6 лет назад
Нету коментариев

Карты густоты, или интенсивности, горизонтального расчленения могут иметь, по А. А. Борзову, более общее название карт «ритма рельефа». Существует несколько методов составления карт густоты расчленения.

Карты длины эрозионной сети на единицу площади. Один из методов составления подобных карт известен давно и сводится к определению длины эрозионной сети на единицу площади L/P , где L — длина эрозионной сети на площади Р. Он широко применяется также для определения густоты гидрографической сети.

Для этого берется топографическая карта с детальным изображением эрозионной сети и разделяется при помощи системы взаимно перпендикулярных линий на равные квадраты. Затем в пределах каждого из них определяется общая длина эрозионной сети. Полученные цифры делятся на площадь квадрата, и таким образом вычисляют для каждого из них показатель интенсивности расчленения, т. е. длину эрозионной сети на 1 кв. км. Она будет тем больше, чем интенсивнее расчленение.

От величины квадратов будет зависеть детальность составляемой карты. Внутри крупных площадей могут существовать заметные различия интенсивности горизонтального расчленения, которые пропадут за средними цифрами. Чем меньше квадраты, тем полнее передаются детали рельефа.

Стремясь детализировать карту, не следует увлекаться чрезмерным дроблением геометрической сетки. Если квадраты будут очень мелкие, то одни из них целиком уложатся на водоразделах, другие будут пересекаться тальвегами эрозионных форм. Длина последних внутри каждого такого квадрата окажется полностью в зависимости от случайности расположения геометрической сетки относительно эрозионных форм.

Следовательно, при составлении карты интенсивности горизонтального расчленения рассматриваемым способом нужно очень расчетливо разбивать сетку квадратов. В общем, чем пестрее картина расчленения поверхности, тем гуще должна быть эта сетка. Сугубо ориентировочно можно признать возможной разбивку карты независимо от масштаба на квадраты площадью 4 кв. см, что соответствует в масштабе 1 : 100 000 — 4 кв. км, в масштабе 1 : 1 000 000 — 400 кв. км, изменяя эти размеры в зависимости от конкретных геоморфологических условий и требуемой точности.

Показатели интенсивности расчленения подписываются на карте внутри каждого квадрата.

После того как все вычисления будут закончены, вырабатывается шкала условных обозначений с указанием против каждого условного знака пределов колебания длины эрозионной сети на 1 кв. км. В зависимости от масштаба и детальности карты шкала выбирается различная с интервалами в среднем 0,05—0,1 км на 1 кв. км.

Условные обозначения могут быть цветные или одноцветные (штриховые). В обоих случаях следует придерживаться правила: чем интенсивнее расчленение, тем темнее окраска или штриховка. При цветной шкале можно употреблять переходы от бледножелтого к темножелтому и далее ко все более темным оттенкам коричневого цвета, применяя в случае нужды оттенки оранжевого и красного цветов. При штриховой шкале для слабо расчлененных площадей употребляют редкую и тонкую штриховку, которая с увеличением интенсивности расчленения сменяется более толстой и частой и далее все более темной штриховкой в клетку.

Каждый квадрат карты закрашивается или заштриховывается в соответствии с принятыми условными знаками и исходя из длины эрозионной сети на 1 кв. км. Таким образом, границы между районами с различной интенсивностью расчленения пройдут по взаимно перпендикулярным прямым линиям. Это будет не карта, а картограмма. Пример подобной карто­граммы дан на рис. 8.

Картограмма густоты долинно-балочной сети (в километрах на 1 кв. км)

Картограмма густоты долинно-балочной сети (в километрах на 1 кв. км)

Для того чтобы сделать изображение более «географичным», следует несколько исправить границы (отнести их в ту или другую сторону, изогнуть и пр.), пользуясь топографической картой и визуально оценивая необходимость соответствующих поправок.

Можно также цифры длины эрозионной сети на 1 кв. км подписать в центральной точке каждого квадрата и в соответствии с установленной легендой, интерполируя, провести изо­линии одинаковой интенсивности расчленения, а затем карту раскрасить или заштриховать.

Следует различать карты интенсивности общего эрозионного расчленения, карты интенсивности долинно-балочного расчленения, овражного расчленения, с определением соответственно длины на 1 кв. км всей эрозионной сети (долин, балок, оврагов) или долин и балок, или, наконец, только оврагов.

Описанным способом можно составлять карты интенсивности горизонтального расчленения во всех масштабах, но в тех случаях, когда непосредственно используют карты масштаба 1 : 200 000 и мельче, необходимо учитывать генерализацию рельефа за счет отбрасывания незначительных или нехарактерных эрозионных форм.

Средне- или мелкомасштабную карту интенсивности расчленения можно полностью составить на основании детального топографического материала крупного масштаба, но для этого нужно проделать очень трудоемкую обработку всего этого материала.

Проще предварительно составить карту в принятом масштабе. Затем в самых типичных районах с различной интенсивностью расчленения выбрать небольшие участки (ключи). Для них интенсивность горизонтального расчленения определяется по крупномасштабным топографическим картам. Путем сравнения показателей расчленения, полученных применительно к одним и тем же районам (ключам) по крупномасштабным материалам и на основной карте, для последней устанавливают поправочные коэфициенты. После введения поправок получается, хотя и не вполне точная, окончательная карта.

Несколько иначе составлена карта густоты овражно-балочной сети европейской части СССР С. С. Соболева.

На листах карты масштаба 1 : 420 000 были вычерчены квадраты площадью 625 кв. км (25 X 25 км) и в пределах каждого из них с помощью курвиметра определена длина долинно-балочной сети на 1 кв. км. Полученный цифровой материал позволил провести границы площадей различной интенсивности расчленения по следующей шкале протяженности долинно-балочной сети в километрах на 1 кв. км: 0—0,1; 0,1—0,2; 0,2—0,3; 0,3—0,4; 0,4—0,5; 0,5—0,6; 0,6—0,7; 0,7—0,8; 0,8—0,9; 0,9—1,0; 1,0—1,1.

Затем карта была пересоставлена в масштабе 1 : 5 000 000 с применением штриховых условных обозначений 2.

По отношению к этой карте были высказаны существенные критические замечания. Недостатки ее объясняются, в основном, несовершенством исходного материала. Десятиверстная карта, которая послужила основой для ее составления, передает рельеф со значительной генерализацией, неполно, местами схематично и теперь может считаться сильно устаревшей. Это привело к тому, что показатели густоты долинно-балочной сети, вычисленные С. С. Соболевым, оказались «недопустимо заниженными» (Волков, 1949).

Карты холмистости (западинности). Горизонтальное расчленение рельефа может быть вызвано деятельностью не только водной эрозии, но и другими причинами (например, неравномерной ледниковой аккумуляцией, обусловливающей холмистость и западинность поверхности). В связи с этим для холмистых областей древнего оледенения равнин и других генетических типов холмистого рельефа рекомендуется составлять карты холмистости или западинности.

На топографических картах крупного масштаба предварительно разбивают сетку квадратов и определяют количество холмов или западин на единицу площади. Затем вырабатывают шкалу холмистости (западинности) рельефа и на основании полученных цифр проводят границы. Оформляют карту методом цветной раскраски или одноцветной штриховки по правилу: чем чаще холмы (западины), тем интенсивнее окраска или штриховка.

При составлении подобной карты в мелком масштабе предварительно производят геоморфологическое районирование. В каждом геоморфологическом районе выбирают ключи и для них составляют карты холмистости (западинности) крупного масштаба, данные которых экстраполируются на территорию соответствующего района.

Описанный способ составления карт густоты расчленения рельефа хотя в общем дает и неплохие результаты, но обладает все же рядом существенных недостатков.

1. Показатель густоты расчленения представляет собой величину относительную (длина эрозионной сети относится к единице площади). В ряде основных морфометрических показателей он стоит особняком. Два других показателя: глубина расчленения (или, иначе говоря, относительная высота) и угол наклона земной поверхности обозначаются величинами абсолютными, которые могут быть определены для любой точки (не только площади) на земной поверхности.

2. Карты разных масштабов получаются трудносравнимыми, так как при их составлении невозможно соблюсти равенство площадей квадратов.

3. Изображение носит характер картограммы, а не карты. Карты удаленности от ближайших местных базисов денудации. Хорошим морфометрическим показателем, а вместе с тем и показателем густоты расчленения, может служить удаленность водоразделов от ближайших тальвегов, т. е. ближайших местных базисов денудации, которая становится тем меньше, чем интенсивнее расчленение, и наоборот. Она является величиной абсолютной и находится в непосредственной функциональной зависимости от двух других показателей: глубины расчленения или, что то же самое, от высоты склона и среднего угла его падения по формуле l=h/tga где h — высота склона, l — длина заложения склона, или удаленность водораздела от тальвега, а — угол падения склона (рис.9).

Изменение удаленности водоразделов от ближайших тальвегов

Изменение удаленности водоразделов от ближайших тальвегов

На рис. 9, А удаленность водоразделов от ближайших тальвегов в два раза меньше по сравнению с рис. 9, Б, а интенсивность расчленения соответственно в два раза больше.

Удаленность водоразделов от базисов денудации легко поддается картографическому выражению при помощи изолиний в любом масштабе с получением вполне сравнимых, наглядных, легко воспринимаемых карт.

Для этого на топографической основе проводятся тальвеги всех эрозионных форм и линии водоразделов. Последние разбивают территорию на сеть элементарных бассейнов (водосборов), размеры которых до некоторой степени уже характеризуют густоту расчленения рельефа. Затем в пределах каждого бассейна в характерных местах проводят линии падения склонов и на них откладывают, начиная от тальвега, равные отрезки, длина которых устанавливается в зависимости от масштаба, детальности карты и характера рельефа (например, в масштабе 1 : 100 000 в среднем через 0,5—1,0 см, т. е. через 0,5—1,0 км на местности). Точки, равно отстоящие от тальвегов, соединяются кривыми, которые, таким образом, являются изолиниями удаленности от ближайших тальвегов (рис. 10).

Изолинии удаленности от ближайшего тальвега

Изолинии удаленности от ближайшего тальвега

Полосы между изолиниями удаленности можно закрасить или заштриховать по правилу: чем дальше пункт от тальвега, тем светлее окраска или штриховка.

Если линия водораздела не выражена, то она проводится условно на одинаковом расстоянии от тальвегов соответствующих эрозионных форм, а расстояния до нее берутся пример­но по нормали к простираниям тальвегов.

На прилагаемой карте (рис. 11) удаленность водоразделов от тальвегов в среднем не превышает 0,5 км и только у речной долины достигает более значительных величин 1—1,5 км.

Карта удаленности от ближайших тальвегов (местных базисов денудации) в км

Карта удаленности от ближайших тальвегов (местных базисов денудации) в км

Описанный способ пригоден для составления карт крупного масштаба. Карты более мелкого масштаба должны составляться на основании крупномасштабных исходных материалов с применением обобщенной шкалы удаленности от тальвегов и генерализацией контуров.

Однако это требует длительной предварительной обработки крупномасштабных карт всего района, что не всегда является возможным. Поэтому необходимо разработать приемы более быстрого упрощенного составления карт удаленности от ближайших тальвегов в среднем или мелком масштабе.

Для этой цели пригоден метод ключей, который, как известно, широко применяется в морфометрии. Сначала составляют карту в требуемом отчетном масштабе (среднем или мелком) на географической основе с обязательным изображением рельефа при помощи горизонталей. Затем в нескольких типичных местах выбирают ключи и для них составляют карту удаленности от тальвегов в крупном масштабе с учетом полного расчленения рельефа. На основании карт ключевых участков в отчетную карту вводят поправочные коэффициенты. Каждый коэффициент экстраполируется только на площадь того района, который в отношении интенсивности расчленения примерно сходен со своим ключом.

При составлении мелкомасштабных карт можно воспользоваться средними показателями, что значительно упрощает задачу.

Первоначально на топографическую карту крупного масштаба наносят все линии тальвегов (которые необходимо учесть при определении средней расчлененности рельефа) и соответствующие линии водоразделов. Затем для каждого водосбора определяют его площадь (s) и длину тальвега (а). Разделив площадь s на длину а, получаем примерную среднюю ширину бассейна, половина которой составляет среднюю удаленность водораздела в обе стороны от линии тальвега (b):

F_1

Величина b есть примерное расстояние от водораздела до тальвега по нормали к последнему. В действительности, удаленность водоразделов от тальвегов должна измеряться вдоль линий падения склонов, т. е. вдоль линий, идущих по нормали к горизонталям. Последнее расстояние и является искомым. Оно больше величины Ь. Если угол между линией падения склона и линией, идущей по нормали к тальвегу, обозначить через b, то удаленность водораздела l=b/cosb (2) (рис. 10). Подставляя в формулу (2) значение b из формулы (1), получаем:

F_2

Как известно, два угла со взаимно перпендикулярными сторонами равны, поэтому угол b равен углу подхода горизонталей к тальвегу (рис. 10). Его среднее значение для элементарного водосбора определяется из нескольких измерений по топографической карте.

Когда горизонтали проходят почти параллельно тальвегу, встречаясь с ним под очень острым углом, величину b можно приравнять l, что еще более упрощает составление карты.

Удаленность водоразделов по нормали к тальвегам можно определить и независимо от величины угла встречи горизонталей с тальвегами. Полученный таким образом показатель густоты расчленения будет характеризовать плотность (густоту) эрозионных форм, но не будет находиться в простой функциональной зависимости от угла падения и высоты склона, поскольку последние показатели определяются по линии падения склона.

Если элементарный бассейн (водосбор) резко асимметричен, то среднее расстояние удаленности водоразделов вправо и влево от линий тальвегов следует определить раздельно.

После того как все элементарные водосборы будут отработаны, они закрашиваются или заштриховываются по определенной шкале.

Наконец, можно приближенно вычислить среднюю удаленность водоразделов от тальвегов для района, выделяемого глазомерно как примерно однородного в отношении густоты расчленения рельефа. Для этого пригодна формула:

F_3

где S — общая площадь района, L — общая длина эрозионной сети.

Критикуя С. С. Соболева за то, что при определении средней удаленности водоразделов от тальвегов он применял эту формулу, Н. М. Волков (1949) неосновательно считает, что она дает правильный результат лишь в тех сравнительно редких случаях, когда линии эрозионных форм и водоразделов параллельны друг другу. Более часто наблюдаемый тип расчлене­ния, по Н. М. Волкову, схематически может быть изображен в виде системы взаимно перпендикулярных линий. В таком случае при той же общей длине эрозионных форм расстояние между тальвегами будет в два раза больше. Однако это означает лишь, что удвоенным будет наибольшее расстояние до вершины, заключенной между эрозионными формами, водораздельной пирамиды. Среднее же расстояние между водоразделами и тальвегами остается прежним, т. е. соответствующим приведенной выше формуле.

Карты ритма рельефа. Удаленность водоразделов от ближайших местных базисов денудации как показатель густоты расчленения рельефа по существу принимается также В. Н. Ченцовым (1948).

В основу своего показателя В. Н. Ченцов положил понятие о «ритме» рельефа, введенное А. А. Борзовым. Последний под ритмом рельефа понимал количество повышений и понижений на единицу длины профиля.

Чем больше перегибов поверхности приходится на единицу длины профиля, тем меньше среднее расстояние между ними, и наоборот. На основании этого В. Н. Ченцов предложил принять в качестве показателя средней интенсивности расчленения среднее расстояние между двумя соседними перегибами профиля — с одной стороны положительной и с другой — отрицательной форм рельефа. Эту величину он, в отличие от А. А. Борзова, и называет «ритмом рельефа».

Определение морфометрических показателей

Определение морфометрических показателей

Возьмем профиль длиной d1 с количеством перегибов m1 и количеством интервалов между перегибами т1+1 (рис. 12). Среднее расстояние между соседними перегибами или, по Ченцову, ритм рельефа:

F_4

Для того чтобы величина l характеризовала не один только профиль, а густоту расчленения рельефа на определенной площади, последнюю пересекают несколькими взаимно перпендикулярными профилями длиной d1, d2, dз и т. д. с количеством перегибов на каждом т1, т2, m3 и т. д. Если общее число профилей п, то ритм рельефа для выбранной площади:

F_5

где F_6

При составлении карты территория предварительно районируется и в пределах каждого геоморфологического района выбирается 3—5 небольших участков — ключей с однородным характером рельефа и обеспеченных топографическими картами масштаба 1 : 25 000 — 1 : 50 000. На последних проводят линии профилей с интервалам порядка 2 км и затем производят определение густоты расчленения. Результаты, полученные по ключам, экстраполируют на всю территорию геоморфологических районов.

На составленном В. Н. Ченцовым образце карты (рис. 13) ясно видно различие густоты расчленения высокого и низкого Заволжья, Приволжской возвышенности и Прикаспийской низменности, Южного Урала.

Карта густоты расчленения рельефа (в метрах)

Карта густоты расчленения рельефа (в метрах)

Метод профилей, предложенный Ченцовым, не вполне правильно отражает интенсивность горизонтального расчленения, так как профили проводятся произвольно по отношению к простираниям эрозионной сети. Величина l будет отклоняться от истинной в сторону увеличения в тех случаях, когда линии тальвегов и водоразделов пересекаются профилями не по нормали, а под острым углом. Это приводит к тому, что ритм рельефа в целом получает преувеличенное значение, а густота расчленения — соответственно уменьшенное по сравнению с истинными величинами.