книги из ГПНТБ / Инженерное дешифрирование аэроснимков при изысканиях полевых аэродромов
..pdfзвание карстовых колодцев или шахт. Слепые долины представ ляют собой вытянутые замкнутые углубления, являющиеся водо сбором стекающих по склону атмосферных вод. Склоны слепых долин обычно асимметричны и изборождены каррами. Для карсто вых районов характерно исчезновение водных потоков на некото рых участках речных долин. Лесная растительность в условиях развития карста редкая и имеет на аэроснимках более светлый тон и пятнистый рисунок изображения по сравнению с участками, где карст отсутствует. В залесенных районах колебания древесного полога, состоящего из деревьев одинаковой высоты, помогают иногда дешифрировать карстовые воронки по аэроснимкам.
Для аэродромостроения особенно опасны участки, на которых
-продолжается' интенсивный процесс карстообразования. О возра сте карстовых образований можно косвенно судить по их форме и состоянию. Молодые карстовые воронки характеризуются четко выраженной конфигурацией в плане, крутыми скатами, плоским
дном, отсутствием воды в них и т. д. Для старых воронок свой ственны сглаженные края, наличие воды в них, а также наличие вертикально растущих деревьев на краях и дне воронки.
Суффозионные явления возникают вследствие растворения грунтовыми водами рыхлых отложений, имеющих значительную засоленность, главным образом лёсса. Просадочные явления свя заны с неравномерным уплотнением лёссовых пород. Эти явления широко развиты на территории лёссовых равнин степной и сухостепной зон. Для суффозионных и просадочных явлений так же характерны своеобразные формы рельефа, например степные блюдца, просадочные воронки и провалы, по которым они могут быть отдешифрированы на аэроснимках.
Степные блюдца представляют собой бессточные понижения круглой или овальной формы с очень пологими скатами диамет ром до 100 м и более и глубиной до 1—2 м, а иногда и больше. Они развиваются в пределах водораздельных и бессточныхучастков лёссовых равнин. Весной и осенью они бывают заполнены водой, а летом покрыты яркой водолюбивой травяной растительностью. На аэроснимках дешифрируются по местоположению, форме, тем ному тону изображения. Просадочные воронки образуются вдоль русел грунтовых потоков, где процессы оседания протекают осо бенно интенсивно. Эти воронки представляют собой круглые углуб ления с симметричными склонами, диаметром в несколько метров. Обычно они располагаются группами. Провалы представляют со бой округлые впадины значительной глубины, ограниченные вер тикальными стенками. Воронки и группы провалов, могут сливаться
иобразовывать овраги, хорошо выделяющиеся на аэроснимках.
Впрактике аэродромостроения некоторые сооружения могут располагаться на береговых склонах. В этих случаях необходим тщательный анализ оползневых явлений по аэроснимкам. Оползни
возникают вследствие смещения земляных масс по склону под воз
действием поверхностных и грунтовых вод.
О
109
На аэроснимках оползни дешифрируются по топографическому местоположению, наличию на склонах оползневых цирков в виде полукруглых углублений, обращенных выпуклостью в сторону ко ренного берега, вертикальным трещинам разрыва грунта на скло нах, бесформенной бугристой поверхности смещенных масс, нали чию наклонно расположенных стволов деревьев («пьяный» лес), а также участков, оголенных от леса, выходу грунтовых вод по склону в виде темных пятен и очень тонких извилистых линий и другим признакам (фиг. 32). В случае интенсивного развития оползневых явлений цирки отдельных оползней сливаются, а вся оползающая масса, образует оползневые террасы, выделяющиеся на аэроснимке по концентрическому полосчатому рисунку изобра жения.
На крайнем Севере крайне неблагоприятные условия для аэро дромного строительства создает вечная мерзлота. Для явлений вечной мерзлоты характерны своеобразные черты поверхности (по лигональные структуры, гидролакколиты, термокарст и др.), по которым они могут быть отдешифрированы на аэроснимках.
Полигональные поверхности, широко распространенные в се верных районах тундры, состоят из почти правильных (вогнутых или выпуклых) многоугольников значительного диаметра. Круп ные полигоны делятся на более мелкие. Такие формы, как правило, приуроченные к рыхлым породам, затвердевающим при промерза нии, хорошо опознаются на аэроснимках. Они являются одним из основных дешифровочных признаков мерзлотных явлений. Для об ластей вечной мерзлоты характерно также распространение «пя тен-медальонов», не имеющих растительности, диаметром 0,5—1 м, каменных многоугольников и других форм поверхности, образо ванных в результате промерзания и протаивания верхнего слоя почво-грунтов. Все эти образования хорошо дешифрируются на крупномасштабных аэроснимках по характерному сотовому ри сунку изображения. На повышенных более сухих участках тундро вых равнин развивается мелкобугристый микрорельеф, создающий на аэроснимке ячеистый рисунок. Для вечной мерзлоты характер ны и более крупные формы рельефа. Под давлением ледяных масс, залегающих в земле, образуются гидролакколиты, представ ляющие собой холмы различной высоты (от 2—3 до 40 м) с .при плюснутой вершиной и крутыми (до 40—45е), обычно асимметрич ными скатами. Располагаются они на плоских водоразделах или на низменных заболоченных пространствах. В условиях вечной мерзлоты имеют распространение торфяные бугры, представляю щие собой небольшие возвышения высотой 3—4 м, округлой, иног да вытянутой формы с крутыми скатами. Располагаются они груп пами на болотистых пространствах. Торфяные бугры хорошо про сматриваются под стереоскопом. Вечная мерзлота характеризуется также распространением термокарстовых форм рельефа, обычно заполненных-водой, в виде котловин различной формы с крутыми обрывистыми склонами. Эти формы образуются в результате вы
110
таивания крупных масс льда. Наличие термокарста свидетельств вует о преобладании глинистых и суглинистых почво-грунтов и о их высокой льдистости. В песчаных почво-грунтах термокарст, как правило, развит слабо. В районах вечной мерзлоты большое рас пространение имеют наледи. На склонах под влиянием оттаивания, верхнего слоя вечной мерзлоты развиваются солифлюкционные формы — грязевые потоки или оплывины. На аэроснимках они изо бражаются серыми или светло-серыми языкообразными пятнами,, не имеющими растительности. Все эти явления говорят о неустой чивости грунтов.
Опыт показывает, что для дешифрирования вечномерзлотных, образований весьма эффективно использование цветных (трехслой ных) и особенно спектрозональных аэроснимков. На последних с высокой степенью достоверности дешифрируются микрорельеф тундры, участки с кустарниковой, луговой, моховой и лишайнико вой растительностью, заболоченные площади.
По характеру микрорельефа и растительности в ряде случаев можно предположительно установить глубину залегания верхней поверхности вечной мерзлоты.
Так, например, на плоско-выпуклых участках кустарниковой и кочкарной лесотундры Европейского Севера, изображающихся на черно-белых аэроснимках ровным темно-серым тоном, верхняя поверхность вечной мерзлоты, особенно под моховым покровом,, обычно располагается на небольшой глубине (до 1 м) и сливается со слоем зимнего промерзания. На отрицательных формах рельефа с заметным уклоном, изображающихся более светлым тоном, веч ная мерзлота не сливается со слоем зимнего промерзания и распо лагается на глубине до 3—6 м. На участках, покрытых ивняко выми зарослями, расположенными в полосах стока, верхняя по верхность вечной мерзлоты залегает обычно глубже 6 м. Такие участки дешифрируются по ровному серому тону и мелкозернистой структуре изображения.
В других районах связь глубины залегания вечной мерзлоты с рельефом может носить иной характер. Например, в северо-во сточной части Азии вечная мерзлота в долинах развита сильнее,
.чем на возвышенностях. В северных районах лесной зоны Север ной Америки вечная мерзлота также сильнее развита в низинах, покрытых торфяным мхом, на плохо дренируемых, глинистых и суглинистых грунтах равнин, покрытых елью, на склонах возвы шенностей с небольшими уклонами и незначительной эрозионной сетью.
По породам леса можно также предположительно судить о глу бине залегания вечной мерзлоты. Например ель и лиственница
обычно |
указывают на близкое залегание вечной мерзлоты; пих |
та — на |
глубокое ее залегание; сосна и лиственные породы — на |
очень Глубокое залегание вечной мерзлоты или ее отсутствие.
111
§18. ДЕШИФРИРОВАНИЕ МЕСТОРОЖДЕНИИ, КАРЬЕРОВ
ИПРЕДПРИЯТИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
ВпрЬцессе дешифрирования местности по аэроснимкам в ра диусе 10—15 км от участка, намеченного под аэродром, должны быть определены месторождения местных строительных материа
лов, карьеры и предприятия промышленности стройматериалов. В качестве строительных материалов при сооружении аэродромов используются рыхлые отложения (песок, гравий, галечник, валу ны), сцементированные горные породы (осадочные—-известняк и песчаники, метаморфические — кварциты, гнейсы и др., извержен ные :—граниты, диориты, диабазы и др.), промышленные стройма териалы (кирпич, цемент, строительные блоки, пиломатериалы и т. п.).
При дешифрировании месторождений строительных материа лов необходимо использовать геологические и инженерно-геологи ческие карты, геологические описания, а также материалы местных геологических, проектно-изыскательских, дорожных й строитель ных организаций. В процессе работы следует широко использовать топографические карты масштабов 1:25000 — 1: 100000 с нанесен ными действующими карьерами и промышленными предприя тиями.
Наибольшее практическое значение для строительства полевых аэродро-мов имеют месторождения строительных материалов чет вертичных отложений, в частности моренные, флювиогляциальные и аллювиальные. Особенно велика их роль в тех районах, где ко ренные породы находятся на значительной глубине.
Дешифрирование этих месторождений по аэроснимкам начи нают с поисков их.в местах вероятного расположения (на участках с типичным холмистым моренным ландшафтом, п© берегам рек, оврагов, балок, в руслах рек и т. д..).
Основными поисковыми дешифровочными признаками место рождений ледниковых отложений являются общегеологические ц геоморфологические. Моренные месторождения, главным строи тельным материалом которых являются валуны и гравий, предпо ложительно дешифрируются по характерной форме моренных хол мов, друмлин, россыпям валунных полей на поверхности.'’В флювиогляциальных отложениях наиболее продуктивными месторож дениями являются озовые, сложенные главным образом сортиро ванными песками и гравием, и камовые, сложенные преимущест венно песками. Озовые месторождения наиболее благоприятны Для разработки гравия, причем иногда материал может быть добыт почти без вскрышных работ. Озовые и камовые месторождения де-_ шифрируются на аэроснимках по своеобразным формам рельефа. Аллювиальные месторождения песка, гравия, гальки предположи тельно дешифрируются но местоположению в долинах современ ных или древних рек, по морфологическим элементам речных до лин и распределению растительности в них. Аллювиальные место
112
рождения не всегда надежны в отношении запаса материалов нуж ного качества, так как имеют линзовидное залегание. Значитель ные месторождения песка и гравия можно ожидать при впадении притоков в реку, в местах крупных поворотов реки, на вогнутых сторонах речных извилин. Из других четвертичных отложений мо гут быть использованы в качестве строительных материалов при брежные озерные и морские береговые валы, состоящие из песков, гравия и гальки, а также дюнные и барханные пески (качество их невысокое)
Детальное изучение выявленных месторождений строительных материалов четвертичных отложений, цель которого — определить вид строительного материала, контуры и ориентировочные запасы месторождения, условия разработки и т. д., выполняется путем ли тологического анализа на основании признаков, изложенных в § 17. При этом особое внимание обращается на изучение естест венных обнажений.
Окончательное решение вопроса о наличии и пригодности ме сторождения для строительства аэродрома, особенно в случае от сутствия выхода отложений на поверхность, может быть принято лишь по материалам полевых работ.
В районах с незначительной мощностью четвертичных отложе ний, богатых выходами коренных пород на поверхность, в качестве ■строительных материалов используются сцементированные горные породы, как осадочные, так и метаморфические и изверженные. При дешифрировании месторождений коренных пород по аэро снимкам следует исходить из общей геологической характеристики изучаемого района. Месторождения скальных пород дешифри руются по выходам горных пород на поверхность на крутых скло нах возвышенностей и оврагов, резко выраженным формам релье фа, наличию россыпей валунных полей и другим признакам.
Признаком разрабатываемых месторождений строительных ма териалов является наличие карьеров стройматериалов.
Карьеры строительных материалов (фиг. 33) дешифрируются по следующим признакам:
—резко выраженному контуру карьерного поля на фоне окру- -жающей местности;
—ступенчатой конфигурации карьерной разработки, обычно
состоящей из нескольких уступов, неравномерно разработанных в глубину, высотой 10—15 м и шириной 12—50 м, ограниченных сбоку откосом, наклоненным к горизонту под углом 25--700 (в за висимости от свойств породы), а сверху — горизонтальной пло щадкой;
—штабелям и глыбам добытого материала;
—тону (цвету) изображения обнаженной породы, который за
висит от ее состава;
— расположению вблизи разработок технических и хозяйст венных сооружений;
8 Е. Д. Геликов’ и ар. |
11’3 |
—наличию подъездных путей (автогужевых или узкоколейных железных дорог), подходящих к карьеру, и внутрикарьерных рель совых дорог (с частыми поворотами с малыми радиусами закруг ления и тупиками), а также канатных подъемников и ленточных транспортеров;
—на крупномасштабных аэроснимках по скоплению специаль ных механизмов (бурильных станков, камнедробильных установок,
камнерезных машин, экскаваторов, бульдозеров и т. п.) и авто транспорта.
Вид строительного, материала, добываемого в карьере, опреде ляется на основании общей геологической характеристики участка по конфигурации и очертаниям стенок карьера и тону изображе ния. Карьеры сцементированных горных пород (каменоломни) ха рактеризуются почти отвесными стенками и более неравномерной выработкой материала. Вблизи крупных каменных карьеров мо гут располагаться стационарные дробильные заводы. Для опреде ления вида строительного материала, степени разработанности карьера в глубину целесообразно использовать стереоскоп. Дей ствующие карцеры дешифрируются по более резким очертаниям разработки, наличию развитой сети подъездных путей, механизмов и следов от машин.
При строительстве полевых аэродромов в качестве строитель ных материалов могут быть использованы полуфабрикаты и гото вая продукция кирпичных, цементных, лесопильных и других за водов, а также отходы промышленных предприятий (металлурги ческие и топливные шлаки, рудничные отвалы, отходы обогати тельных фабрик).
Основными дешифровочными признаками предприятий про мышленности стройматериалов являются карьеру соответствую щих строительных материалов, специфические производственные сооружения (для хранения сырья, его первичной обработки, хра нения полуфабрикатов,- получения конечной продукции, ее хране ния и т. д.) и подъездные пути.
Кирпичные заводы дешифрируются по следующим признакам:
—расположению вблизи карьера для добычи глины;
—наличию формовочного цеха прямоугольной формы разме ром 10 X 60 м, высотой 6—7 м, а при двух этажах 12—Г4 м ';
—характерной форме'двухскатных сушильных навесов в виде узких полос длиной до 100 м и более, расположенных параллель ными рядами;
—длинному и широкому зданию обжиговой печи высотой 3—4 м, со складами топлива и готовой продукции (в виде наве
сов) ; • . :— высокой дымовой трубе около обжиговой печи, имеющей на крупномасштабном аэроснимке вид светло-серого кольца с тем-
1 Формовочный цех может отсутствовать, если формование производится на
открытом воздухе или под сушильными навесами.
114
ным пятном посредине, и тени от нее в виде длинного усеченного конуса;
— подъездным путям (узкоколейным железным и многочислен ным грунтовым дорогам).
Цементные заводы дешифрируются на аэроснимках по следую щим признакам:
—расположению вблизи карьеров для добычи известняка и
глины;
—светло-серому тону территории завода, обычно покрытой це ментной пылью;
—характерной конфигурации и размещению отдельных цехов завода: сырьевого, состоящего из нескольких зданий и смеситель ных силосов в виде цилиндрических башен диаметром 8 м, высо той до 20 м, расположенных обычно в два ряда; обжигового, со стоящего из прямоугольного здания размерами примерно 35 X 80 л
иодной или нескольких высоких дымовых труб; угольного со скла дом угля; цементного, имеющего сложную форму здания разме рами примерно 50 X 80 лг; силосноупаковочного, состоящего из ба-
шен-силосов диаметром до 15 м, высотой до 30.л;
—наличию наклонных галерей и эстакад, соединяющих цеха завода;
—густой сети узкоколейных железных дорог на территории за вода и карьера.
Лесопильные заводы дешифрируются:
— по местоположению на берегу реки, канала, озера (сплав ные лесопильные зав'оды) или вблизи крупного массива строевого леса на шоссейной или железной дороге (автогужевые лесопиль ные заводы);
— по скоплению круглого материала в водоемах для хранения, складам бревен, сложенных рядами или штабелями, складам пило-- материалов в виде штабелей светло-серого тона высотой от 5 до
10м\
—по конфигурации и взаимному расположению отдельных цехов (лесопильного цеха прямоугольной формы, силовой станции
свысокой и тонкой металлической трубой, сортировочного навеса
идр.);
—по отваламопилок светло-серого тона;
—по подходящим железным, автогужевым, канатным дорогам
иречным путям.
Отходы промышленности, используемые в качестве строитель ных материалов, могут быть обнаружены на крупномасштабных аэроснимках по расположению вблизи рудников, металлургических и других заводов. Отвалы породы дешифрируются по конусооб' разной форме насыпей, которые у каменноугольных рудников до стигают высоты 40—60 м (терриконы).
8* |
115 |
§ 19. ДЕШИФРИРОВАНИЕ ИСТОЧНИКОВ ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Для водоснабжения полецых аэродромов используются как подземные, так и поверхностные воды.
Задачей дешифрирования водоисточников по аэроснимкам яв ляется получение предварительных материалов для составления проекта водоснабжения аэродрома.
В результате дешифрирования должны быть получены данные 0 следующих сведениях:
—глубине, характере залегания и пригодности для использо вания подземных вод1;
—наличии, типе, гидрологической характеристике (ширине,
глубине, направлении и скорости течения, грунте дна), характере поймы, степени загрязненности и пригодности к использованию в хозяйственно-бытовых и технических целях открытых водоемов;
—наличии подъездных путей к водоисточнику;
—наличии, характере и состоянии специальных устройств во доснабжения на открытых водоемах;
—наличии местных строительных материалов для строитель
ства и ремонта пунктов водоснабжения;
— характере сооружений водопользования подземными вода ми в населенных пунктах (колодцев, водопроводов и т. д.).
При дешифрировании водотоков необходимо определить воз можности их использования в качестве водных путей.
Эти задачи могут быть решены по аэроснимкам масштабов 1:5000— 1: 10000. По аэроснимкам масштаба 1:5000 могут быть получены количественные характеристики водоисточников.
Для решения этих вопросов следует, кроме крупномасштабных плановых аэроснимков, использовать перспективные аэроснимки, а также крупномасштабные топографические и лоЦманские карты, лоции, справочные материалы по гидрографии и данные всех ви дов разведки.
Дешифровочные признаки водоемов
Открытые водоемы легко опознаются на аэроснимка», в том числе и на мелкомасштабных, по своим прямым признакам.
Реки (см. фиг. 31) дешифрируются по характерной форме в ви де извилистых лент неодинаковой ширины, по обычно равномер ному тону изображения, который может изменяться от темного до светло-серого, по приуроченности к пониженным участкам рельефа и наличию гидротехнических сооружений. Темный тон водной по верхности получается при спокойной, прозрачной и глубокой воде; темном цвете дна водоема (при малых глубинах), а также при ма скировке зеркала’ воды падающими тенями от берегов. Светлый тон получается при наличии бликов на поверхности воды (вследст
1 Вопросы дешифрирования подземных вод рассмотрены в § 17.
116
вие волнения, низкого стояния солнца при съемке, наклона оптиче ской оси аэрофотоаппарата), большой мутности потока, светлом цвете дна и малой глубине, наличии на водной поверхности водо любивой растительности, отражении в воде светлых облаков.
Судоходность реки определяется по значительной ее ширине, наличию судов, пристаней и других береговых сооружений.
Небольшие речки и ручьи изображаются на аэроснимках тон кой извилистой темной линией с неровными краями. Нередко их русло полностью закрыто кустами и деревьями, растущими по бе регам. Каналы дешифрируются на аэроснимках по характерной для них форме в виде узкой темной полосы одинаковой ширины с прямолинейными краями и малым количеством поворотов, по на
личию |
специфических гидротехнических сооружений ■(шлюзов |
и др.). |
ц . |
Озера дешифрируются по замкнутой извилистой береговой ли нии различной конфигурации и однородному, как правило, тону водной поверхности. Пруды, питающиеся грунтовыми водами, от личаются от озер меньшими размерами и более определенной фор
мой— округлой или овальной. |
' |
По аэроснимкам могут быть |
определены некоторые русловые |
образования и предположительно грунт дна, а .также степень за грязненности водоема. .
Отмели, косы и пляжи (см. фиг. 31) дешифрируются по светло му тону пятен в русле, бесструктурности рисунка обнаженной по верхности этих образований и наличию ряби под водой. Пороги и перекаты хорошо дешифрируются по местоположению и прямым признакам. Пороги обычно приурочены к суженным, часто скали стым участкам долин и изображаются на аэроснимках в виде чет ких узких белых полосок, ориентированных по направлению тече ния. Перекаты могут встречаться и в широком русле, сложенном рыхлыми наносами; они дешифрируются по Тем же признакам, что и подводные мели. Водопады и крупные надводные камни уве ренно дешифрируются по своим очертаниям и теням. Наличие в русле водолюбивой растительности определяется по мелкозерни стой структуре и светлому тону пятен округлых очертаний.
Грунт дна дешифрируется предположительно по тону водной поверхности (для мелководья), а также по скор.ости течения и ха рактеру строения берегов.
При песчаном грунте дна реки изображение поверхности, воды отличается светлым тоном, насыщенность которого в основном за висит от глубины. При глинистых и илистых грунтах тон изобра жения водной поверхности обычно серый. Если дно каменистое, то даже при малых глубинах и большой прозрачности воды тон ее изображения очень темный. О каменистом характере дна можно судить по наличию пороговой отдельных надводных и подводных камней.
Приближенное суждение о грунте дна может быть получено по известной >' скорости течения. При очень слабом течешщ’^ (до
117
0,25 м/сек) грунт дна реки обычно илистый; при слабом течении — мелкозернистый песчаный; при среднем течении — крупнозерни стый песчаный; при быстром течении — плотный глинистый, граве листый или каменистый.
Степень загрязненности водоема предположительно, опреде ляется по заселенности берегов и наличию промышленных пред приятий, сбрасывающих воду в открытые водоемы.
Определение гидрологических характеристик водоемов по аэроснимкам
Аэроснимки дают возможность определить ширину, глубину, направление и скорость течения реки.
Ширина реки определяется по трансформированным плановым аэроснимкам или фотопланам. Точное измерение ширины реки можно производить только в тех случаях, когда изображение рус ла на аэроснимке имеет ширину не менее 2—3 мм, так как в этих случаях графическая ошибка измерения, равная в среднем ±0,2 мм, составляет не более 10% от общей ширины реки. Точ ность измерения ширины реки во многом зависит от точности опре деления линии уреза в намеченном створе. Линия уреза воды наи более четко определяется на инфрахроматических и спектрозональ ных аэроснимках.
Глубина открытых водоемов определяется на аэроснимке по косвенным признакам или при помощи стереофотограмметрических приборов.
1. Приближенное представление о глубине водоема можно по лучить при визуальном просмотре аэроснимка по тону изображе ния водной поверхности. Глубокие участки водоема определяются по темному и темно-серому тону изображения, а мелкие — по свет ло-серому. При определении сравнительных глубин необходимо учитывать свойства дна водоема на различных участках и положе ние солнца в момент съемки.
О незначительной глубине водоема можно судить по наличию бродов. Броды, как правило, располагаются на мелководных уча стках реки и дешифрируются по пересечению реки грунтовыми до рогами или тропами, не имеющими в данном месте ни моста, ни паромной переправы, и обычно по более светлому тону изображе ния. Если к реке подходит грунтовая дорога, то глубина брода обычно не превышает 1 м.
2. Глубина открытых водоемов стереоизмерительным способом может быть определена лишь на участках с достаточно прозрач ной водой, светлым незаросшим дном и при условии, что аэрофо тосъемка произведена в солнечную погоду короткофокусными аэрофотоаппаратами с незначительным отклонением оптической оси от вертикали в масштабах I : 3000— 1 :5000. Просматриваемые глубины в этом случае могут достигать 5 м.
118