§ 24. Учимся с «Полярной звездой». Строим профиль

Графическая модель в виде чертежа в декартовой системе координат, представляющая собой вертикальный разрез земной поверхности по заданной линии (трассе).

• 1. Оси координат — по горизонтальной оси (оси абсцисс) откладываются расстояния на местности в горизонтальном масштабе, а по вертикальной оси (оси ординат) — абсолютные высоты точек рельефа в вертикальном масштабе.
• 2. Назначение — дает наглядное представление о крутизне склонов, перепадах абсолютных и относительных высот, водоразделах, речных долинах и террасах.

Комплексная графическая модель природного комплекса, совмещающая профильную линию гипсометрии рельефа с пространственным распределением других компонентов ландшафта.

• 1. Структура отображения — под профильной линией рельефа условными знаками показывают геологическое строение, состав коренных и рыхлых пород, глубину залегания грунтовых вод и типы почв; над профильной линией показывают растительные сообщества и ярусы растительности.
• 2. Научно-прикладное значение — позволяет выявить четкие взаимосвязи между высотой, экспозицией склона, микроклиматом, почвенным покровом и растительными группировками на исследуемом участке.

Соотношение между линейными размерами на чертеже профиля и действительными расстояниями на земной поверхности.

• 1. Искажение для наглядности — при профилировании равнинных или полого-холмистых территорий вертикальный масштаб почти всегда берут в 5–20 раз крупнее горизонтального (например, горизонтальный в 1 см — 50 м, а вертикальный в 1 см — 5 м), иначе перепады высот выглядели бы плоской линией.
• 2. Горные профили — в высокогорных районах со значительными перепадами высот искажение уменьшают, чтобы не искажать реальные углы естественных откосов и крутизну склонов.

Кривые замкнутые линии на топографической карте или плане, соединяющие точки земной поверхности с одинаковой абсолютной высотой над уровнем моря.

• 1. Высота сечения — строго постоянная разность высот между двумя соседними секущими плоскостями горизонталей на данной карте (например, горизонтали проведены через 2,5 м или 5 м).
• 2. Критерий крутизны — чем ближе горизонтали расположены друг к другу на карте (меньше заложение), тем круче склон; чем больше расстояние между ними, тем склон положе.

Комплекс полевых измерений на местности для составления топографических карт, планов и построения точных профилей рельефа.

• 1. Нивелирование — высокоточное определение превышений точек земной поверхности с помощью геодезического прибора (нивелира) и мерных реек.
• 2. Маршрутная глазомерная съемка — глазомерное нанесение ситуации и рельефа вдоль линии движения исследователя с разбивкой маршрута на участки и фиксацией ориентиров в полевом дневнике.

Профиль рельефа местности — это чертеж вертикального разреза земной поверхности по выбранной линии, наглядно отображающий чередование возвышенностей, склонов, долин и котловин в определенном масштабе. Комплексный (ландшафтный) профиль представляет собой более сложную модель, где к линии рельефа добавляются сведения обо всех взаимосвязанных компонентах природы: геологическом строении недр, типах почв (под линией) и растительных сообществах (над линией), что позволяет оценить природно-территориальный комплекс в единстве.

Владение технологией построения и чтения профилей необходимо:

• Инженерам-строителям дорог и мостов — для проектирования автомобильных и железных дорог, расчета объемов земляных работ (выемок и насыпей), допустимых уклонов трассы;
• Проектировщикам трубопроводов (нефте- и газопроводов) — для выбора оптимальных коридоров прокладки труб через реки, овраги и перевалы;
• Архитекторам и градостроителям — для планировки жилых микрорайонов, террасирования склонов, устройства ливневой канализации;
• Геологам и горным инженерам — для разведки месторождений, планирования карьеров и бурения скважин;
• Военным топографам — для оценки проходимости местности бронетехникой, зон невидимости и радиолокационного обзора.

Вертикальный масштаб намеренно увеличивают по сравнению с горизонтальным для обеспечения наглядности чертежа. В реальной природе перепады высот на равнинах (10–30 метров) несоизмеримо малы по сравнению с горизонтальными расстояниями в километры. Если строить профиль холмистой местности в едином масштабе (например, 1:10 000 — в 1 см 100 м), холм высотой 15 метров отобразится крошечным бугорком высотой всего 1,5 миллиметра, и различить детали склонов, речные террасы и русла будет невозможно.

Алгоритм включает следующие строгие шаги:

• Анализ карты: соединить начальную точку А и конечную точку Б тонкой карандашной линией, определить направление понижения рельефа и изучить отметки высот и горизонтали;
• Выбор масштабов: определить горизонтальный масштаб (длина линии на профиле) и вертикальный масштаб (высота сечения);
• Подготовка координатной сетки: начертить оси координат (по горизонтали — расстояние, по вертикали — абсолютные высоты в метрах);
• Измерение расстояний: приложить полоску миллиметровой бумаги или край листа к линии А—Б на карте и аккуратно отметить черточками пересечения со всеми горизонталями, вершинами, тальвегами оврагов, реками и родниками с подписанием их высот;
• Перенос точек: отложить расстояния от начальной точки по горизонтальной оси, а затем восстановить перпендикуляры на соответствующую абсолютную высоту;
• Отрисовка: плавно соединить полученные точки непрерывной кривой линией, отобразить естественные формы (впадины рек, выпуклости холмов) и нанести условные знаки объектов (родник, река).

Русла рек, ручьев и днища оврагов всегда являются локальными минимумами высоты (эрозионными врезами). Поэтому при соединении двух соседних точек с одинаковыми высотными отметками, между которыми на карте протекает река или ручей, соединяющая линия обязательно вычерчивается плавно вогнутой вниз (а не прямой горизонтальной). Родники обозначаются специальным гидрологическим значком в месте выхода водоносного пласта на склоне оврага или террасы.

Комплексный профиль несет богатейшую синтетическую информацию:

• Под линией гипсометрии (в недрах): с помощью геологических условных знаков и штриховок изображаются слои горных пород (пески, глины, известняки, суглинки), уровень грунтовых вод, а в приповерхностном слое — типы почв (подзолистые, дерново-подзолистые, серые лесные, черноземы);
• Над линией рельефа: условными пиктограммами и значками отображается растительный покров (хвойный, смешанный или широколиственный лес, луговое разнотравье, болотная растительность), высоты древостоя, а также климатические параметры (средние температуры, роза ветров) и характер хозяйственного освоения (пашни, сады, вырубки).