Изучение рельефа местности

 

Медленно, но неуклонно силы природы изо дня в день видоизменяют рельеф Земли. Чаще всего эта работа незаметна для глаза, но иногда она идет быстро и производит большие разрушения. Изучение даже тех процессов, которые медленно, исподволь изменяют рельеф, — это дело совсем не отвлеченное, оно имеет большое значение для нашего хозяйства. Надо знать не только где и что нам угрожает, но и скорость самых разнообразных процессов, изменяющих поверхность нашей Земли и препятствующих ее хозяйственному использованию. Скорость и характер этих изменений зависят от многих конкретных условий и поэтому должны выясняться отдельно для каждого района. У нас в стране любое крупное строительство производится после тщательных изысканий, однако они не могут быть очень длительными, а, следовательно, далеко не всегда могут дать исчерпывающие ответы. И в этом отношении любой краевед — будь то опытный натуралист или наблюдательный колхозник, преподаватель школы или пытливый и любознательный школьник — может оказать своему колхозу, своим землякам и Родине незаменимую и важную помощь.
Изучение рельефа, его использование и изменение

При разработке генеральных планов населенных мест, проектов детальной планировки и застройки их территорий важное значение приобретает характер рельефа местности. Недоучет или неправильное использование особенностей рельефа приводит к усложнению проектных решений, удорожанию строительных работ и созданию в ряде случаев неблагоприятных условий для размещения зданий и сооружений, организации движения транспорта и пешеходов, санитарно-гигиенических условий проживания и благоустройства. Рельеф местности часто определяет внешний облик города и условия его территориального развития.

По принятой планировочной практикой терминологии рельеф местности расположения города (населенного пункта) подразделяют на следующие виды:

1) равнинный - слабовыраженная пологая поверхность земли без холмов и оврагов (например, Санкт-Петербург);
2) средний - с холмами, небольшими долинами и котлованами (например, г. Москва);
3) сложный - с резко выраженными крутыми скатами и холмами (например, г. Киев).

Рельеф местности определяют геодезической съемкой и изображают на плане в горизонталях, представляющих собой условные линии проекции пересечения поверхности горизонтальными плоскостями, расположенными по высоте на равных расстояниях одна от другой. Так как каждая горизонталь в отдельности - это линия, соединяющая между собой точки с одинаковыми отметками, разные по высоте горизонтали не могут пересекаться между собой в плане.

На горизонталях надписывают их высотные - абсолютные отметки, отсчитываемые от абсолютного нуля (Балтийского моря). При отсутствии таких данных поверхность нивелируют от условно принятого уровня и отметки называют относительными. Разность между соседними по высоте горизонталями называют высотой сечения рельефа, или шагом горизонталей, а расстояние между ними в плане - заложением. На поверхности с одинаковым углом падения рельефа местности расстояния между горизонталями будут равными. При пологом рельефе расстояния между горизонталями будут большими, а по мере повышения крутизны ската они уменьшаются.

В зависимости от стадийности проектирования и соответственного увеличения масштаба плана изменяется детальность изображения рельефа. При разработке детальных проектов планировки и застройки городов целесообразнее пользоваться топографическими планами с масштабом 1:2000 и шагом горизонталей 0,5 или 1 м и др. (М 1:500) (рис.1).

На рис.1 представлен план местности, отображающий в горизонталях различные условия рельефа. Из плана видно, что отметки горизонталей заложены с падением по высоте, или шагом, 1 м. Стрелками показаны направления уклонов поверхности, наибольшие из которых определяют по кратчайшему расстоянию между горизонталями (по нормали к ним). Следовательно, условия рельефа местности характеризуются главным образом уклонами и их направлениями.

Рис.1. План местности, отображающий условия рельефа

В - вершина; С - седловина; П - пик; Б - бергштрих, указывающий направление склона; Р - равнинный участок; К - участок выработки (котлован); Т- тальвег; Л - лощина; Г - гребень (стрелки показывают направление поверхностного стока)

Уклон - это их отношение разности высот между двумя отдельно взятыми точками к расстоянию между ними (рис.2).

Рис.2. Уклон

Уклон выражают десятичными дробями в процентах и в промиле (%о) (тысячные доли). Например: i = 0,01 соответствует i = 1% или i = 10%о. Чаще всего на практике - %о.

В природе редко встречаются безуклонные поверхности земли, за исключением заболоченных территорий. На рис.1 план рельефа местности характеризуется наличием лощин, холмов, оврагов, равнинных участков.

Наивысшие линии хребтов являются водораздельными, а по наиболее низким участкам оврагов и лощин, называемых тальвегами, концентрируется сток поверхностных вод. Хребты, или водоразделы, характеризуются на плане выпуклостью следующих одна за другой горизонталей (в направлении уклона), а лощины, или тальвеги, - их вогнутостью. Характер водоразделов и тальвегов определяется разностью наиболее высоких и низких отметок, частотой горизонталей на отдельных участках и степенью их выпуклости или вогнутости, характеризующими продольный уклон и крутизну откосов и склонов. Учащение горизонталей, т.е. уменьшение расстояний между ними в плане, указывает на повышение уклонов на этих участках, а разряжение горизонталей - на их уменьшение. Для облегчения изучения рельефа на горизонталях по перпендикуляру на них наносят бергштрихи - небольшие черточки, указывающие направление уклона в сторону понижения рельефа.

Категории неблагоприятных и особо неблагоприятных условий рельефа требуют проведения специальных мероприятий по вертикальной планировке с существенным изменением рельефа, устройством подпорных стенок, откосов, лестниц и т.д.

Рельеф территории в значительной степени предопределяет планировочную композицию уличной сети, а следовательно, и плана города. Для прокладки сети улиц наиболее благоприятен рельеф с уклонами 5-60%о, для магистральных улиц - 5-80%о, для жилых улиц и проездов - в зависимости от их классификации.

В условиях сложного рельефа трассирование улиц и дорог может проектироваться по трем схемам.

По наибольшему уклону - поперек горизонталей, что иногда необходимо для создания кратчайших расстояний между отдельными пунктами населенного места. По такой схеме продольные уклоны становятся наибольшими и могут быть применены только на жилых улицах и местных проездах небольшой протяженности. При этом уклон не должен превышать 80%о, а в горных условиях -100%о.

Смывание плодородной почвы.
При рассмотрении аэрофотосъемки какой-либо распаханной равнины бросается в глаза осветленный перистый рисунок с неясными контурами, заканчивающийся оврагом, подобно тому, как птичье перо оканчивается остью. Такой рисунок наглядно показывает, что выше оврага, на почти горизонтальной равнине, при уклонах даже в 2—4°, происходит хотя и постепенный, но интенсивный снос пахотного горизонта почвы талыми и дождевыми водами. Учесть результат этого процесса можно, закладывая мелкие почвенные ямы и измеряя мощность гумусового горизонта. Для сравнения почвенные ямы надо заложить не только на приовражных склонах, но и на плоских водоразделах, что наглядно покажет различия в смытости почвенного покрова.

Сделав копию плана колхоза, следует нанести на этот план местоположение почвенных ям, написать у каждой ямы ее номер и мощность в ней гумусового горизонта и составить карту с линиями равных мощностей этого горизонта (например 0, 10, 20, 30 см и т.д.). Для наглядности можно сделать профили смытости почвенного слоя (рис. 1). Чтобы труд по выкапыванию почвенных ям еще больше окупил себя, можно использовать значительную часть их для посадки фруктовых и других деревьев, объединив эту работу с озеленением дорог, границ полей и приовражных склонов. Весной эти наблюдения следует дополнить учетом количества стекающей с полей воды и взятием ее проб. Дав отстояться взятой для пробы воде, следует взвесить почву, содержащуюся в 1 л, и, таким образом, зная количество стекающей с полей воды, подсчитать, сколько почвы сносится с 1 га. Осенью эту работу надо завершить проведением пробных укосов и ручного обмолота небольших площадок, например в 100 кв. м, для того, чтобы точно выяснить зависимость урожайности от степени смытости и, следовательно, от мощности оставшегося гумусового горизонта (рис. 1).

Естественный травяной покров в лесной, лесостепной и степной зонах образует настолько плотный дерновый слой, что талые и дождевые воды могут производить в основном только крайне медленный площадной смыв почвы поверх растительного покрова. В этих условиях на возвышенных равнинах (Приволжская, Средне-Русская и другие возвышенности), даже при глубоком их расчленении, вырабатывался пологосклонный балочный рельеф.

Рост оврагов во многих районах лишил людей до половины пахотных земельных угодий. Мы не имеем права безразлично относиться к этому злу. Вот почему государство предприняло немало мер по закреплению овражной сети. Однако государственные мероприятия могут оказаться наиболее действенными только при постоянной помощи всего населения. Одним из видов такой помощи является установление краеведами мест, где продолжается рост оврагов, нанесение этих мест на планы колхозов и выяснение скорости роста оврагов, особенно их вершин.

Чтобы сделать это, надо разбить на местности прямоугольную сеть через 10 или через 20 м, закрепить ее пронумерованными столбами и нанести их на план (рис. 2). Столбы эти надо ставить так, чтобы, опираясь на них, можно было произвести промеры по системе поперечных профилей (см. гл. 1). Для того чтобы столбы не смыло, следует ставить их на некотором удалении от обрыва и по возможности устанавливать вторые (страховые) столбы, отдаленные на 20 м от первых (опорных). Для облегчения наблюдений можно на линиях профилей дополнительно к столбам, между ними и обрывами оврага, установить через каждый метр или через два метра колышки (см. рис. 2). По этим дополнительным колышкам следует после каждого ливня, в конце осени и весной, когда земля хорошо обсохнет, проводить повторные наблюдения, вычерчивая новое положение края обрыва на профилях и плане.

изменений рельефа.
На приведенных нескольких примерах мы старались показать, что, используя достаточно простые способы повторного наблюдения, можно увидеть, а главное измерить самым точным образом те самые разнообразные изменения в рельефе окружающей нас местности, которые обычно обнаружить бывает трудно. Такую же методику следует применять и при изучении других изменений рельефа. Например, для выяснения вопроса, заносится ли пойменный луг, используется описанный выше метод изучения скорости накопления ила в дельте реки. Вопрос, устойчив ли склон в области развития вечной мерзлоты, решают совершенно точно методом закладки створов, указанным для изучения движения оползней. Его можно упростить, если имеются крупные камни, окрасив их по створу яркой масляной краской и т. д.

Чем больше методов мы применим, тем разностороннее изучим то или иное явление. Составление планов и заложение створов очень полезно сочетать с методом повторного фотографирования. Этот метод очень хорош для выявления всевозможных медленных изменений и движений, например для установления движения оползня (важно, чтобы на нем был легко опознаваемый предмет). Повторными снимками можно проследить скорость изменения расположения русла реки, нарастание дельты. Во многих районах ледники в настоящее время довольно быстро отступают. Это также очень наглядно можно выявить повторным фотографированием.

В ряде случаев применим метод окраски. Например, если какое-либо сооружение должно быть создано у подножия горной осыпи, то необходимо выяснить безопасность места. Обычно подножие осыпи (например на речной террасе) бывает окаймлено крупными глыбами камней, в основном скатившихся давно. Но не падают ли такие камни сейчас? Сделав краской отметки на всех камнях, расположенных у предполагаемого места сооружения, следует через некоторое время (особенно после ливня или снеготаяния) произвести новый осмотр. На каждом вновь упавшем камне следует сделать отметку краской другого цвета и указать дату повторного исследования. Такие наблюдения желательно производить в течение ряда лет. Интересно сочетать их с окрашиванием яркой краской горизонтальной полосы камней на самой горной осыпи. Повторные наблюдения и фотографирование на цветной пленке дадут наглядное представление о степени подвижности осыпи.

Этот же метод окраски применяют для изучения интенсивности переноса галечника волнами на берегах морей и крупных озер.

Для выяснения вопроса о том, опускается или поднимается берег моря или озера, самым точным является метод засечек на скалах. Эти засечки зубилом надо делать как на уровне воды, так и на один метр выше и выбивать дату или год засечки.

Наука до сего времени располагает крайне малым количеством цифровых данных о всевозможных изменениях рельефа. Получение их еще немногочисленными научными станциями, во-первых, обходится государству дорого, а во-вторых, не может охватить большого разнообразия районов и объектов. Поэтому наблюдения натуралистов и краеведов, которые проводятся во многих местах, имеют важное научное и практическое значение.

Для того чтобы эти наблюдения приносили максимальную пользу, необходима их массовость. Очень важно, чтобы школы, особенно сельские, организовывали длительные наблюдения за какими-либо близкими к ним объектами и ввели традицию научно-практического их изучения.

Все наблюдения необходимо точно фиксировать записями и чертежами, хорошо, наглядно оформлять, постоянно дополнять их новыми данными. Это приучит учащихся к систематичности в работе, убедительно докажет им необходимость охраны природы и творческого ее преобразования и обогащения на благо народа.