6. Рельеф и его изображение на картах и планах

Совокупность неровностей земной поверхности называют рельефом. На топографических картах и планах рельеф изображают горизонталями.

Горизонталь – это линия, соединяющая точки земной поверхности с одинаковыми высотами [⁶]. Понятие о горизонтали можно получить, если представить себе местность, затопленную до заданной высоты непроточной водой. Береговая линия в этом случае и будет являться горизонталью. Изменяя уровень воды (высоту уровневой поверхности), получим горизонтали с различными высотами. Чтобы правильно читать рельеф необходимо знать его основные формы .

Рис. 17. Изображение форм рельефа на карте

На картах и планах высоты горизонталей изменяются через равные промежутки. Разность высот соседних горизонталей называют высотой сечения рельефа, а расстояние между горизонталями на плане – заложением.

Высоту сечения рельефа выбирают в зависимости от масштаба карты или плана и характера местности. Стандартные высоты сечения рельефа: 0,25; 0,5;1.0; 2.0; 2.5; 5.0; 10.0м. Горизонтали подписывают на планах и картах в разрывах основанием в сторону понижения ската местности. Кроме отметок горизонталей на картах подписывают отметки характерных точек рельефа (вершины горы, дна котловины и т. д.).

Основной характеристикой рельефа является крутизна ската. О ней можно судить по величине заложения. Заложение это расстояние между горизонталями на карте по заданной линии. Чем меньше заложение, тем круче скат и наоборот.

Для численной характеристики крутизны ската на местности используют угол наклона ν° или уклон ί . Уклоном линии местности называют отношение превышения к горизонтальному проложению .

Уклон выражают в процентах или в промилях, а угол наклона в градусах.

При чтении рельефа руководствуются следующими правилами:

1) берг-штрихи направлены в сторону понижения;

2) основания цифр, которыми подписаны горизонтали, располагаются в направлении понижения ската;

3) к водоемам и водотокам местность понижается;

4) в одну сторону от горизонтали местность повышается, а в другую понижается;

5) горизонтали перегибаются на водораздельных линиях хребтов и тальвегах лощин;

6) отметка точки на горизонтали равна отметке горизонтали;

7) отметки горизонталей всегда кратны высоте сечения рельефа.

Для определения отметки горизонтали находят ближайшую подписанную горизонталь. Отметка искомой будет равна (рис. 18):

(14)

где Н₀ – отметка подписанной горизонтали (145м);

n- число горизонталей между подписанной и искомой горизонталью

h₀- высота сечения рельефа.

В формуле знак (+) ставится в случае, если точка А находится выше по склону подписанной горизонтали, а (-) - если ниже. На рис. 18 требуется определить отметку утолщенной горизонтали при h₀=2,5м, n=2. Следовательно, отметка утолщенной горизонтали Н=145+2*2,5=150,0м.

Рис. 18. Определение высоты точки линейным интерполированием

Если определяемая точка находится между горизонталями, то сначала необходимо определить отметки горизонталей, между которыми они находятся (на рис. 18 отметки горизонталей 150м и 152,5м), а затем, превышение между горизонталью и определяемой точкой линейным интерполированием

(15),

где h₁ - превышение между младшей горизонталью с отметкой Н₀ и точкой С;

в - заложение измеренное в мм на карте

a - расстояние от наименьшей горизонтали до точки С измеренное в мм.

Тогда отметка искомой точки будет равна:

(16)

Если определяемая точка лежит между горизонталями с одинаковыми отметками: перевал седловины, вершины горы или дно котловины, то отметка в этих случаях принимается равной отметке ближайшей горизонтали плюс (минус) половина высоты сечения рельефа.

Задача 6.1. Построить масштабы заложений для значений ν° и ί, приведенных в таблице №12.

Графики масштабов заложений показывают зависимость между крутизной ската и величиной заложения при данной высоте сечения. Так как крутизна ската может быть выражена в градусной мере или процентах, то в соответствии с этими имеется два вида графиков, - для углов наклона и уклонов.

Если крутизна ската выражена в градусной мере, то величину заложения a вычисляют по формуле:

(17)

а для крутизны ската, выраженной в процентах:

(18)

где h₀ - высота сечения рельефа на карте, выданной для выполнения работы .

Для построения графиков необходимо вычислить заложения a при ν и i,

приведенных в таблице 11.

Таблица 11. Исходные данные для построения графиков заложений

Углы наклона, ν (°)	0,5°	1°	2°	3°	4°	5°	7°	10°	20°
Заложения, а(м)
Уклоны, i (%)	1	2	3	4	5	6	8	10	30
Заложения, а(м)

П ри построении графиков обычно по горизонтальной линии откладывают равные отрезки произвольной длины, в концах которых восстанавливают перпендикуляры, и откладывают на них в масштабе своей карты соответствующее значение из табл.11. Концы перпендикуляров соединяют плавной линией (рис.19).

Рис. 19. Графики заложений

Задача 6.2. Определить крутизну ската по линии ВС, пользуясь построенными в предыдущей задаче графиками заложений.

Принцип измерения показан на рис. 20. Результаты измерения записать в табл.12.

Рис. 20. Принцип измерения угла наклона

Таблица 12. Крутизна ската по линии АВ

Н0 , м	152,5	150,0		150,0		152,5		152,5
Угол наклона, ν°	-		2.5		0.0		2.0		-
Уклон, i %	-		4.4		0.0		3.4		-

Задача 6.3. Построить продольный профиль и вычислить уклон линии на карте, заданной преподавателем.

Профиль – это вертикальный разрез местности по заданной линии.

Линия АВ, по которой построен профиль называется профильной, а линия соединяющая точки А и В – воздушной линией. Данная задача встречается при камеральном трассировании линейных сооружений, например автомобильных дорог.

Построение профиля осуществляется следующим образом: На миллиметровой бумаге проводят прямую линию, являющуюся основанием профиля, на нее переносят с карты точки пересечения профильной линии с горизонталями, водоразделами, тальвегами, седловинами и вершинами, выписывая в соответствующую графу (рис. 21) их отметки. В полученных точках восстанавливают перпендикуляры и откладывают на них высоты в вертикальном масштабе, который принимают в 10 раз крупнее горизонтального (например масштаб карты 1:10000. Горизонтальный масштаб 1:10000, вертикальный М1:1000 ). Выбирают условный горизонт – это высота относительно которой будут откладываться все остальные высоты в вертикальном масштабе. Его выбирают таким образом, чтобы точка профиля с наименьшей отметкой располагалась на 2-3 см выше основания профиля. Расчерчивают сбоку шкалу с шагом 1 см, оцифровывают ее в соответствии с условным горизонтом и вертикальным масштабом (для масштаба 1:1000 1см=10м, для масштаба 1:2500 1см=25 м). Соединив концы п ерпендикуляров, получают профиль.

Рис. 21. Построение продольного профиля по линии ВС

Уклон воздушной линии ВС можно получить по формуле:

(19)

где d_вс - горизонтальное проложение линии АВ, выраженное в метрах.

В графу «план трассы» переносят с карты ситуацию, имеющуюся в обе стороны от оси трассы на расстоянии 1 см. Линии, соединяющие точки А и В на плане, на профиле, в графе уклонов, проводят красным цветом. План вычерчивают цветом, соответствующим его изображению на карте согласно книге условных топографических знаков.

Вопросы для самоконтроля

1. Что называется высотой точки?

2. Что такое горизонталь?

3. Какие формы рельефа вы знаете?

4. Как изображаются основные формы рельефа горизонталями?

5. Как вычисляется уклон (угол наклона линии)?

6. Для чего строятся графики заложений?

7. Как с помощью графиков заложений определить крутизну ската?

8. Как определить высоту точки?

9. Что такое заложение?

10. Что такое высота сечения?