1.3. Изображение рельефа на планах и картах

1.3.1. Рельеф. Основные формы рельефа

Рельеф– форма физической поверхности Земли, рассматриваемая по отношению к её уровенной поверхности.

Рельефомназывается совокупность неровностей суши, дна океанов и морей, разнообразных по очертаниям, размерам, происхождению, возрасту и истории развития. При проектировании и строительстве железных, автомобильных и других сетей необходимо учитывать характер рельефа – горный, холмистый, равнинный и др.

Рельеф земной поверхности весьма разнообразен, но все многообразие форм рельефа для упрощения его анализа типизировано на небольшое количество основных форм (рис. 4).

К основным формам рельефа относятся.

Гора– это возвышающаяся над окружающей местностью конусообразная форма рельефа. Наивысшая точка её называется

вершиной. Вершина может быть острой –пикили в виде площадки –плато. Боковая поверхность состоит из скатов. Линия слияния скатов с окружающей местностью называетсяподошвойилиоснованием горы.

Котловина– форма рельефа, противоположная горе, представляющая собой замкнутое углубление. Самая низкая точка её –дно. Боковая поверхность состоит из скатов; линия их слияния с окружающей местностью называетсябровкой.

Рис. 4. Формы рельефа: 1 – лощина; 2 – хребет; 3, 7, 11 – гора;

4 – водораздел; 5, 9 – седловина; 6 – тальвег; 8 – река; 10 – обрыв; 12 – терраса

Хребет– это возвышенность, вытянутая и постоянно понижающаяся в каком-либо направлении. У хребта два склона; в верхней части хребта они сливаются, образуя водораздельную линию, или водораздел.

Лощина– форма рельефа, противоположная хребту и представляющая вытянутое в каком-либо направлении и открытое с одного конца постоянно понижающееся углубление. Два ската лощины, сливаясь между собой в самой низкой части её образуют водосливную линию или тальвег, по которой стекает вода, попадающая на скаты. Разновидностями лощины являются

долина и овраг: первая является широкой лощиной с пологими задернованными скатами, вторая – узкая лощина с крутыми обнаженными скатами. Долина часто бывает ложем реки или ручья.

Седловина– это место, которое образуется при слиянии скатов двух соседних гор. Иногда седловина является местом слияния водоразделов двух хребтов. От седловины берут начало две лощины, распространяющиеся в противоположных направлениях. В горной местности через седловины обычно пролегают дороги или пешеходные тропы, поэтому седловины в горах называютперевалами.

1.3.2. Изображение рельефа с помощью горизонталей, числовых отметок и условных знаков

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. 5). Лежащие на ней точки имеют одинаковую высоту.

Рис. 5. Способ изображения рельефа горизонталями

Допустим, что высота уровня воды относительно уровенной поверхности 110 м. 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 высотами, 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 скатаили склона. Заложение есть любое расстояние между соседними горизонталями (см. рис. 5), оно характеризует крутизну ската местности и обозначается

d.

Вертикальный угол, образованный направлением ската с плоскостью горизонта и выраженный в угловой мере, называется углом наклонаската (рис. 6). Чем больше угол наклона, тем круче скат.

Рис. 6. Определение уклона и угла наклона ската

Другой характеристикой крутизны служит уклон i. Уклоном линии местности называют отношение превышения к горизонтальному проложению

. Из формулы следует (рис. 6), 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.

Изображение рельефа на карте

Изображение отметок высот на карте

Рельеф изображается на топографических картах посредством горизонталей – замкнутых кривых линий равной высоты над уровнем моря.

Определение 1

Горизонталь – линия равных абсолютных высот земной поверхности.

Рисунок и взаимное расположение горизонталей показывает отноистельной положение, связь и форму неровностей изображаемой поверхности. Горизонтали обладают следующими характеристиками: высота сечения и заложение.

Определение 2

Высота сечения горизонталей – расстояние (по высоте) между смежными секущими поверхностями.

Высота сечения определяется характером местности и масштабом карты. Эта характеристика указывается на каждом листе карты в текстовой форме под рамкой с южной стороны.

Определение 3

Заложение горизонталей – расстояние на карте между двумя смежными горизонталями, зависящее от высоты сечения рельефа на данной карте и крутизны склона.расстояние между смежными горизонталями на карте.

Эта характеристика хорошо показывает крутизну склона: чем меньше заложение, тем больше угол наклона.

Виды горизонталей

Различают следующие виды горизонталей на карте:

• основные или сплошные. Они наносятся сплошными линиями в соответствии с установленной высотой сечения;
• половинные горизонтали, или полугоризонтали, которые проводятся прерывистыми линиями через $½$ выбранной высоты сечения и служат для отображения важных подробностей.
• вспомагаетльные горизонтали, которые показывают еще более тонкие особенности рельефа и наносятся приблизительно через ¼ высоты сечения с прерывистыми линиями с короткими звеньями
• утолщенные горизонтали – это основные горизонтали, которые соответствуют пятикратной высоте сечения. Их в соответствти с названием вычерчивают утолщено и используют для более легкого чтения карт.

Пример 1

Если внизу карты есть надпись «Сплошные горизонтали проведены через $100$ м», то это значит, что тонкие сплошные линии – сплошные горизонтали – проведены через каждые $100$ м, а утолщенные горизонтали – через каждые $500$ м.

Выбор высоты сечения

Как правило, высота сечения выбирается в соответствии с масштабом карты и типом местности. Для равнинной и холмистой местности высота сечения рассчитывается как $0,02$ величины масштаба карты. Для высокогорных районов принимают в два раз большую высоту сечения, т.е. $0,04$ величины масштаба. Для плоскоравнинных районов, наоборот, высота сечения составляет половину от нормальной, т.е. $0,01$ величины масштаба.

Пример 2

На карте Московской области (равнинная местность) масштаба $1:100 \ 000$ сплошные горизонтали проведены через $20$ метров, а на карте Непала (высокогорный район) масштаба $1:100 \ 000$ – через $40$ метров. На карте аналогичного масштаба с изображением плоскоравнинного Тавдинского района Свердловской области основные горизонтали будут проходит через $10$ метров.

При масштабе карты $1:10 \ 000$ для равнинной местности горизонтали будут проведены через $2$ метра, для высокогорной – через $4$ метра, а плоскоравнинной – через $1$ метр.

Определение направления склонов

Горизонтали показывают на карте лишь высоты объектов и их взаимное расположение. По замкнутым линиям зачастую сложно различить вид формы рельефа. Так, на карте хребет и лощина, изображенные только с помощью горизонталей могут выглядеть одинаково. Ведь эти формы различают лишь направления скатов. Поэтому в дополнение к горизонталям на карту наносят бегрштрихи.

Определение 4

Бергштрих – короткая черточка, которая ставится на горизонталях перпендикулярно к ней обычно на месте изгиба, и указывающая на карте падение склона.

Помимо бергштрихов, направление склонов на карте позволяют определит нанесенные высотные отметки:

• отметки горизонталей – цифровые подписи вдоль горизонталей, показывающие высоту над уровнем моря в метрах. Причем, верх цифр наносится всегда в сторону более высокой части склона.
• отметки высот – цифровые подписи характерных точек местности (вершин холмов и водоразделов, уреза воды, самых низких точек долин).

Точность в подписи высотных отметок определяется масштабом:

• $1:100 \ 000$ и крупнее – до $0,1$ м
• $1:200 \ 000$ и мельче – до $1$ м.

Условные знаки элементов рельефа

Существует система специальных условных обозначений для объектов и деталей рельефа, которые не могут быть изображены горизонталями. К ним относятся обрывы, скалы, осыпи, овраги, промоины, валы, дорожные насыпи и выемки, курганы, ямы, карстовые воронки. Знаки естественных образований рельефа и сопутствующие им подписи (относительные высоты или глубины в метрах) имеют коричневый цвет, искусственных – черный.

Черным цветом показываются также некоторые природные объекты: скопления камней или отдельные крупные камни, скалы-останцы, гроты, туннели.

На картах горной местности показываются также перевалы с указанием высоты и времени местности. Рельеф фирновых полей и ледников и сопутствующие подписи и знаки показываются на картах горизонталями синего цвета.

Особенности изображения рельефа на мелкомасштабных картах

На картах масштаба $1:500 \ 000$ и $1:1 \ 000 \ 000$ рельеф также изображается с помощью горизонталей и условных знаков. Однако в отличие от более крупных масштабов изображение носит более обобщенный характер. Показывают его общие черты – структуру, степень расчлененности и основные формы. Основной сечение горизонталей для равнинных районов составляет $50$ м, горных – $100$ м. Кроме того, на картах масштаба $1:1 \ 000 \ 000$ для районов на высоте более $1000$ м над уровнем моря используется высота сечения $200$ м.

Условные знаки объектов рельефа показываются в том объеме, насколько они необходимы для характеристики или ориентирования на местности. При этом используются уменьшенные варианты стандартных знаков.

Кроме того, горный рельеф на мелкомасштабных картах показывается дополнительно послойной окраской по ступеням высот и отмывкой. Послойная окраска выполняется оранжевой краской различных тонов с набором интенсивности по мере увеличения высоты. Тон краски может изменяться через $400$, $600$ или $1000$ м исходя из абсолютной отметки высот изображаемой местности. используемая шкала наносится также как и сечение горизонталей под рамкой карты с южной стороны.

Отмывка представляет собой добавление теней на изображения склонов основных форм горного рельефа, что способствует более объемному восприятию рельефа. Причем тон отмывки также указывает на крутизну и высоту склоны. С помощью отмывки наглядно изображаются горные хребты, каньоны, долины.

2.4.Рельеф местности и его изображение на картах и планах

Рельефом местности называют совокупность неровностей земной поверхности. В зависимости от характера рельефа местность подразделяют на равнинную, всхолмленную и горную. Равнинная местность имеет слабовыраженные формы или почти совсем не имеет неровностей; всхолмленная характеризуется чередованием сравнительно неболь­ших по высоте повышений и понижений; горная представляет собой чередование возвышений более 500 м над уровнем моря, разделен­ных долинами. Из всего разнообразных неровностей местности можно выделить основные формы рельефа (рис. 2.6): к ним относятся гора, котловина, хребет, лощина и седловина.

Гора (холм, сопка) — это возвышенность, имеющая конусообразную форму рельефа, наивысшая точка которой называется вершиной (3, 7, 12). Плоская вершина называется плато, а вершина остроконечной формы — пиком. Боковая поверхность горы состоит из скатов, которые в своей нижней части заканчиваются подошвой, или основанием горы.

Рис. 2.6. Характерные формы и линии рельефа:

1 – лощины; 2 – хребет; 3,7,12 –вершины; 4 – водораздел; 5,9- седловины;

6 – тальвег; 8 – река; 10 – обрыв; 11 – терраса

Котловиной, или впадиной, – чашеобразное углубление земной поверхности. Самую низ­кую точку котловины называют дном. Боковые поверхности ее состоит из скатов, которые в верхней части заканчиваются бровкой, или краем. Небольшие котловины с крутыми скатами называются воронками.

Хребет (2) – вытянутая возвышенность, постепенно понижающаяся в одном направлении и имеющая два крутых ската, называемых склонами. Пересечение склонов образуют ось хребта, или водораздел (4).

Лощина (1) – вытянутое углубление местности, постепенно пони­жающееся в одном направлении. Линия вдоль лощины, проходящая по точкам с наименьшими отметками, называется водосливом, или тальвегом (6), боковые поверхности – склонами. Широкие лощины с пологими склонами носят название долин, а с крутыми и каменистыми – ущелья. Овраг – это узкая лощина с почти отвесными склонами, начальной стади­ей которого является промоина. Овраги, заросшие травой и кустарником, называются балками. Расположенные иногда по склонам лощин пло­щадки, имеющие вид уступа или ступени с почти горизонтальной поверхностью, называются террасами.

Седловина (5, 9) – это пониженная часть местности между двумя вершинами (3, 7). Через седловины в горах часто прокладывают дороги и в этом случае седловину называют перевалом.

Вершина горы, дно котловины и самая низкая точка седловины являются характерными точками, а водораздел и тальвег представляют собой характерные линии рельефа. Характерные точки и линии рельефа облегчают распознавание отдельных форм его на местности и изображение их на карте и плане.

Существует несколько способов изображения и обозначения рельефа. Рельеф местности на плане можно представить в виде надписей отметок характерных точек. Большое количество надписей позволяет судить о формах рельефа и о крутизне скатов. Однако обилие их делает план трудночитаемым и не дает наглядного представления о рельефе местности.

Наглядное представление о формах рельефа и крутизне скатов дает способ штрихов (гашюр), которые наносят параллельно скату по принципу: чем круче скат, тем толще штрих. Недостаток этого способа заключается в том, что по плану со штрихами трудно судить о превышениях между точками земной поверхности. Кроме того, обилие штрихов ухудшает читаемость карт и планов.

В такой же степени наглядное представление о рельефе местности дает способ цветной пластики, применяемый для изображения рельефа на географических картах, который предусматривает окрашивание карт различными оттенками нескольких цветов в зависимости от характера местности – низменности зеленым, горы и предгорья – коричневым и др. Такое изображение рельефа также не дает точного представления о превышениях между точками земной поверхности и не позволяет решать различные инженерно-технические задачи.

Наиболее распространен, как удовлетворяющий всем перечисленным выше требованиям, способ изображения рельефа на картах и планах горизонталями.

Горизонталью называют замкнутую кривую линию, изображающую геометрическое место точек земной поверхности с одинаковыми отметками (рис. 2.7). Горизонтали проецируются на горизонтальную плоскость или на поверхность эллипсоида для изображения их соответственно на планах и картах. Расстояние между соседними горизонталями по отвесной линии называется высотой сечения рельефа; она подписывается на каждом листе карты под линейным масштабом. Расстояние между горизонталями в плане называется заложением.

Из определения горизонтали вытекают следующие ее свойства: 1) горизонтали – замкнутые кривые, 2) горизонтали не могут пересекаться и 3) чем меньше расстояние между горизонталями на карте данного масштаба, тем круче скат на местности.

Втабл. 2.2 для различных масштабов карт, в зависимости от характера местности, даны высоты сечений рельефа топографических карт и планов.

Таблица 2.2

Характер местности	Масштабы карт и высоты сечений, м				Максимальные углы наклона
	1:2000	1:5000	1:10000	1:25000
Равнинная	0,5	0,5	2	2,5	до 3-4
Пересеченная (холмистая)	1	1	2,5	5	до 7-10

Изображение основных форм рельефа, их характерные точки и линии показано на рис.2.8. Следует отметить, что горизонтали не дают наглядного пространственного представления о рельефе местности. Как видно из рис. 2.8, гора и котловина по горизонталям имеют одинаковую форму и отличить их можно только по направлению скатов. Для определения направлений скатов по некоторым горизонталям проводят короткие черточки в направлении ската, называемые бергштрихами. Отметки горизонталей подписываются таким образом, что верх цифр былнаправлен в сторону повышения рельефа местности.

Горизонтали никогда не пересекаются, за исключением навис­шего уступа, естественных и искус­ственных воронок, узких оврагов, крутых обрывов, которые не вы­ражаются горизонталями, а обо­значаются условными знаками.

3.4. Изображение рельефа на топографических картах

Рельеф на топографических картах изображается кривыми замкнутыми линиями, соединяющими точки местности, имеющие одинаковую высоту над уровенной поверхностью, принятой за начало отсчета высот. Такие линии называются горизонталями. Изображение рельефа горизонталями дополняется подписями абсолютных высот, характерных точек местности, некоторых горизонталей, а также числовых характеристик деталей рельефа—высоты или глубины, ширины (рис. 33, табл. 6 приложения 3).

Абсолютной высотой точки местности называют ее высоту в метрах над уровнем моря. За начало счета высот на картах принят уровень Балтийского моря (нуль Кронштадтского водомерного поста). Высоты точек в метрах над уровнем моря, подписанные на картах, называются отметками. Например, на рис. 33 одна из вершин имеет отметку 231,0. Превышение одной точки местности относительно другой называется относительной высотой; она может быть получена как разность абсолютных высот точек (рис. 34).

Сущность изображения рельефа горизонталями на топографических картах рассмотрим на следующем примере. Предположим, что модель горы (рис. 35) пассе-чена тремя параллельными горизонтальными плоскостями1, 2, 3таким образом, что плоскость / совпадает с уроненной поверхностью. Все плоскости расположены друг от друга на одинаковом расстоянии, называемом высотой сечения. В данном случае высота сечения равна 10 см.

Каждая плоскость будет иметь определенную высоту над уровенной поверхностью: h2=0 см, h3=10 см, h4=20 см. Пересечение поверхности модели с плоскостью образует кривую замкнутую линию, соединяющую точки модели, находящиеся на одинаковой высоте: кривая, расположенная в плоскости 1, соединяет точки, высота которых равна нулю; кривая, полученная в результате сечения поверхности плоскостью 2,соединяет точки модели, имеющие высоту 10 см; все точки поверхности модели, расположенные на кривой, являющейся следом сечения поверхности плоскостью3,будут иметь высоту 20 см. Проекция полученных кривых на плоскость даст изображение горы горизонталями. Таким образом, горизонтали можно рассматривать как следы сечения рельефа местности воображаемыми параллельными горизонтальными плоскостями.

Для того чтобы отличить выпуклую форму рельефа (гору, хребет) от вогнутой (котловины, лощины), а также быстро определить направление ската, на горизонталях ставятся штрихи—указатели скатов, которые своими свободными концами направлены в сторону понижения ската.

Гора изображается замкнутыми горизонталями, причем указатели направления ската стоят с наружной стороны горизонталей. Котловина изображается такими же замкнутыми горизонталями, но указатели направления ската будут обращены внутрь.

Хребет и лощина изображаются горизонталями, имеющими вытянутую форму: у хребта — в сторону понижения, а у лощины—в сторону повышения. Седловина изображается горизонталями, которые с двух сторон обозначают вершины, а с двух других сторон—лощины, расходящиеся в противоположных направлениях.

Крутизна ската характеризуется на карте расстоянием между двумя соседними горизонталями, называемым заложением. При одинаковой высоте сечения (ВС) рельефа в зависимости от изменения крутизны ската (КС) меняется и величина заложения (3). Заложение 31 (рис. 36), которому соогветствует крутизна ската KC1 10°, в два раза больше заложения З2, которому соответствует крутизна ската КС3 20°. Отсюда следует: чем круче скат, тем меньше заложение, и, наоборот, чем положе скат, тем заложение больше. Поэтому при изображении крутых скатов горизонтали на карте располагаются чаще, а пологих—реже.

Свойство горизонталей передавать крутизну ската позволяет отобразить на карте его форму. По своей форме скат может быть ровным, выпуклым, вогнутым или волнистым (рис. 37).

У ровного ската горизонтали располагаются на равных расстояниях одна от другой, у вогнутого, выпуклого и волнистого скатов расстояния между горизонталями увеличиваются или уменьшаются в зависимости от изменения крутизны отдельных участков между перегибами ската.

Для каждого масштаба карт высота сечения рельефа стандартная. В табл. 7 приведены высоты сечения, принятые на топографических картах СССР.

Из таблицы видно, чем крупнее масштаб карты, тем меньше высота сечения рельефа, т. е. на крупномасштабных картах рельеф изображается более подробно. Высота основного сечения подписывается на каждом листе карты под линейным масштабом, например: “Сплошные горизонтали проведены через 5 метров”.

Таблица 7

Масштаб карты	Bыcотa сечения, м
	для равнинной и холмистой местности	для горной местности	для высокогорной местности
1:25 000	5	5	10
1:50 000	10	10	20
1:100000	20	20	40
1:200 000	20	40	80
1:500 000	50	100	100

Виды горизонталей. Условные знаки детален рельефа.Горизонтали, которые соответствуют основному сечению рельефа, называются основными1(рис. 38).

Они вычерчиваются на карте тонкими сплошными линиями, для удобства счета каждая пятая горизонталь утолщается—2.Для отображения отдельных вершин, котловин и седловин, которые не могут быть выражены на карте основными горизонталями, применяются половинные (через половину высоты основного сечения)3и вспомогательные (примерно через четверть основного сечения)4горизонтали. Они вычерчиваются на картах прерывистыми линиями, причем длина звеньев у вспомогательных горизонталей примерно в два раза меньше, чем у половинных.

Детали рельефа показываются на карте условными знаками (рис. 39, табл. 6 приложения 3). Рядом с условным знаком обрыва, насыпи, выемки, кургана, ямы дается подпись высоты (глубины) в метрах, а оврагов и промоин—подпись в виде дроби, в числителе которой указывается их ширина (по верху), в знаменателе— глубина в метрах. Особыми условными знаками показываются пещеры и гроты. Их цифровая характеристика подписывается в виде дроби, в числителе которой указывается средний диаметр входа, в знаменателе—длина пещеры или грота в метрах. Специальными условными знаками показываются также скалы, песчаные, каменистые и другие осыпи, оползни.

Изображение на карте различных по характеру рельефа участков местности показано на рис. 40.

Определение высот и взаимного превышения точек местности по карте.Высоты точек местности над уровнем моря (абсолютные высоты) определяют по карте с помощью отметок высот горизонталей и принятой на карте высоты сечения рельефа.

Если точка расположена на горизонта-л и, то ее абсолютная высота равна значению отметки этой горизонтали. Например, на рис. 41 горизонталь с отметкой 200 проходит через сарай. Это значит, что сарай расположен на высоте 200 м.

В случае, когда горизонталь не имеет подписанной отметки, ее значение определяют по отметкам других горизонталей или высот точек местности. Допустим, требуется определить высоту точки местности, на которой находится отдельный камень (рис. 41). Условныйзнак отдельного камня расположен на горизонтали без отметки. Штрихи (указатели скатов) на горизонталях показывают, что скат понижается в сторону ручья. Слева от горизонтали с отдельным камнем находится утолщенная горизонталь с отметкой 200. Высота сечения равна 10 м. Значит, горизонталь, проходящая через условный знак отдельного камня, имеет отметку 190, которая является высотой точки.

Если точка находится между горизонталями, то ее абсолютная высота определяется по значению отметки высоты одной из этих горизонталей. Для этого к значению отметки высоты горизонтали прибавляют или из нее вычитают (в зависимости от положения точки относительно горизонтали) ту часть высоты сечения, на которую точка удалена от горизонтали.

Например, нужно определить высоту развилки полевых дорог (рис. 41). Точка расположена примерно на 3/4 величины заложения от нижней горизонтали, имеющей отметку 220, и на 1/4—от верхней горизонтали с отметкой 230. Высота сечения рельефа равна 10 м. Следовательно, поправка к нижней горизонтали составит 7,5 м, а к верхней горизонтали—2,5 м. Прибавляя поправку к значению отметки нижней горизонтали или вычитая ее из значения отметки верхней горизонтали, получим высоту точки на развилке дорог:

220 м+7,5 м= 227,5 м227 м

или

230 м—2,5 м=227,5 м227 м.

Взаимное превышение точек местности определяется как разность их абсолютных высот. Например, превышение высоты с отметкой 236,3 (рис. 41) над оз. Глубокое (с отметкой 177,8) составляет

236,3 м—177,8 м=58,5 м.

Относительные высоты скатов вершин и глубины лощин удобно определять по числу промежутков между горизонталями на них. Подсчитав число промежутков между горизонталями на скате и умножив его на высоту сечения, получим относительную высоту ската. Например, на юго-западном скате высоты с отметкой 236,3 (рис. 41) имеются три промежутка между основными горизонталями и один между основной и дополнительной горизонталями. Высота сечения 10 м, поэтому относительная высота ската будет 3,5Х10 м=35 м.

Относительные высоты (глубины) обрывов, оврагов, промоин, насыпей, выемок определяются по значениям подписей, стоящих рядом с условными знаками.

Определение по карте направления понижения и крутизны скатов.Направление понижения скатов определяется на карте по указателям скатов на горизонталях, а также путем сравнения отметок высот точек и горизонталей: понижение ската будет всегда в сторону меньшей отметки; цифры отметок горизонталей своими основаниями направлены в сторону понижения ската.

Крутизна ската определяется по величине заложения: чем меньше величина залож.гния, тем скат круче; чем больше величина заложения, тем скат более пологий. На топографических картах масштабов 1 : 25 000, 1 : 50 000 и 1 : 100 000 основная высота сечения рельефа подобрана таким образом, что заложению между основными горизонталями в 1 см соогветствует крутизна ската 1,2° (округленно 1°).

Из этой взаимозависимости между заложением, высотой сечения и крутизной ската (рис. 42) можно вывести следующее правило: во сколько раз заложение меньше (или больше) одного сантиметра, во столько раз крутизна ската больше (или меньше) одного градуса. Отсюда следует, что заложению в 1 мм соответствует крутизна ската 12° (округленно 10°), заложению в 2мм—6° (округленно 5°), заложению в 5 мм—2,4° (округленно 2°) и т. д.

Более точно крутизна ската может быть определена с помощью специального графика, называемого шкалой заложений (рис. 43). Вдоль горизонтального основания шкалы подписаны цифры, обозначающие крутизну скатов в градусах. На перпендикулярах к основанию отложены соответствующие им заложения. Шкала заложений дается для двух высот сечении: одна— для заложений между основными горизонталями, другая— для заложений между утолщенными горизонталями.

Для определения крутизны ската по шкале заложений следует измерить расстояние между двумя смежными сплошными горизонталями в нужном направлении и отложить его на шкале заложений так, как показано на рис. 43. Отсчет внизу на шкале против отложенного отрезка укажет крутизну ската в градусах. В нашем примере крутизна ската между точками а и б равна 3,5°. На крутых скатах, где горизонтали проходят близко одна от другой, крутизну удобнее определять по утолщенным горизонталям. Для этого измеряют отрезок между соседними утолщенными горизонталями, отложив этот отрезок на правой части шкалы, как показано на рис. 43, определяют крутизну ската. В нашем примере крутизна ската между точками типравна 10°.

Рельеф — Википедия

Макет с рельефом местности

Релье́ф (фр. relief, от лат. relevo «поднимаю») — форма, очертания поверхности, совокупность неровностей твёрдой земной поверхности и иных твёрдых планетных тел, разнообразных по очертаниям, размерам, происхождению, возрасту и истории развития. Слагается из положительных и отрицательных форм. Рельеф является объектом изучения науки геоморфологии.

В геоморфологии выделяют три уровня рельефа: элементы рельефа, формы рельефа и комплексы рельефа.

Элементы рельефа[править | править код]

Элементы рельефа — это простейшие составляющие рельефа: точки, линии и поверхности. Поверхности, или грани, рельефа относят к элементам первого рода, а точки и линии к элементам второго рода. Элементы рельефа второго рода образуются при пересечении двух (линий) или более (точки) элементов первого рода.

По форме элементы первого рода рельефа могут быть плоскими, выпуклыми, вогнутыми и комбинированными (выпукло-вогнутыми, вогнуто-выпуклыми, волнистыми, ступенчатыми и др.). По крутизне (наклону) среди элементов первого рода выделяют горизонтальные (0°, 5 % суши Земли), субгоризонтальные (более 0° до 2°, 15 % суши Земли) и склоны (более 2°, 80 % суши Земли).

Линии, или рёбра, рельефа разделяют поверхности, падающие в разные стороны (тальвег, водораздел) либо падающие в одну сторону поверхности разной крутизны (бровка, тыловой шов (подошва, подножье)).

К точкам рельефа относятся горные вершины и днища конусообразных воронок.

Формы рельефа[править | править код]

Подробнее см. Форма рельефа

Форма рельефа — конкретные неровности земной поверхности, представляющие собой поверхность, облегающую трёхмерное объёмное тело и состоящие из элементов рельефа или более простых форм рельефа. Формы рельефа могут быть простыми и сложными, положительными и отрицательными, открытыми и замкнутыми.

Комплексы рельефа[править | править код]

Комплекс (тип) рельефа — совокупность форм рельефа, сходных по какому-либо признаку: внешне (морфологически), по происхождению (генетически), по возрасту.

Рельеф образуется и развивается главным образом в результате длительного одновременного воздействия на земную поверхность эндогенных (внутренних) и экзогенных (внешних) процессов. Процессы, формирующие рельеф, называются агентами рельефообразования.

Основным источником эндогенных процессов является тепловая энергия недр Земли. Она вызывает тектонические движения земной коры, которые сопровождаются образованием разломов, перемещением блоков коры, складчатостью и магматизмом.

Главный источник экзогенных процессов — лучистая энергия Солнца. На земной поверхности она превращается в энергию воды, воздуха, вещества литосферы. Рельеф формируется под воздействием текучих вод, водных масс океанов, морей и озёр, ветра, льда, растворения горных пород. К экзогенным относят склоновые процессы, космические силы, а также жизнедеятельность организмов и хозяйственную деятельность человека.

Важнейшей задачей геоморфологии является определение возраста рельефа. Возраст рельефа — время (либо прошедшее) деятельности агента рельефообразования, сформировавшего неровность и придавшего ей основные черты. В геоморфологии, как и в геологии используют абсолютный и относительный возраст.

Относительный возраст можно рассматривать в нескольких аспектах. В. Девис утверждал, что развитие рельефа — стадиальный процесс, поэтому у каждой формы рельефа можно выделить начальную стадию, стадии юности, зрелости и старости (дряхлости). С другой стороны, можно определять возраст по сравнению с другими формами рельефа. Тогда пользуются словами моложе, старше (древнее). Также для определения относительного возраста можно пользоваться Геохронологической шкалой.

Абсолютный возраст рельефа определяется в годах. Это стало возможным благодаря развитию современных методов: радиоизотопного, палеомагнитного.

Рельеф является важнейшим компонентом географической оболочки. Во-первых, рельеф является базисом для природных территориальных комплексов (ПТК). Во-вторых, рельеф перераспределяет влагу и тепло (то есть вещество и энергию) по земной поверхности.

На крупномасштабных топографических и спортивных картах рельеф изображают изогипсами — горизонталями, числовыми отметками и дополнительными условными знаками. На мелкомасштабных топографических и физических картах рельеф обозначается цветом (гипсометрической окраской с четкими или размытыми ступенями) и отмывкой.

ИЗОБРАЖЕНИЕ РЕЛЬЕФА на общегеографических картах

38 ИЗОБРАЖЕНИЕ РЕЛЬЕФА на общегеографических картах

Показ рельефа суши на географических картах — задача не простая формы земной поверхности представляют собой объемные тела, которые нужно отобразить на плоскости.

На обзорных общегеографических картах показывают общие черты и особенности рельефа значительных по площади участков суши. По этим картам устанавливают расположение крупных форм рельефа, т. е. определяют, какие части территории заняты низменностями, какие — плоскогорьями, возвышенностями или горами. По изображению рельефа на карте судят о типе равнины или горной страны, а также получают сведения об абсолютных и относительных высотах форм рельефа в характерных точках. При изображении рельефа стремятся сделать его выразительным, в частности, чтобы его формы вырисовывались пластично, по возможности более наглядно.

В картографии разработано несколько способов изображения рельефа. Но ни один из них не в состоянии удовлетворить всем перечисленным выше условиям. Поэтому в настоящее время для изображения рельефа на обзорных общегеографических и тематических картах пользуются несколькими способами. Важнейшие из них — отметки высот, гипсометрический способ и способ отмывки. На современных картах встречается также перспективный способ изображения рельефа и некоторые другие.

Гипсометрический способ (способ послойной окраски, окраски по ступеням высот). Принципиально этот способ почти тождествен способу горизонталей. Его основу составляют проведенные на карте линии, аналогичные горизонталям топографических карт. В отличие от последних горизонтали на картах обзорных сильно обобщены и называются изогипсами (в переводе с греческого языка изос — равный*, гипсос — высота).

Некоторое различие между изогипсами и горизонталями выражается в том, что сечение рельефа на топографической карте постоянное, а на мелкомасштабных картах интервал между изогипсами не одинаковый на различных по высоте участках.

Изогипсами на мелкомасштабных картах стремятся выявить крупные формы рельефа суши. Поэтому на всех обзорных общегеографических картах проводят изогипсу 200 м, отделяющую низменные равнины от возвышенных, изогипсу 500 м, приблизительно составляющую высотную границу между возвышенными и нагорными равнинами, изогипсу 1000 м — верхний предел низких гор; изогипсу 2000 м, составляющую верхний предел средневысотных гор, выше которого поднимаются лишь высокие горы¹.

В интервале между уровнем моря и изогипсой 200 м на справочных общегеографических картах сечение рельефа обычно устанавливают в 50 или 100 м. В более высоком интервале (от 200 до 1000 м) сечение на этих картах постепенно увеличивается от 100 до 200—250 м. Между изогипсами 1000 и 2000 м сечение рельефа может варьировать от 250 до 500 м, а выше оно достигает наибольшей величины — в 500 м и более. Таким образом, сечение рельефа на разных высотных участках может различаться в 10 раз (от 50 м в пределах низменных равнин до 500 м в высоких горах).

На обзорных общегеографических (справочных) картах нередко можно видеть следующие изогипсы: 0—50—100—150—200—250— 300—400—500—600—800 (или 750) — 1000—1500—2000—2500— 3000—4000 и выше через каждые 1000 м. При решении вопроса, какие именно конкретные изогипсы показать на картё для более полной характеристики каждой из высотных зон, учитывают особенности рельефа изображаемой территории. В одних случаях предпочтение отдают, например, изогипсе 750 м, в других выгоднее взять 600 м или 800 м.

По карте с изогипсами можно судить о высоте тех или иных участков суши и о присущих им типах рельефа. Но сами изогипсы дают недостаточно наглядную картину. По совокупности изогипс трудно создать зрительный образ рельефа страны или района, отображенного на карте. Для устранения этого недостатка участки карты между изогипсами покрывают краской. Высотную зону, ограниченную изогипсами, в пределах которой окраска не изменяется ни по цвету, ни по интенсивности, называют ступенью высоты.

На большинстве советских общегеографических карт, издаваемых в настоящее время, принята определенная гамма окраски ступеней высот гипсометрической шкалы. В легенде общегеографической карты шкала высот обычно включает не только рельеф суши, но и рельеф морского дна. Низшие ступени шкалы, соответствующие участкам дна морей и океанов, окрашивают синим или голубым цветом.

Низменности — участки суши до высоты 200 м — окрашивают в зеленый цвет. Часто этот высотный интервал включает две или три ступени, например: первая — ниже 0 м, вторая — от 0 м до 100 м, третья — от 100 м до 200 м. Между собой они различаются разной интенсивностью зеленого цвета (с осветлением «кверху»).

Участки суши выше 200 м окрашиваются тонами, образующими переходы от светлого песочно-желтого до оранжевого (темно-коричневого). Нередко изогипса 1000 м служит границей, выше которой оранжево-коричневый цветовой фон начинает преобладать, чтобы достичь наибольшей чистоты и интенсивности в высотном интервале примерно от 2000 до 3000—4000 м. Самые высшие ступени окрашивают часто интенсивным красно-коричневым либо очень насыщенным коричневым цветом.

В расцветке шкалы с красной окраской в высокогорной части имеется определенная аналогия со спектром пучка света, пропущенного сквозь стеклянную призму (радугой).

Выбор цветовой гаммы для окраски высотных зон в традиционной шкале не случаен: синий и голубой цвета моря на карте близки к естественной окраске толщи морской воды; зеленый цвет как бы соответствует растительному покрову низменностей, а желто-коричнево- оранжевые тона возвышенностей и гор символизируют цвет горных пород, обнаженных на крутых склонах.

Существуют и другие цветовые гаммы в окраске высотных ступеней в гипсометрических шкалах. Сами изогипсы, являющиеся границами участков, окрашенных одним тоном, называют основными. На картах показывают также изогипсы, не влияющие на изменение окраски. Такие изогипсы называют дополнительными или вспомогательными.

Способ отмывки относится к так называемым пластическим способам изображения рельефа, которые создают эффект выпуклости земной поверхности, особенно при переходе от отрицательных к положительным формам рельефа. Этот эффект достигается путем наложения теней на определенные элементы рельефа. Тени отмывают коричневой или серой краской на склонах, определенным образом освещенных и ориентированных по сторонам горизонта.

Чаще всего предполагают, что источник света расположен на северо-западе, и кладут тени на юго-восточные склоны положительных форм рельефа.

Этот принцип наложения теней носит название «отмывка при косом освещении». В других случаях при наложении теней предполагают, что местность освещена источником света, расположенным в зените. Эффект пластичности может быть достигнут также штриховкой затененных участков рельефа (при определенном освещении отображаемой местности) короткими темно-коричневыми или черными черточками.

Имеется еще способ изображения рельефа, получивший название способа сплошной отмывки. При его применении пытаются не только подчеркнуть тени на элементах форм рельефа (как при способе отмывки), но и передать различия в абсолютной высоте участков суши. Для достижения этого: во-первых, применяют не одну, а несколько красок; к примеру, зеленую — для низменностей, желтую — для средневысотных участков, фиолетовую — для высоких гор. Во-вторых, в пределах участков, покрытых краской одного цвета, высветляют более возвышенные части. Сверх этого для придания пластичности на карте на затененных склонах используют и обычную отмывку, но опять-таки разным цветом на различных по высоте участках. Таким способом отображен рельеф на общегеографических картах материков в Географическом атласе материков.

Другим пластическим способом изображения поверхности суши на картах является фоторельеф. Фоторельеф получают фотографированием объемных моделей рельефа местности при боковом их освещении. Качество изображения и точность воспроизведения форм рельефа при этом способе зависит от того, -насколько удачно выполнена сама рельефная модель местности.

Перспективное изображение рельефа применялось еще в древности, в средние века, и до настоящего времени этот способ не утратил своего значения. Заключается он в том, что на карте общий вид горных хребтов, нагорий и других крупных положительных форм рельефа изображается перспективным рисунком . Такое изображение отличается наглядностью, но не обладает требуемой точностью в передаче ни размеров, ни форм рельефа. На общегеографических картах этот способ почти не применяется, но на тематических мелкомасштабных картах (исторических и других) используется широко.

Для показа на картах многообразия форм рельефа суши и морского дна иногда применяют перспективные условные знаки, располагаемые в границах распространения соответствующих типов рельефа с учетом действительной ориентировки форм (так называемый физиографический метод) Наиболее объективно рельеф отображается на космических снимках Земли. На них хорошо выявляются формы рельефа, однако количественная характеристика (абсолютные высоты точек) на них отсутствует. Кроме того, снимки не свободны от искажений.

Каждый из способов изображения рельефа обладает определенными достоинствами и в то же время не лишен недостатков. Гипсометрический способ недостаточен для пластической передачи форм рельефа, пластические же способы (отмывка, штрихи, фоторельеф) не дают его количественной характеристики. Поэтому на обзорных общегеографических картах используют обычно не один, а одновременно два способа, дополняющих друг друга. Наиболее часто, особенно на справочных картах, гипсометрический способ дополняется высотными отметками. На учебных картах гипсометрический способ сочетается с одним из пластических способов — отмывкой или теневой штриховкой.

1 ^{Термины «низменные»\ «возвышенные», «низкие», «высокие» не только характеризуют абсолютную высоту равнин и гор, но обозначают также принятые в геоморфологии названия типов форм рельефа суши.}