ТЕМА 5. РЕШЕНИЕ ТОПОГРАФИЧЕСКИХ ЗАДАЧ С ПОМОЩЬЮ ГОРИЗОНТАЛЕЙ

Абсолютная высота точки (Н) на физической поверхности Земли - это расстояние вдоль отвесной линии между этой точкой и ее проекцией на отсчетную уровенную поверхность.

Уровенная поверхность - это криволинейная поверхность, соотносимая с формой Земли. Каждая точка гравитационного поля планеты принадлежит какой-либо уровенной поверхности, т.е. существует множество уровенных поверхностей. Они не параллельны, сходятся вблизи полюсов и расходятся по мере приближения к экватору. Также существуют локальные искривления уровенных поверхностей, вызванные неравномерным распределением внутриземных масс.

Главная уровенная поверхность - геоид - поверхность, совпадающая с положением поверхности Мирового океана в спокойном состоянии без учета влияния приливов и мысленно продолжающаяся под поверхностью материков. Расстояние, отсчитанное от геоида вдоль отвесной линии, называется ортометрической высотой.

Если в качестве уровенной поверхности выступает земной эллипсоид, то расстояние вдоль нормали от его поверхности до заданной точки на физической поверхности Земли или в околоземном пространстве называется геодезической высотой.

Для топографического картографирования высоту точек на поверхности Земли определяют относительно квазигеоида - уровенной поверхности, совпадающей с геоидом на уровне моря и расходящейся в пределах суши. Для картографирования территории может быть выбран один или несколько квазигеоидов в целях минимизации отклонений от геоида. Расстояние, отсчитанное от поверхности квазигеоида вдоль отвесной линии до точки земной поверхности, называется нормальной высотой.

Таким образом, выделяют 3 системы высот; ортометрическую, геодезическую и нормальную.

В России действует Балтийская система нормальных высот. Поверхность квазигеоида проходит через «Кронштадтский футшток» - метку, установленную на водомерном посту г. Кронштадта по среднему многолетнему уровню Балтийского моря за период 1825-1840 гг.

Разность высот точек в одной системе высот называется превышением (h). Превышение может быть как положительным, так и отрицательным.

Рельеф - это совокупность неровностей земной поверхности. Основной способ показа элементов рельефа на топографических картах - горизонтали (линии равных высот).

Рис. 31. Высота сечения рельефа (hc)

Горизонтали образуются в результате сечения поверхности параллельными плоскостями, ортогональным проецированием пересечений на плоскость и соединением точек проекций. Отображаются горизонтали линиями коричневого (для суши) и синего (для шельфа и ледников) цвета. Расстояние между соседними секущими плоскостями называется высотой сечения рельефа (h). Высота сечения рельефа зависит от масштаба топографической карты и особенностей рельефа картографируемой территории.

Нормальное сечение рельефа рассчитывают по формуле = 0,2*М (мм), где М ­ знаменатель масштаба карты. Так, для карты масштаба 1:25 000, = 0,2*25 000=5 000 мм= 5 м. Такая высота сечении применяется для составления карт соответствующего масштаба на равнинные, пересеченные и предгорные территории. При картографировании плоскоравнинных территорий высота сечения должна быть уменьшена до 2,5 м, высокогорных - увеличена до 10 м.

В России высоты сечения рельефа для карт разных масштабов и разных типов рельефа регламентированы инструкциями по составлению топографических карт и планов. На топографической карте высота сечении рельефа всегда указана в виде фразы «Сплошные горизонтали проведены через ... метров». Горизонтали, полученные в результате сечения поверхности с таким шагом, называются основными и отображаются сплошными линиями. Каждую пятую горизонталь утолщают и подписывают в разрыве основанием цифры в сторону падения ската (рис.32).

Рис. 32. Виды горизонталей, подписи

При низкой плотности горизонталей на равнинных и плоских территориях проводят дополнительное сечение поверхности с шагом, равным половине основной высоты сечения. Полученные горизонтали отображают пунктирными линиями и называют дополнительными или полугоризонталями.

При отрисовке замкнутых форм рельефа для корректного отображения вершины или днища иногда проводят вспомогательные горизонтали с произвольным шагом, величина которого меньше основной высоты сечения, например, 1/3 или 2/3. Такие горизонтали нужны для более верного отображения формы рельефа.

Расстояние между соседними горизонталями в плане называется заложением.

По изображению горизонталей можно определять формы рельефа, судить о его качественных и количественных характеристиках.

Свойства горизонталей:

1. Горизонтали – замкнутые линии (могут выходить за рамку данного плана и замыкаться за его пределами).

2. Горизонтали не пересекаются. Исключение – нависающие (обратные) скаты.

3. Чем меньше заложение горизонталей d при одинаковом h_c,тем круче скат. Линия, образованная наименьшими d, соответствует направлению наибольшей крутизны.

Рельеф в общем случае разделяют на три вида:

1. равнинный – превышения до 30 м;

2. холмистый – превышения до 200 м;

3. горный – превышения более 200 м.

В каждом виде рельефа выделяют пять основных форм: возвышенность, котловину, хребет, лощину и седловину (рис.33).

1. Возвышенность (гора – высота более 200 м, холм – менее 200 м). Элементы данной формы рельефа: вершина, скаты, подошва.

2. Котловина – замкнутое углубление. Элементы – дно, скаты, бровка.

3. Хребет – вытянутая возвышенность. Элементы – скаты, гребень хребта. Линия, идущая по гребню, называется водоразделом.

4. Лощина – вытянутое углубление. Элементы – скаты, водосливная линия (тальвег, водоток); широкая лощина называется долиной, узкая – ущельем или оврагом.

5. Седловина (перевал) – пониженная часть местности между двумя соседними возвышенностями с расходящимися в противоположные стороны лощинами.

Рис. 33. Формы рельефа

Замкнутые в пределах карты горизонтали обозначают положительную (холм), или отрицательную (яма) форму рельефа, причем направления склонов показывается небольшими штрихами («бергштрихи»), направленными вниз по склону (рис.34 а).

Величина заложения определяет крутизну склона, а изменение заложения - его форму (прямой, вогнутый, выпуклый) (рис.34 б). Хорошо в рисунке горизонталей читаются долины рек и эрозионных форм.

Каждый тип рельефа характеризуется основными орографическими линиями, прежде всего это тальвеги и водоразделы. Тальвег - линия, соединяющая наиболее низкие точки долины и совпадающая с дном русла реки. Водораздел - линия (полоса), разделяющая поверхностный сток противоположных склонов.

Рис. 34. Замкнутые формы рельефа; форма склонов