Построение гипсометрического профиля*

На планово-картографическую основу наносятся две произвольные точки А и Б, так чтобы они соединяли две вершины водораздела. Через точки проведите прямую, которая является линией построения гипсомет рического профиля (рис. 17).

К топооснове вдоль линии АБ прикладывают полоску бумаги и на бумаге отмечают места пересечения горизонталей с линией АБ, одновременно подписывая значения их высот.

Определяют высоту сечения горизонталей карты. На стандартных картах она подписана рядом со шка­лой заложений и равна 0,02 масштаба карты.

По ближайшей горизонтали, высота которой имеет определенное значение (как правило, основные горизонтали) и определяют высоты остальных горизонталей с учетом их горизонтального сечения.

Если горизонталь, соседняя с подписанной горизонталью, лежит выше ее по склону, то ее высота больше высоты подписанной на величи­ну сечения, а если ниже - то меньше. Направление склона, в основном, определяется «на глаз» - водные объекты (особенно реки) располагаются, как правило, в самых низких местах. Самые высокие места отме­чаются черной точкой, рядом с которой подписывается конкретная вы­сотная отметка, а

* по Иванову Д.А., Тюлину В.А.

Рис. 17 Фрагмент топографической карты.

иногда и название горы или холма. Направление скло­на, возможно определить также по бергштрихам. Они всегда направле­ны вниз по склону.

Другой способ заключается в нахождении на одном склоне двух подписанных горизонталей и сравнения их высот - направ­ление снижения высоты указывает направление склона.

Рис. 18 Пример построения гипсометрического профиля по линии АБ.

В тетради чертят горизонтальную ось, прикладывают к ней полоску бумаги с отмеченными местами прохождения горизонталей и переносят их на ось вместе с надписями. Отмечают самые низкие и высокие отмет­ки местности. Строят вертикальную ось, отражающую весь разброс вы­сот. В местах пересечения местоположения конкретной горизонтали и значения ее высоты ставят точки, которые соединяют плавной линией (рис. 18).

Для более детального изображения гипсографического профиля рекомендуется увеличить горизонтальный масштаб в 2 раза.

На полученном графике (пример рис. 18) выделяют отрезками экспозиции с одинаковой крутизной. Полученные отрезки отражают составные части элементы рельефа выбранной линии АВ. В преде­лах элемента рельефа все горизонтали располагаются относительно равно­мерно. Границами элементов рельефа являются «бров­ки» рельефа - места изменения крутизны или экспозиции склонов.

Определение крутизну каждого элемента рельефа по шкале заложений

Для этого измеряют длину конкрет­ного элемента рельефа. Затем подсчитывают, сколько промежутков между горизонталями укладывается в его пределах. Длину элемента (в мм) де­лят на количество промежутков и, тем самым, определяют среднее рас­стояние между горизонталями по карте в пределах элемента рельефа.

Или расстояние между линиями рельефа измеряют с помощью измерителя откладывают его «раствор» на шкале заложений. В том мес­те, где отрезок, равный среднему расстоянию между горизонталями, точ­но поместится между этими линиями, на прямой линии считывают значе­ния крутизны склона (рис. 17).

Оценка площади элементов рельефа

Для этого измеряют длину (по горизонтальной линии) всего гипсометрического профиля (в см) Затем измеряют длину первого элемента. Частное от де­ления длины первого элемента на длину всего профиля, помноженное на 100, дает оценку площади первого элемента. Эта величина называется приблизительной оценкой потому, что предполагается, что длина элемента, в основном, пропорциональна его площади либо на карте, либо на местности. Таким образом, получают оценки площади всех элементов рельефа. Сумма оценок площадей не должна выходить за пределы 99-101 %%, если она выходит за эти пределы, то расчеты необходимо переделать, так как, по-видимому, либо измерения были слишком грубы, либо неправильно вы­полнено округление значений, либо из поля зрения «выпал» какой-нибудь элемент.

После проверки данные по оценке площадей, крутизне и экспози­ции склонов подписываются на профиль, как это показано на рисунке 18, а также в таблицу 2.

Таблица 2.

Характеристика склонов

Экспозиция	Крутизна, град	Площадь,%
Южная	1
	1-2	11,2+33,0
	2-3
	3-5	13,0
	5-7
	7-10
Северная	1
	1-2
	2-3	26,5
	3-5	4,2
	5-7
	7-10
Без учета экспозиции	1
	1-2	42,2
	2-3	26,5
	3-5	4,2+13,0
	5-7	12,5
	7-10

Вычисление показателя выравненности рельефа (ПВР)

Вычисление ПВР осуществляется по формуле:

ПВР = (S₁+ 0.98S₂ + 0.92S₃ + 0.73S₄ + 0.45S₅ + 0.2S₆)/S_x, где

S₁ - суммарная площадь элементов с уклонами до 1°;

S₂- суммарная площадь элементов с уклонами 1°-2°;

S₃-... с уклонами 2° - 3°;

S₄-... с уклонами 3° - 5°;

S₅-... с уклонами 5° - 7°; S₆-... с уклонами 7° -10°;

a S_x - площадь анализируемой топоосновы или S_x равна длине всего профиля АБ, а S₁…S₆ - соответственно длинам участков склонов данной

крутизны.

ПВР= (0+0,98*44,2+0,92*26,5=0,73*17,2+0,45*12,5+0)/100 = 0,86

ПВР может принимать значения от 0 до 1. Чем выше показатель ПВР, тем более выровнен рельеф местности.

Характера перераспределения тепла и влаги по элементам рельефа

Основным источником энергии в агроландшафтах является Солн­це. Солнечные лучи, падая на земную поверхность, не одинаково прогре­вают ее различные участки. Основным перераспределителем солнечного тепла является рельеф. В зависимости от экспозиции и крутизны склона меняется угол падения солнечных лучей, что приводит к неравномерному прогреву земной поверхности. Как правило, склоны, обращенные на юг и запад, прогреваются сильнее восточных и северных склонов. Увеличение угла поверхности южного склона с углом α на 1^о (α +1^о) получает столько энергии солнечного излучения, сколько участок ландшафта с углом α, расположенный на 100 км южнее.

Кроме солярной (солнечной) экспозиции, зависящей от ориентации склона по сторонам горизонта, определяют и ветровую экспозицию скло­нов. Различают наветренные (повернутые к ветру) и подветренные скло­ны. В Нечерноземной зоне южные и западные склоны, как правило явля­ются наветренными, а северные и восточные - подветренными. Хотя наветренные склоны получают больше влаги, чем подветренные, испа­рение с их поверхности также происходит интенсивнее.

Кармановым И.И. (1997) предложены эмпирические формулы рас­чета трансформации суммы эффективных температур за счет перерас­пределения рельефом потока солнечных лучей (инсоляции). Эта форму­ла учитывает характер перераспределения тепла только в дневное время, в то время как после захода солнца, распределение тепла подчи­няется механизму образования инверсий, который значительно сложнее рассчитать.

Расчет поправок к сумме температур >10° (Pt) на склонах различной крутизны и экспозиции проводится по формуле:

Р_t = (Σt_>10 *k * α ^0,7)/(75 - Ш),где

Σt_>10 - среднемноголетняя сумма температур больше 10° в плакорных

условиях (условия ровных возвышенностей)

α - крутизна склона в градусах,

Ш - широта местности в градусах;

k - коэффициент пропорциональности (определяется в соответствии с экспозицией склона .

Экспозиция склона	коэффициент пропорциональности k
южная	+ 0,40
северная	- 0,35
западная	+ 0,08
восточная	- 0,07

Расчет поправок к коэффициенту увлажнения (P_s) производится по формулам:

• для южных склонов P_s = [√К_{у *} (0,5 α + 2√ α)] /100;

• для северных склонов P_s = [√К_{у *} (1,3 α + 3,6 α ^0,7)] /100;

• для западных и восточных склонов P_s = [√К_{у *} (0,3 α + √ α)] /100; где

К_у - коэффициент увлажнения для плакорных условий;

α - крутизна склона в градусах.

Совокупное влияние солярной и ветровой экспозиций приводит к тому, что для склонов южной, восточной и западной экспозиции поправки всегда имеют отрицательное значение, а для северных склонов - поло­жительное.

Рассчитанные суммы температур и коэффициенты увлажнения за­несятся в таблицу 3.

Таблица 3.

Итоговая таблица

(пример по профилю рис. 18)

№ элемента рельефа	Экспозиция	Крутизна, град.	Сумма температур >10°	Коэффициент увлажения
I	Северо-восточная	2,2	1863,2	0,523
…
n

На гипсометрическом профиле откладываются дополнительные вертикальные оси для суммы температур и коэффициентов увлажнения. Строят графики их пространственного изменения (пример рис. 19). Проводят анализ графиков (отмечают места с максимальными и минимальными значениями параметрами, определяют преобладающие в пределах изучаемой территории значения, объясняют причины подоб­ного распределения характера увлажнения и прогрева территории).

Рис. 19. Распределение тепла и влаги в пределах профиля

Определение эрозионного потенциала рельефа

Для определения эрозионного потенциала рельефа (Р) используют промежуточные вычисления номограммы Каштанова А.Н., Заславского М.Н. (рис.20)

Уклон рельефа определяется по формуле:

У(%) = (А / Б) _* 100, где

У - уклон рельефа, %;

А - разность высот в пределах элемента, измеренная по профилю, м;

Б- длина склона в пределах элемента, м;

Длина склона определяется по формуле:

Б = Т _* М, где

Т - длина элемента, измеренная по карте (см);

М - масштаб карты (в данном случае масштаб карты А - 1см = 170 м, масштаб карты Б - 1 см = 278 м).

Параметры элементов рельефа записываются в таблицу 4. (пример по профилю рис. 17, 18).

таблица 4

Таблица эрозионного потенциала рельефа

№ элемента рельефа	А, м	Б, м	У, %	Р
I	38	680	6	2,4
…
n

Пример:

Для определения А находят самую верхнюю и самую нижнюю точки элемента рельефа. Определяют их разницу по высоте.

Для определения Б по карте находят длину (в см) конкретного эле­мента рельефа и умножают ее на масштаб карты (в данном случае 170).

Для определения У величину А делят на величину Б и частное ум­ножают на 100. Полученные числа округляют до целых значений.

Для определения Р величину Б откладывают на горизонтальной оси номограммы (рис. 20).

Рис. 20. Номограмма для определения эрозионного потенциала рельефа.

Из точки горизонтальной оси восстанавливают перпендикуляр до пересечения с косой линией со значением конкретного У(%). Из точки пересечения перпендикуляра и косой линии проводят го­ризонтальную прямую до левой шкалы, при пересечении с которой и на­ходят Р.