Рельеф земной поверхности и его изображение. Формы рельефа. Изображение рельефа

горизонталями.

Изучение рельефа земной поверхности и способов его отображения на планах и картах имеет большое значение для решения широкого круга задач, связанных с проектированием, строительством и эксплуа­тацией инженерных сооружений и осуществлением различных земле­устроительных мероприятий, направленных на рациональное исполь­зование земель.

Наиболее совершенным методом изображения рельефа земной по­верхности является метод горизонталей, который является наглядным и дает однозначное пространственное представление о рельефе местности, позволяет быстро и просто получить количественные характеристики рельефа и решать на плане или карте ряд инженерно-технических задач.

Сущность изображения рельефа земной поверхности горизонталями

Горизонталью называется плавная линия на земной поверхности, соединяющая точки с равными высотами. Термин «горизонталь» иног­да заменяют термином «изогипса», что означает «линия одинаковых высот». Понятие о горизонтали можно получить, если представить, что участок физической поверхности Земли сечется рядом горизонталь­ных плоскостей Р_]г Рр Р₃, Р₄ и т. д. (рис. 19, а), расположенных по вер­тикали на одинаковом друг от друга расстоянии h. Спроектировав об­разованные в сечениях линии на горизонтальную плоскость О, получим ряд замкнутых кривых — горизонталей.

Расстояние h между соседними секущими плоскостями называется высотой сечения рельефа. Высота сечения рельефа на планах и картах устанавливается в зависимости от характера рельефа местности и масш­таба съемки. Чем меньше высота сечения рельефа h, тем подробнее изображается рельеф. По существующим инструкциям для топографи­ческих планов и карт различных масштабов приняты определенные сечения рельефа в зависимости от типа рельефа. Основные формы рельефа

В зависимости от характера рельефа местность делят на равнинную, холмистую и горную. Рельеф местности слагается из различных соче­таний форм земной поверхности, к основным из которых относятся холм, котловина, хребет, лощина и седловина

Холм, гора — выпуклая конусообразная форма рельефа, возвышаю­щаяся над окружающей местностью Наивысшая точка горы или холма называется вершиной. От вершины во все стороны идут скло­ны, или скаты; линия перехода скатов в окружающую равнину называет- а Холм б Котловина в Хребет

г Лощина д Овраг е Седловина

Гора отличается от холма размерами и крутизной скатов; при высоте над окружающей местностью до 200 м подобная форма рель­ефа с пологими скатами называется холмом, а более 200 м с крутыми ска­тами — горой. Горы и холмы изображаются замкнутыми горизонталя­ми с бергштрихами, направленными от вершины к подошве.

Котловина, или впадина, — противоположная горе (холму) форма рельефа, представляющая чашеобразное углубление земной поверхнос­ти (рис. 20, б). Самая низкая точка котловины называется дном. Боко­вая поверхность котловины состоит из скатов; линия их перехода в окружающую местность называется бровкой. Котловина, как и гора, изображается замкнутыми горизонталями, однако бергштрихи в этом случае направлены ко дну.

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

Лощина — вытянутое в одном направлении углубление земной по­верхности с постепенно понижающимся дном. Два ската лощины, сливаясь между собой в самой низкой ее части, образуют линию водотока (водослива), или тальвег. Разновидностями лощины являются: долина — широкая лощина с пологими скатами; овраг (в горной местности — ущелье) — узкая лощина с обрывистыми обна­женными скатами; балка — заросший травой и кустарником овраг с выположенными обрывами. Лощина изображается вогнутыми гори­зонталями, направленными вогнутостью в сторону понижения мест-ности; обрывистые склоны оврага изображаются специальными услов­ными знаками.

Седловина — пониженный участок местности, расположенный на хребте между соседними вершинами (рис. 20, е). От седловины берут начало две лощины, распространяющиеся в противоположных направ­лениях. В горной местности седловины служат путями сообщения между противоположными склонами хребта и называются перевалами. Седловина изображается горизонталями, обращенными выпуклостями навстречу друг к другу.

Вершина горы, дно котловины, самая низкая точка седловины и точки перегиба скатов называются характерными точками рельефа, а линии водораздела и водотока — характерными линиями рельефа.

Разновидностями основных форм рельефа являются: гребни — ост­рые части хребта по водоразделу; террасы — пологие площадки на кру­тых скатах. Терраса изображается системой выпуклых и вогнутых го­ризонталей со значительным промежутком между ними в одном месте.

Все формы рельефа образуются из сочетания наклонных поверхно­стей — скатов, которые подразделяются на ровные, выпуклые, вогнутые и смешанные.

Ровный скат Выпуклый скат Вогнутый скат Смешанный скат

Как видно из рис. 21, горизонтали, изображающие ровный скат, рас­полагаются на одинаковых расстояниях друг от друга. При выпуклом скате расстояния между горизонталями у подошвы меньше, чем у вер­шины. При вогнутом скате горизонтали у подошвы отстоят друг от друга на большем расстоянии, чем у вершин. Следовательно, по характеру горизонталей на топографической карте или плане можно установить форму скатов. Изображение рельефа на планах и картах

Для решения инженерных задач изображение рельефа должно обеспечивать: во-первых, быстрое определение с требуемой точностью высот точек местности, направления крутизны скатов и уклонов линий; во-вторых, наглядное отображение действительного ландшафта местности.

Рельеф местности на планах и картах изображают различными способами (штриховкой, пунктиром, цветной пластикой), но чаще всего с помощью горизонталей (изогипсов), числовых отметок и условных знаков.

Горизонталь на местности можно представить как след, образованный пересечением уровенной поверхности с физической поверхностью Земли. Например, если представить холм, окружённый неподвижной водой, то береговая линия воды и есть горизонталь (рис. 30). Лежащие на ней точки имеют одинаковую высоту.

Допустим, что высота уровня воды относительно уровенной поверхности 110 м (рис. 30). Предположим теперь, что уровень воды упал на 5 м и часть холма обнажилась. Кривая линия пересечения поверхностей воды и холма будет соответствовать горизонтали с высотой 105 м. Если последовательно снижать уровень воды по 5 м и проектировать кривые линии, образованные пересечением поверхности воды с земной поверхностью, на горизонтальную плоскость в уменьшенном виде, то получим изображение рельефа местности горизонталями на плоскости.

Таким образом кривая линия, соединяющая все точки местности с равными отметками, называется горизонталью. При решении ряда инженерных задач необходимо знать свойства горизонталей:

1. Все точки местности, лежащие на горизонтали, имеют равные отметки.

2. Горизонтали не могут пересекаться на плане, поскольку они лежат на разных высотах. Исключения возможны в горных районах, когда горизонталями изображают нависший утес.

3. Горизонтали являются непрерывными линиями. Горизонтали, прерванные у рамки плана, замыкаются за пределами плана.

4. Разность высот смежных горизонталей называется высотой сечения рельефа и обозначается буквой h.

Высота сечения рельефа в пределах плана или карты строго постоянна. Её выбор зависит от характера рельефа, масштаба и назначения карты или плана. Для определения высоты сечения рельефа иногда пользуются формулой

h = 0,2 мм · М,

где М – знаменатель масштаба.

Такая высота сечения рельефа называется нормальной.

5. Расстояние между соседними горизонталями на плане или карте называется заложением ската или склона. Заложение есть любое расстояние между соседними горизонталями (см. рис. 30), оно характеризует крутизну ската местности и обозначается d.

Вертикальный угол, образованный направлением ската с плоскостью горизонта и выраженный в угловой мере, называется углом наклона ската ν (рис. 31). Чем больше угол наклона, тем круче скат.

Другой характеристикой крутизны служит уклон i. Уклоном линии местности называют отношение превышения к горизонтальному проложению. Из формулы следует (рис. 31), что уклон безразмерная величина. Его выражают в сотых долях (%) или тысячных долях – промиллях (‰).

Если угол наклона ската до 45°, то он изображается горизонталями, если его крутизна более 45°, то рельеф обозначают специальными знаками. Например, обрыв показывается на планах и картах соответствующим условным знаком (рис. 32).

Для изображения рельефа горизонталями выполняют топографическую съемку участка местности. По результатам съемки определяют координаты (две плановые и высоту) для характерных точек рельефа и наносят их на план (рис. 33). В зависимости от характера рельефа, масштаба и назначения плана выбирают высоту сечения рельефа h.

Для инженерного проектирования обычно h = 1 м. Отметки горизонталей в этом случае будут кратны одному метру.

Положение горизонталей на плане или карте определяется с помощью интерполирования. На рис. 33 приведено построение горизонталей с отметками 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57 м. Горизонтали кратные 5 или 10 м проводят на чертеже утолщенными и подписывают. Подписи наносят таким образом, чтобы верх цифр указывал сторону повышения рельефа. На рис. 33 подписана горизонталь с отметкой 55 м.

Там, где заложения больше, наносят штриховые линии (полугоризонтали). Иногда, чтобы сделать чертеж более наглядным, горизонтали сопровождают небольшими черточками, которые ставятся перпендикулярно горизонталям, по направлению ската (в сторону стока воды). Эти черточки называются бергштрихи.

7 Изображение земной поверхности в цифровом виде.