфологического типа долины реки. Типы профилей долин по продольному сечению В строении продольных профилей речных долин различают несколько типов в зависимости от того, как распределяются уклоны по протяжению долины: Прямолинейный профиль формируется, когда река по всей длине имеет уклон, близкий к равномерному. Такое строение долины может встречаться преимущественно у малых рек. Ступенчатый профиль характеризуется различием уклонов на отдельных участках долины. Он присущ порожистым рекам, водным потокам, образующим водопады, плесы либо протекающим через проточные озера. Плавновогнутый профиль имеет общий вид неравномерно вогнутой кривой. Возле истока эта линия круче, с приближением к устью она становится все более пологой. Такой профиль дна складывается у зрелых рек, течение которых приурочено большей частью к равнинным, тектонически спокойным областям. Сбросовый, или выпуклый профиль, наблюдаемый довольно редко, обладает небольшим уклоном в верхнем течении реки и значительным – в низовьях долины. Наибольшая степень приближения к идеальному профилю равновесия свойственна плавновогнутой форме ложа долины, однако в реальности из-за совокупного действия множества факторов профиль всегда имеет элементы ступенчатого строения. Пример сложного профиля демонстрируют особенности строения речной долины Миссисипи – одной из величайших водных артерий в мире. Долина реки морфологически разделяется на Верхнюю и Нижнюю Миссисипи, различающиеся по строению. У первой наличествует ступенчатый профиль с множеством порогов и перекатов; вторая же – ярко выраженная равнинная долина, широкая и пологая. Из-за интенсивного заиливания река неоднократно меняла русло и место впадения в Мексиканский залив – этот феномен известен как «блуждание дельты». Сложные долины, как бы составленные из участков с разным строением и происхождением, присущи почти всем крупнейшим рекам: Амазонке, Нилу, Дунаю, Волге, Енисею и многим другим. Классификация долин по поперечным профилям По различным признакам таким, как ширина дна долины, крутизна склонов и характер их сопряжения с ложем, выделяют обычно следующие типы строения поперечных профилей речных долин: V-образная долина в разрезе имеет треугольную форму. Такой профиль еще называют невыработанным. Долины данного типа, как правило, молоды, в них происходит интенсивное углубление дна и разрушение склонов за счет процессов обвала, осыпей и т.п. Террас и выраженной поймы эти долины не имеют. Долина с профилем параболической формы. Днище ее достаточно скруглено, склоны длинные, но ступенчато-террасного строения не проявляют. Образование их связано с работой мощных водных потоков, создающих большое количество разного рода рыхлых отложений. Трапециевидная долина обладает хорошо развитыми террасами и мощными отложениями осадков. Наличие ступенчатой террасной структуры свидетельствует о сложной и долгой истории, на протяжении которой эпохи с преобладанием эрозии, расширявшей и углублявшей ложе долины, чередовались эпохами осадконакопления. Ширина долины может на порядок превосходить ширину русла реки. Долина в форме желоба отличается от предыдущего типа еще большей шириной и пологостью склонов. В истории таких долин превалировали эпохи аккумуляции осадочных отложений. Планиморфный тип долины с нечеткими границами, большим числом проток и рукавов характерен для крупных, очень старых рек. Геология и строение речных долин Тектоника местности играет весьма существенную роль в формировании особенностей речной долины. Наличие таких структур, как сбросы или разломы, способствуют ее образованию, а зоны дробления, встречаемые водным потоком на его пути, ускоряют эрозионный процесс. Характер тектонических складок и их ориентация относительно оси долины влияют на симметрию ее поперечного профиля. Так, долины, образовавшиеся по разломам, часто асимметричны, а проходящие по антиклинальной или синклинальной складке – напротив, обладают симметрией. Строение долины зависит и от состава слагающих ее ложе горных пород, так как породы различных типов поддаются эрозии в разной степени. Податливые глинистые породы облегчают размыв, углубление дна и подмыв берегов. Если же поток наталкивается на скальные выходы устойчивых пород, в продольном профиле долины формируются пороги. Практическое значение вопроса Знание строения долины необходимо при проектировании гидротехнических сооружений, например, при расчете прочностных характеристик плотин и мощности гидроэлектростанций. Не менее важно оно и при строительстве мостов, дорог, и при застройке территорий, прилегающих к рекам. Изучение морфологии долин имеет значение и для правильной оценки устойчивости к водной эрозии земельных угодий в пределах речных долин. Древние, погребенные речные долины исследуются на предмет строения при разведке подземных вод и россыпных месторождений полезных ископаемых. Установление стратиграфии четвертичных отложений, проведение палеогеографических реконструкций и многие другие научные вопросы, в свою очередь, не могут обойтись без учета строения речных долин. Он, как нетрудно убедиться, требуется при решении самого широкого круга академических и прикладных задач.

9. Расчет уклона реки по топографической карте.

Определите падение реки. Этот вспомогательный показатель рассчитывается как разница абсолютных высот местности, где расположены исток и устье реки. Например, река Ангара вытекает из озера Байкал, абсолютная высота в этом месте составляет 456 метров над уровнем моря. Впадает Ангара в Енисей в точке, где высота равна 76 метров над уровнем моря. Таким образом, падение реки составляет 456-76=380 метров. Помните, что при расчете этого показателя для рек, впадающих в моря и океаны, за абсолютную высоту устья следует брать 0.

Выясните протяженность русла реки, то есть ее длину. Эту информацию можно найти в статистических справочниках и энциклопедиях. Например, длина реки Ангары составляет 1779 километров. Как правило, в условиях задач по географии для восьмого класса на расчет уклона реки дана информация о длине русла, а падение нужно определить самостоятельно.

Рассчитайте уклон реки по формуле:

Уклон=Падение реки/Длина реки.

Для этого выразите и показатель падения реки, и ее длину в одних единицах измерения, например, в километрах или, наоборот, в метрах. Перевод в одни единицы измерения позволит рассчитать уклон реки в процентах или промилле. В случае с рекой Ангарой вы получите следующее значение уклона реки:

Уклон реки Ангара=0,38 км/1779 км=0,0002136 или 0,02136% или 2,136 ‰.

Интерпретируйте полученное значение уклона реки и проверьте себя. Уклон в 2,136 ‰ означает, что на участке длиной в 1 километр высота местности, по которой протекает река, меняется на 21,36 сантиметров. Если вы получили чересчур большое значение уклона равнинной реки, значит, в расчеты закралась ошибка.

Помните, что средний уклон реки, то есть коэффициент, рассчитанный для всей протяженности русла, неинформативен. Лучше рассчитывать этот показатель для более коротких участков реки.

10. Выявление особенностей ведения хозяйственной деятельности, обусловленных спецификой рельефа территории.

Из сказанного выше следует вывод, обозначенный в названии данной главы: рельеф, независимо от иерархии форм, перераспределяя тепло и влагу, вещество и энергию, играет ключевую роль в дифференциации ПТК различного таксономического ранга. Поэтому границы ПТК в подавляющем большинстве случаев являются границами геоморфологическими (при этом, конечно, следует учитывать литологию пород).

Влияя на дифференциацию ПТК, структуру ландшафта, рельеф, тем самым, оказывает влияние на хозяйственную деятельность. В дополнение к сказанному выше приведем пример этого влияния, сравнив рельеф, изображенный на топокартах и аэрофотоснимках в приложениях 1 и 20.

На топокарте приложения 1 изображен рельеф плоской морской аккумулятивной равнины (перекрытой лёссовидными суглинками), практически не затронутой эрозионно-денудационными процессами.
На топокарте приложения 20 изображен рельеф холмисто-западинной моренной равнины, в строении которой участвуют различные породы: моренные суглинки, флювиогляциальные пески, озерно-болотные отложения.

При сравнении этих карт видно: на одной поля занимают большие площади, имеют правильную геометрическую форму или близкую к ней, находятся в одинаковых условиях тепло-влагообеспеченности. Обработка таких полей удобна: закончив работу на одном поле, техника перемещается на соседнее, расположенное рядом, и так далее.

Иная картина складывается на территории, изображенной на карте приложения 20. Поля здесь небольшие по площади, разобщены, имеют сложные очертания, в зависимости от литологии и экспозиции характеризуются разной тепло-влагообеспеченностью. Все это усложняет ведение хозяйственной деятельности, требует больших затрат, а в некоторых случаях и специальной техники, например, для обработки завалуненных почв. Себестоимость одноименной продукции хозяйств, расположенных на этих территориях, будет различной, а следовательно, и доходы хозяйств (при прочих равных условиях) будут разные.

Рельеф оказывает влияние и на социальную структуру жизни общества. Это сказывается, например, на характере сельских поселений. Так, в условиях эрозионно-денудационного рельефа Среднерусской возвышенности села обычно располагаются вдоль речных долин или крупных балок (с водотоком), протягиваются на сотни метров (иногда и на первые километры). Села насчитывают сотни и тысячи жителей. Обрабатываемые сельскохозяйственные земли располагаются на плоских междуречьях.

В условиях холмисто-западинного моренного рельефа сельские поселения располагаются чаще всего на вершинных поверхностях моренно-камовых образований, а сельхозугодья – на склонах этих образований. Размер моренно-камовых холмов определяет численность поселений, обычно насчитывающих от 5-7 до 10-15 домовладений, то есть в данном случае рельеф является первопричиной хуторской системы расселения
Рис. 199. Типы сельского расселения в различных природных зонах.

I – Мелкие поселения в южной части лесной зоны с холмисто-западинным моренным рельефом:
а – при выборочном земледельческом освоении территории (лес показан штриховкой);
б – при значительной распаханности бывшей лесной территории. Селения приурочены к малым рекам и моренным холмам вне заболоченных участков.

II – Крупные поселения в пределах лесостепной зоны с эрозионно-денудационным рельефом:
в – «ленты» селений вдоль малых рек;
г – приуроченность селений к овражно-балочной сети (по СЛ. Ковалеву, 1980)

11. Оценка площадей потенциального затопления территории (с учетом только гипсометрического строения).

При проведении экспертизы результатов инженерных изысканий для объектов капитального строительства экспертами-гидрометеорологами оцениваются, в том числе, достаточность и достоверность результатов инженерно-гидрометеорологических изысканий для определения вероятности затопления

проектируемых объектов. Оценка вероятности затопления - одна из главных задач при проведении инженерно-гидрометеорологических изысканий. О том, как следует ее проводить и какими нормами необходимо руководствоваться при выполнении этой работы, рассуждает эксперт Главгосэкспертизы России.

КАЛУГИНА КСЕНИЯ ВЛАДИСЛАВОВНАГлавный специалист отдела инженерных изысканий Управления строительных решений Главгосэкспертизы России

При проведении инженерно-гидрометеорологических изысканий обязательным к применению перечнем национальных стандартов и сводов правил (частей таких стандартов и сводов правил) является перечень, утвержденный Постановлением Правительства Российской Федерации от 26 декабря 2014 года №1521 «Об утверждении перечня национальных стандартов и сводов правил (частей таких стандартов и сводов правил), в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона от 30 декабря 2009 года №384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».

На добровольной основе применяются – при обосновании необходимости и указания применения в задании на проектирование или выполнения изысканий – национальные стандарты и своды правил (части таких стандартов и сводов правил), входящие в перечень, утвержденный приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 марта 2015 года №365 «Об утверждении перечня документов в области стандартизации, в результате применения которых на добровольной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона от 30 декабря 2009 года №384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».

Основными нормативными документами, регламентирующими выполнение инженерно-гидрометеорологических изысканий, являются:

СП 47.13330.2012 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения» (актуализированная редакция СНиП 11-02-96»);

нормы, разработанные в развитии СП 47.13330.2012: СП 11-103-97 «Инженерно-гидрометеорологические изыскания для строительства» и нормы добровольного применения СП 33-101-2003 «Определение основных расчетных гидрологических характеристик» (письмо Минрегионразвития от 25 сентября 2009 года № 31531-ИП/08).

Как уже было отмечено, оценка вероятности затопления проектируемых, строящихся или реконструируемых объектов является одной из главных задач при проведении инженерно-гидрометеорологических изысканий. Для решения этой задачи необходимо оценить соотношение высотных отметок территории проектируемого строительства и максимальных уровней воды в ближайших или пересекаемых водотоках (водоемах). Первоначально производится оценка принципиальной возможности затопления, критерием которой является соотношение высотных отметок площадки (трассы), либо находящегося на ней сооружения с ориентировочными отметками максимальных уровней воды в водных объектах. При очевидном превышении высотных отметок площадки (трассы) над уровнями воды с учетом их возможной амплитуды, выполнение изысканий, включающих в себя определение наивысших уровней воды расчетной обеспеченности, не требуется.

Расчеты максимальных уровней воды выполняются в соответствии с рекомендациями СП-33-101-2003 «Определение основных расчетных гидрологических характеристик» при наличии, недостаточности либо отсутствии наблюдений в исследуемом створе. Этот технический регламент является приоритетным при выполнении гидрологических расчетов.

Используются также рекомендации производственно-отраслевых нормативно-методических документов. Для объектов, расположенных в сложных гидрологических условиях, в ряде случаев – например для устьевых участков, подверженных морскому влиянию и т. п., – необходимо научно-техническое сопровождение – математическое моделирование гидрологических процессов, осуществляемое организацией, имеющей в своем составе научных работников данного направления, обладающих опытом математического моделирования исследуемых процессов. При этом в отчетных материалах должна быть представлена копия свидетельства о государственной регистрации используемого для моделирования программного комплекса.

Определение расчетных гидрологических характеристик должно основываться на данных гидрометеорологических наблюдений, опубликованных в официальных документах Росгидромета, и неопубликованных данных последних лет наблюдений (для актуализации исходной информации).

Расчетная обеспеченность (вероятность превышения) наивысших уровней воды устанавливается в зависимости от вида и класса (уровня ответственности) сооружения в соответствии с требованиями отраслевых нормативных документов, на основании которых проектируются рассматриваемые объекты (п. 4.34 СП 11-103-97 и СП 104.13330.2011 «Инженерная защита территории от затопления и подтопления»), и должна быть указана в Задании на выполнение инженерно-гидрометеорологических изысканий и Программе работ исполнителя (согласно указаниям пп. 7.4.2, 7.6.4 СП 47.13330.2012).

Например:

в соответствии с СП 35.13330.2011 «Мосты и трубы». Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84*, при расчетах отметок бровок земляного полотна при проектировании железных дорог в зависимости от категории дороги принимается расчетная обеспеченность 0,33–2%, при проектировании автомобильных дорог – 1–3%.

согласно п. 4.17 СП 18.13330.2011 «Генеральные планы промышленных предприятий» принимается 1% обеспеченность наивысшего уровня воды для объектов, имеющих народнохозяйственное и оборонное значение, для остальных объектов – 1 раз в 50 лет (2% обеспеченность), а для объектов со сроком эксплуатации до 10 лет – 1 раз в 10 лет (10% обеспеченность);

согласно п. 2.6 СП 104.13330.2011 «Инженерная защита территории от затопления и подтопления» вероятность превышения расчетного уровня воды для сооружений I класса, защищающих сельскохозяйственные территории площадью свыше 100 тыс. га, принимается равной 0,5%; для сооружений IV класса, защищающих территории оздоровительно-рекреационного и санитарно-защитного назначения, – 10%;

согласно п. 8.17 СП 121.13330.2012 «Аэродромы» при проектировании объектов на территории аэродромов расчетный уровень высокой воды при необходимости защиты аэродрома от затопления паводковыми водами следует принимать с вероятностью превышения 1% для аэродромов, предназначенных для эксплуатации воздушных судов II категории нормативной нагрузки и выше, и 2% – для остальных аэродромов;

согласно п. 13.6 СП 42.1330.2011 «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений» территории поселений, расположенных на прибрежных участках, должны быть защищены от затопления паводковыми водами, ветровым нагоном воды. Отметку бровки подсыпанной территории следует принимать не менее чем на 0,5 м выше расчетного горизонта высоких вод с учетом высоты волны при ветровом нагоне.

За расчетный горизонт высоких вод следует принимать отметку наивысшего уровня воды повторяемостью один раз в 100 лет – для территорий, застроенных или подлежащих застройке жилыми и общественными зданиями, один раз в 10 лет – для территорий парков и плоскостных спортивных сооружений и т.д.

При определении наивысших уровней воды учитываются подпорные явления, например, на устьевых участках водотоков, при заторах, в зоне влияния существующих сооружений – ГТС (гидротехнических сооружений), насыпей дорог, а также ветро-волновое воздействие.

Для объектов, проектируемых на прибрежных участках вблизи некапитальных плотин, необходимо учитывать возможность прорыва этих плотин.

При проведении изысканий для проектирования линейных сооружений (трасс автомобильных или железных дорог, трасс линий электропередачи и т. д.) следует уделять внимание выполнению гидрологических изысканий не только на участках пересечения трассами водных преград с постоянным или эпизодическим стоком, но и при прохождении трасс вдоль водотоков на участках прижима, где по результатам гидрологических изысканий и соответствующих расчетов определяется вероятность затопления трассы автомобильной или железной дороги в периоды наибольшей водности.

При оценке границ зоны затопления следует принимать наивысшие уровни воды того происхождения, при которых для заданного значения вероятности превышения они максимальны.

Наиболее часто встречаемые проблемы, с которыми сталкиваются эксперты при оценке результатов инженерно-гидрометеорологических изысканий в части определения зон затопления территории проектируемого строительства, следующие:

в задании на выполнение инженерно-гидрометеорологических изысканий, а часто и в программе работ не указана вероятность превышения (обеспеченность) расчетных наивысших уровней воды в ближайших (пересекаемых) водных объектах. Не приведен весь перечень проектируемых сооружений, графические материалы с указанием их расположения, в том числе относительно водных объектов, как пересекаемых, так и ближайших;

не учитывается возможность затопления (при наивысших уровнях воды редкой обеспеченности) не только пойм, но и других элементов речных долин;

нередко обоснованием отсутствия вероятности затопления служит только удаленность проектируемого водотока от водного объекта в межень;

не учитывается ветро-волновое воздействие;

не всегда учитывается регулирующее влияние существующих гидротехнических сооружений и насыпей дорог;

не всегда учитывается возможность прорыва вышерасположенных некапитальных плотин и его влияние на расположенные ниже по течению проектируемые объекты. При вероятности прорыва вышерасположенной плотины необходимо определить прорывной расход воды и соответствующий ему уровень воды в створе расположения проектируемого объекта;

не учитываются подпорные явления со стороны моря, водохранилищ, крупных рек;

не всегда предоставляются расчеты по аналогам максимального стока с кривыми обеспеченности, которые при их наличии в отчетных материалах нередко не соответствуют эмпирическому распределению в верхних частях кривых;

не всегда приводятся расчеты уровней воды, профили морфометрических створов, исходные данные, использованные для построения кривых зависимости расходов от уровней воды, в том числе принятый коэффициент шероховатости, уклон водной поверхности, скоростной коэффициент Шези и пр.;

нередко в качестве аргумента для оправдания отсутствия расчетных максимальных уровней приводится утверждение, что отметки площадки все равно будут увеличены насыпным грунтом. Следует учитывать, что оценка затопления выдается для естественных либо существующих (до реализации рассматриваемой экспертизой проектной документации) условий;

в качестве аргумента об отсутствии затопления приводится ссылка на то, что водоток является малым и временным, в то время как расчеты максимальных уровней должны производиться для любых водотоков при наличии русла (тальвега);

в составе графических приложений к техническому отчету часто отсутствует гидрографическая схема с геоподосновой, с нанесенными трассами, площадками и сооружениями, водными объектами, расчетными створами на них и нанесенными границами зоны затопления в периоды максимального стока расчетной обеспеченности.

Характеристики, представляемые в отчете по инженерно-гидрометеорологическим изысканиям, должны быть обоснованы расчетами либо документами или ссылками на соответствующие источники исходных данных. В случае если гидрометеорологические данные получены от специализированной организации (Управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (УГМС), Бассейновых управлений пути, эксплуатационных служб ГЭС и пр.), в составе текстовых приложений к отчету должны быть копии сопроводительных писем из организаций, представляющих данные.

Без корректного определения наивысших уровней воды расчетной вероятности превышения (согласно нормам проектирования) в ближайших к проектируемым объектам или пересекаемым ими водотоках и водоемах невозможен выбор оптимального варианта площадки (трассы) нового строительства, невозможна разработка мероприятий по инженерной защите территории проектируемого строительства/реконструкции с соблюдением требований безопасности проектируемых зданий и сооружений.

 

12. Анализ геоморфологической карты (содержание, условные знаки, способы изображения, классификация).

Наиболее выразительным средством обобщения материалов полевых геоморфологических исследований является геоморфологическая карта. Она дает возможность установить пространственные закономерности различных по генезису форм и типов рельефа, а при соответствующей проработке системы условных обозначений — и закономерностей его развития во времени, установить связи между рельефом и геологическим строением, рельефом и другими компонентами географического ландшафта. Итак, геоморфологическая карта — необходимый и важнейший результат геоморфологических исследований, квинтэссенция теоретического обобщения геоморфологических данных, основа для их практического использования.

Геоморфологические карты достаточно разнообразны по масштабу, содержанию и назначению.

По масштабу различают карты: крупномасштабные (крупнее 1:200 000), среднемасштабные (от 1 : 200 000 до 1 : 1 000000), мелкомасштабные и обзорные (меньше 1 : 1 000 000). Обзорные и мелкомасштабные карты обычно составляют камеральным путем, карты среднего и крупного масштаба — на основе полевой геоморфологической съемки.

По содержанию геоморфологические карты разделяют на частные и общие. Частные геоморфологические карты составляют на основе частных показателей, относящихся только к морфографии, морфометрии, происхождению, возрасту рельефа и т.д. Примером таких карт могут служить карты густоты горизонтального расчленения, карты общего показателя расчленения рельефа, карты крутизны земной поверхности и др.

Общие геоморфологические карты дают характеристику рельефа по совокупности частных показателей, из которых важнейшими являются морфография и морфометрия, генезис и возраст рельефа.

Содержание карт определяет их назначение. Частные геоморфологические карты предназначаются для решения частных задач: практических, научно-исследовательских и др. Так, карты густоты и глубины расчленения широко применяются при дорожных изысканиях; обе эти карты в совокупности с картой крутизны земной поверхности используются для нужд сельского хозяйства и др.

Общие геоморфологические карты удовлетворяют потребностям, предъявляемым к ним со стороны различных отраслей науки и народного хозяйства. На их основе могут проводиться любые геоморфологические работы, а также составляться карты более узкого назначения путем нанесения дополнительных показателей, выделения или исключения некоторых элементов их нагрузки.

Карты могут быть аналитическими, отображающими отдельные элементы рельефа, и синтетическими, отражающими явления как единое целое, например геоморфологические карты типов рельефа.

Учитывая универсальность и значимость общих геоморфологических карт, несколько подробнее остановимся на содержании и построении легенд таких карт. Отметим, однако, что до сих пор не существует единой общепринятой легенды геоморфологической карты (как это имеет место, например, для геологических карт) не только в международном масштабе, но и в масштабах одной страны. Даже в России, где геоморфологическое картографирование достигло большого развития, единая легенда для общих геоморфологических карт отсутствует.

Основываясь на опыте работ различных научно-исследовательских и производственных геологических и географических учреждений, можно высказать определенные суждения о принципах построения легенд общих геоморфологических карт.

Общая геоморфологическая карта должна содержать следующие основные характеристики рельефа: его морфографию и морфометрию, генезис и возраст. Для изображения этих характеристик могут быть применены методы качественного или цветного фона, изолинии, штриховка, значки и индексы. Как известно, наиболее выразительным и наглядным картографическим средством является фоновая закраска. Ее чаще всего и используют для показа одной из важнейших характеристик рельефа — генезиса. Таким образом, поверхности разного генезиса закрашиваются разным цветом: например, поверхности морского происхождения — синим, флювиального — зеленым, ледникового — фиолетовым и т.д.

Однако при выделении генезиса сразу же возникает определенная трудность. Как неоднократно указывалось, рельеф в целом формируется в результате взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов. Какой же группе рельефообразующих процессов следует отдать предпочтение при геоморфологическом картировании в съемочном масштабе? При решении этого вопроса следует руководствоваться правилом: карта должна содержать специальную нагрузку (в данном случае геоморфологическую), соответствующую масштабу топографической основы и масштабу проводимой геоморфологической съемки. Из изложенного выше материала следует, что эндогенные процессы проявляются, как правило, более или менее однородно на площадях, значительно больших, чем площади, где доминирует тот или иной экзогенный агент. Отсюда следует, что, по-видимому, на картах съемочного масштаба целесообразнее показывать экзогенезис рельефа. И лишь в некоторых случаях — при относительно резко выраженном превалировании тектонического фактора в образовании сравнительно небольших форм — показывать генезис рельефа, основываясь на принципе эндогенезиса. Таковыми могут быть поверхности отдельных разломов, четко выраженные в рельефе и слабо измененные экзогенными процессами, поверхности свежих вулканических и грязевулканических форм и т.п. При выделении каждой генетической группы поверхностей целесообразно подразделение их на аккумулятивные и выработанные.

Наилучшим из существующих способов морфографической и морфометрической характеристики рельефа является способ изображения его изолиниями. На топографических картах ими являются горизонтали. Хорошая топооснова несет такую огромную информацию о рельефе той или иной территории, что с ней не могут сравниться никакие, даже самые подробные и квалифицированные описания.

Морфографическая и морфометрическая характеристики рельефа кроме собственно морфографо-морфометрических данных несут в себе генетическую информацию, возможность суждения о соотношении деятельности эндогенных и экзогенных процессов, а также об интенсивности последних. В самом деле, работа каждого агента находит определенное воплощение в облике создаваемых им форм или комплексов форм рельефа. Выражением соотношения деятельности эндогенных и экзогенных процессов служат абсолютные высоты той или иной местности, густота и глубина ее расчленения. Все эти факторы в сочетании с углами наклона местности и составом слагающих ее осадков определяют как «набор», так и интенсивность современных экзогенных процессов. Формы рельефа, не выражающиеся в масштабе карты горизонталями, показывают при помощи внемасштабных условных знаков, каждый из которых своим рисунком характеризует ту или иную форму с чисто внешней стороны, а цвет знака — ее происхождение.

Очень важное значение имеет также изображение возраста рельефа на геоморфологической карте. Как известно, на геологических картах именно показу возраста пород отводится наиболее выразительное средство — фоновая закраска. На геоморфологической карте такой способ изображения приводит к значительному обеднению и потере наглядности карты. Поэтому возраст рельефа на геоморфологических картах изображается иными средствами: оттенками цветного фона (в пределах той или иной генетической группы), индексами (внутри определенного контура), штриховкой. Последнюю, однако, целесообразнее оставлять для показа геологических структур, играющих существенную роль в формировании рельефа той или иной территории: резко выраженных в рельефе брахиантиклиналей, соляных куполов, бронированных поверхностей и др. При составлении геоморфологических карт морей и океанов следует руководствоваться уже отмеченными выше общими принципами, хотя специфика содержания таких карт неизбежно оказывает влияние и на легенду, и на изобразительные средства, используемые при составлении таких карт.

Часто при крупномасштабных полевых исследованиях составляют специальные карты, характеризующие современные рельефообразующие процессы. Эти карты особенно важны при оценке природных условий той или иной территории, при решении многих прикладных задач.

Таковы самые общие принципы составления системы условных обозначений для геоморфологических карт съемочных масштабов. В любом случае система условных обозначений должна быть таковой, чтобы геоморфологическая карта давала наиболее полное представление о характере рельефа той или иной площади земной поверхности, истории его формирования, возрасте и тенденции развития.

 

---

Дата добавления: 2022-11-11; просмотров: 227; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!