§ 4. Визначення кутів орієнтування, висот точок, падіння річки за топографічною картою

Для орієнтування на місцевості або карті використовують кути орієнтування:

• азимут істинний, або географічний (А_і) — кут, що відраховується від північного напрямку істинного (географічного) меридіана до заданого напрямку;

• азимут магнітний (А_м) — кут, що відраховується від північного напрямку магнітного меридіана до заданого напрямку;

• дирекційний кут (Д) — кут, що відраховується від північного напрямку осьового меридіана або лінії, паралельної йому, до заданого напрямку.

Усі названі кути визначаються за ходом годинникової стрілки і змінюються від 0 до 360°.

За основний вихідний напрямок береться напрямок географічного меридіана. На схемах взаємного положення меридіанів, розміщених на топографічних картах, його позначають зірочкою, магнітний меридіан — прямою стрілкою, осьовий меридіан — зворотною стрілкою (мал. 1).

Мал. 1. Взаємне положення меридіанів на топографічних картах.

Напрямку географічного меридіана на топографічній карті відповідають бічні сторони рамки аркуша карти. Для того щоб виміряти на карті істинний азимут, через початкову точку лінії за допомогою лінійки проводять географічний меридіан (лінію, паралельну бічній рамці), а потім транспортиром вимірюють кут між меридіаном і заданим напрямком. Дирекційний кут вимірюють на карті транспортиром без додаткових графічних побудов (мал. 2).

Мал. 2. Вимірювання істинного азимута та дирекційного кута за топографічною картою.

Географічний і магнітний меридіани, проведені через одну точку на карті, не збігаються. Магнітний меридіан відхиляється від географічного на кут, що називається схиленням магнітної стрілки, або магнітним схиленням (МС).

Магнітне схилення мінливе й залежить від зміни місця і часу. На топографічній карті під південною рамкою показують середнє магнітне схилення, яке характерне для показаного району, та величину його зміни за рік (мал. 1).

Залежність між істинним та магнітним азимутами виражається формулами:

Якщо магнітне схилення східне, його значення додають до значення магнітного азимута, якщо західне — віднімають.

Лінії сітки відхиляються від географічного меридіана на кут, що називається зближенням меридіанів (ЗМ):

Знаючи формули взаємозалежності кутів орієнтування, легко визначити будь-який із них, зробивши на топографічній карті лише один вимір транспортиром (мал. 3).

Мал. 3. Співвідношення між кутами орієнтування.

Задача. Автомобіль рухається по дорозі з населеного пункту Червоне в напрямку річки (с. 220, квадрат 4451). Зробіть необхідні вимірювання та обчисліть істинний та магнітний азимути напрямку руху автомобіля.

1) За допомогою транспортира вимірюємо дирекційний кут між вертикальною лінією сітки та автомобільною дорогою у квадраті 4451: Д = 70°.

2) За схемою під рамкою карти визначаємо величину зближення меридіанів: ЗМ = 0°46′ — східне.

3) Визначаємо істинний азимут: А_і = Д + ЗМ_сх = 70° + 0°46′ = 70°46′.

4) За схемою під рамкою карти визначаємо величину магнітного схилення: МС = 3° — західне.

5) Визначаємо магнітний азимут: А_м = А_і + МС_зах = 70°46′ + 3° = 73°46′.

2. Визначення висот.

Основним способом зображення рельєфу на топографічній карті є спосіб ізоліній, які називають горизонталями, або ізогіпсами.

Горизонталі — уявні лінії, що проходять через точки місцевості з однаковою абсолютною висотою.

Абсолютна висота — висота точок місцевості, що відраховується від рівня моря (за початок відліку висот на картах беруть рівень Балтійського моря).

Відносна висота — висота будь-якої точки щодо висоти іншої точки, що дорівнює різниці абсолютних висот цих точок.

Деякі абсолютні висоти точок та об’єктів позначені на топографічній карті точкою та числом. Наприклад, абсолютна висота гори Південна дорівнює 136,7 м (с. 220). Якщо точка розміщена на підписаній горизонталі, то її абсолютна висота збігається з позначкою цієї горизонталі. Якщо ні, то її висоту обчислюють за висотою перерізу рельєфу, значення якої вказується в допоміжному оснащенні топографічної карти під південною рамкою карти. Так, висота вежі мобільного зв’язку у квадраті 4651 становить 135 м. Якщо точка розташована між суміжними горизонталями, вираховують її перевищення щодо нижчої горизонталі та додають до абсолютної висоти цієї горизонталі.

Зображення рельєфу горизонталями та цифрові позначення абсолютних висот інших характерних точок місцевості (зокрема урізів води) дає можливість обчислювати величину падіння річок на певних ділянках місцевості або їх повне падіння (різниця висот між витоком і гирлом).

Задача. Обчисліть повне падіння річки Калинова (с. 220).

1) Знаходимо абсолютну висоту витоку річки Калинова. Він розташований між горизонталями 115 та 120 м (квадрат 4652) приблизно на висоті 116,5 м.

2) Визначаємо абсолютну висоту гирла. Річка Калинова впадає в річку Верхню, абсолютна висота урізу води вказана на карті — 101,2 м.

3) Повне падіння річки Калинова: 116,5 м – 101,2 м = 15,3 м.

Залежно від узятого початкового напрямку розрізняють кути орієнтування: азимут істинний (географічний), азимут магнітний і дирекційний кут.

• Для того щоб визначити кути орієнтування і взаємозв’язки між ними, необхідно знати величини магнітного схилення та зближення меридіанів.

• За горизонталями можна визначити форму і крутизну схилів, абсолютну і відносну висоту будь-якої точки.

Запитання та завдання для самоперевірки

1. Назвіть основні кути орієнтування. Поясніть принципи їх вимірювання та обчислення. 2. Укажіть, де розміщена інформація про величину магнітного схилення та зближення меридіанів. 3. Що називають горизонталями? 4. Як визначити абсолютну і відносну висоту точки? 5. Поясніть послідовність дій при визначенні падіння річки за топографічною картою.

Чому дорівнює істинний азимут ліній руху на північ, схід, південь, захід?

Практична робота 1 (закінчення)

Визначення на топографічній карті географічних (із точністю до секунд) та прямокутних координат окремих точок, географічних і магнітних азимутів, абсолютних і відносних висот точок, падіння річки

1. Використовуючи транспортир, виміряйте дирекційний кут напрямку від позначки висоти 130,4 м (квадрат 4652) на джерело Чисте (с. 220). Обчисліть за допомогою формул магнітного схилення та зближення меридіанів величини істинного та магнітного азимутів.

2. Визначте абсолютну висоту: 1) вершини каменя (квадрат 4653); 2) місця, де розташована школа (квадрат 4453).

3. Обчисліть падіння річки Калинова на відрізку АБ (квадрат 4652).

Практична робота 2

Читання схем руху транспорту свого міста (обласного центру)

Водний режим річок, харчування, стік і класифікація річок

Водний режим річок характеризується сукупним зміною в часі рівнів та обсягів води в річці. Рівень води (Н) – висота водної поверхні річки відносно постійною нульової позначки (ординара або нуля графіка водомірного поста). Серед коливань рівнів води в річці виявляються багаторічні, обумовлені віковими змінами клімату, і періодичні: сезонні і добові. У річному циклі водного режиму річок виділяють кілька характерних періодів, званих фазами водного режиму. У різних річок вони різні і залежать від кліматичних умов і співвідношення джерел живлення: дощового, снігового, підземного і льодовикового. Наприклад, у річок помірно-континентального клімату (Волги, Обі та ін.) Виділяються наступні чотири фази: весняна повінь, літня межень, осінній підйом води, зимова межень. Повінь – щорічно повторюване в один і той же сезон тривале збільшення водності річки, що викликає підйом рівня. У помірних широтах воно настає навесні за рахунок інтенсивного сніготанення.

Межень – період тривалих низьких рівнів і витрат води в річці при переважанні підземного харчуванні («маловоддя»). Літній межень обумовлена ??інтенсивним випаровуванням і просочуванням води в грунт, незважаючи на найбільшу кількість опадів у цей час. Зимова межень – результат відсутності поверхневого харчування, річки існують лише за рахунок підземних вод.
Паводки – короткочасні неперіодичні підйоми рівні води та збільшення обсягів води в річці. На відміну від повеней вони трапляються в усі сезони року: в тепле півріччя вони викликані сильними або тривалими дощами, взимку – таненням снігу під час відлиг, в гирлах деяких річок – за рахунок нагона води з морів, куди вони впадають. У помірних широтах осінній підйом води в річках називають іноді паводковий періодом; він пов’язаний зі зменшенням температури і скороченням випаровування, а не зі збільшенням опадів – їх менше, ніж влітку, хоча восени частіше буває похмура дощова погода. Осінні паводки па річці Неві в Санкт-Петербурзі викликані насамперед наганянням води з Фінської затоки західними вітрами; максимально високу повінь 410 см відбулося в Санкт-Петербурзі в 1824 р Паводки зазвичай бувають короткочасними, підйом рівня води нижче, а обсяг води менше, ніж під час повені.

Однією з найважливіших гідрологічних характеристик річок є річковий стік, що утворюється за рахунок надходження поверхневих і підземних вод з водозбірної площі. Для кількісної оцінки стоку річок застосовується ряд показників. Основним з них є витрата води в річці – кількість води, яка проходить через живий переріз річки за 1 секунду. Він обчислюється за формулою Q = v * ?, де Q – витрата води в м3 / c, v – середня швидкість річки в м / с. ? – площа живого перетину в м2. За даними щоденних витрат будується календарний (хронологічний) графік коливань витрат води, званий гидрографом.
Модифікацією витрати є обсяг стоку (W в м3 або км3) – кількість води, що протікає через живий переріз річки за тривалий термін (місяць, сезон, найчастіше рік): W = Q * T, де Т – період часу. Обсяг Cток від року до року змінюється, середня багаторічна величина стоку називається нормою стоку. Наприклад, річна норма стоку Амазонки близько 6930 км3, що становить близько> 5% загального річного стоку всіх річок земної кулі, Волги – 255 км3. Річний обсяг стоку підраховується нема за календарний, а за гідрологічний рік, у межах якого завершується повний річний гідрологічний йікл кругообігу води. У регіонах з холодними сніжними зимами за початок гідрологічного року приймається 1 листопада або 1 жовтня.
Модуль стоку (М, л / с км2) – кількість води в літрах, стікаюче з 1 км2 площі басейну (F) в секунду:
M = Q / F * 103

(103 – множник для переведення м3 в літри).
Модуль стоку річок дозволяє дізнатися ступінь водонасиченому території басейну. Він зонален. Найбільший модуль стоку у Амазонки – 30641 л / с км2; у Волги він дорівнює 5670 л / с км2, а у Ніла – 1010 л / с км2.
Шар стоку (Y) – шар води (у мм), рівномірно розподілений по площі водозбірного басейну (F) і стікає з нього за певний час (річний шар стоку).
Коефіцієнт стоку (К) – відношення обсягу стоку води в річці (W) до кількості атмосферних опадів (х), що випадали на площа басейну (F) за одне і те ж час, або відношення шару стоку (Y) до шару атмосферних опадів (х ), що випали на цю ж площу (F) за той же проміжок часу (величина безмірна або виражена у%):
K = W / (x * F) * 100%, або K = Y / x * 100%.
Середній коефіцієнт стоку всіх річок Землі становить 34%. т. е. лише одна третина опадів, що випадають на сушу, стікає в річки. Коефіцієнт стоку зонален і змінюється від 75-65% в зонах тундри і тайги до 6-4% в напівпустелях і пустелях. Наприклад, у Неви він дорівнює 65%, а у Ніла – 4%.
З водним режимом річок пов’язане поняття зарегульованості стоку: чим менше річна амплітуда витрат води в річці і рівнів води в ній, тим більше зарегульований стік.
Річки є найбільш мобільною частиною гідросфери. Їх стік являє собою інтегральну характеристику водного балансу території суші.
На величину стоку річок і його розподіл протягом року впливає комплекс природних факторів і господарська діяльність людини. Серед природних умов основним є клімат, особливо опади і випаровування. При рясних опадах стік річок великий, але треба враховувати їх вигляд і характер випадання. Наприклад, сніг дасть більший стік, ніж дощ, оскільки взимку менше випаровування. Зливові опади збільшують стік в порівнянні з обложними при однаковому їх кількості. Випаровування, особливо інтенсивне, зменшує стік. Крім високої температури, йому сприяють вітер і дефіцит вологості повітря. Справедливо висловлювання російського кліматолога А. І. Воєйкова: «Річки – продукт клімату».
Почвогрунти впливають на стік через інфільтрацію і структуру. Глина збільшує поверхневий стік, пісок його скорочує, але збільшує підземний стік, будучи регулятором вологи. Міцна зерниста структура грунтів (наприклад, у чорноземів) сприяє проникненню води вглиб, а на безструктурні розпорошених суглинних грунтах часто утворюється кірка, яка збільшує поверхневий стік.
Вельми важливо геологічна будова річкового басейну, особливо речовинний склад порід і характер їх залягання, оскільки вони визначають підземне живлення річок. Водопроникні породи (потужні піски, тріщинуваті породи) служать акумуляторами вологи. Стік рік в таких випадках більше, так як менша частка опадів витрачається на випаровування. Своєрідний стік в карстових областях: річок там майже немає, так як опади поглинаються воронками і тріщинами, але на контакті їх з глинами або глинистими сланцями спостерігаються потужні джерела, що живлять річки. Наприклад, закарстованной Кримська яйла сама по собі суха, але біля підніжжя гір б’ють потужні джерела.
Вплив рельєфу (абсолютної висоти і ухилів поверхні, густоти і глибини розчленування) велике і різноманітне. Сток гірських річок зазвичай більше, ніж рівнинних, так як в горах на навітряних схилах рясніше опади, менше випаровування через більш низької температури, за рахунок великих ухилів поверхні коротше шлях і час добігання опадів, що випали до річки. Через глибоке ерозійного врізу рясніше підземне живлення відразу з декількох водоносних горизонтів.
Вплив рослинності – різних типів лісів, луків, посівів і т. Д. – Неоднозначно. В цілому рослинність регулює стік. Наприклад, ліс, з одного боку, посилює транспирацию, затримує опади кронами дерев (особливо хвойні ліси сніг взимку), з іншого боку, над лісом зазвичай випадає більше опадів, під пологом дерев нижче температура і менше випаровування, довше сніготанення, краще просочування опадів у лісову підстилку. Виявити вплив різних типів рослинності в чистому вигляді досить важко зважаючи спільного компенсуючого дії різних факторів, особливо в межах великих річкових басейнів.
Вплив озер однозначно: вони зменшують стік річок, оскільки з водної поверхні більше випаровування. Однак озера, як і болота, є потужними природними регуляторами стоку.
Вплив господарської діяльності на стік досить значно. Причому людина впливає як безпосередньо па стік (його величину і розподіл у році, особливо при будівництві водосховищ), так і на умови його формування. При створенні водосховищ змінюється режим річки: в період надлишку вод відбувається накопичення їх у водосховищах, в період нестачі – використання на різні потреби, так що стік річок виявляється зарегульованим. Крім того, стік таких річок в загальному скорочується, бо збільшується випаровування з водної поверхні, значна частина води витрачається на водопостачання, зрошення, обводнення, зменшується підземне живлення. Але ці неминучі витрати з надлишком перекриваються користю від водосховищ.
При перекиданні вод з однієї річкової системи в іншу стік видозмінюється: в одній річці зменшується, в іншій – збільшується. Наприклад, при будівництві каналу імені Москви (1937) у Волзі він скоротився, в річці Москві зріс. Інші транспортні канали для перекидання води зазвичай не використовуються, наприклад Волго-Балтійський, Біломорсько-Балтійський, численні канали Західної Європи, Китаю та ін.
Велике значення для регулювання річкового стоку мають заходи, що виконуються в басейні річки, бо його початковою ланкою є схиловий стік на водозборі. Основні проведені заходи наступні. Агролісомеліоративні – лісопосадки, гідромеліоративні – греблі та ставки в балках і на струмках, агрономічні – осіння оранка, снігонакопичення і снігозатримання, оранка впоперек схилу або поконтурної на пагорбах і увалах, залуження схилів та ін.
Крім внутрішньорічної мінливості стоку, відбуваються його багаторічні коливання, пов’язані, мабуть, з 11-річними циклами сонячної активності. На більшості річок чітко простежуються багатоводні і маловодні періоди родолжітельностью близько 7 років: протягом 7 років водоносність річки перевищує середні значення, повені і межень високі, стільки ж років водоносність річки менше середньорічних значень, витрати води в усі фази водного режиму малі.

Харчування і режим річки: опис видів

У деяких річок через сильний танення снігів відбуваються постійні весняні повені. До них відносяться практично всі водотоки колишнього Радянського Союзу. Вони ж, у свою чергу, діляться ще на кілька видів. Найбільш поширені типи режиму річок: казахстанський, западносибирский, алтайський, східноєвропейський, восточносибирский.

харчування річок

Ще в молодших класах вивчають, що харчування річок пояснюється кругообігом води в природі. Однак це формулювання загальна-для того щоб повністю перейнятися в це питання і зрозуміти, де і який спосіб буде доречним, необхідно вивчити всі найбільш докладно. Існує дощове, льодовикове, снігове і підземне харчування. І режим річок, і поповнення вод потоку залежить в основному від кліматичних умов. Наприклад, в країнах зі спекотною погодою сніговий тип харчування практично відсутня. У холодних умовах головну роль відіграють талі і грунтові води. У помірному кліматі переважає змішане харчування.

Дощове і снігове живлення річок

Режим річки, яка харчується дощами, має таку особливість, як виникнення частих паводків. На відміну від повеней, вони виникають абсолютно в будь-який час року. Трапляються паводки там, де дощі йдуть досить часто, а взимку температура настільки сприятлива, що водний потік не покривається льодом. Деякі річки гір мають виключно для зрошення. Це водотоки Прибайкалля, Камчатки, Алтаю і ін.

Для водотоків зі сніговим живленням характерна м`яка вода і низький рівень солей. Велика частина річок такого виду влітку практично не поповнюється. Також тут часто зустрічаються водні потоки зі змішаним режимом. Найбільш сприятливим розташуванням річок такого виду харчування є гори, які щорічно покриті товстими шарами снігу.

Підземне і льодовикове харчування річок

У країнах, які розташувалися на горах і у їх підніжжя, річки мають льодовикове харчування. У літню пору відбувається максимальне поповнення водних потоків в результаті танення багатьох великих льодовиків. Цей тип харчування є найбільш небезпечним, особливо в поєднанні зі сніговим. Найчастіше талих вод занадто багато (це залежить від розмірів льодовиків), що дає можливість річці виходити зі своїх берегів. Саме тому землі, розташовані біля водотоків з таким харчуванням, мало заселені і рідко піддаються обробці, так як збиток, принесений повенями, занадто великий.

Підземний (або грунтовій) режим річки поширений менше, ніж вже описані види харчування. Цей тип вивчається Державним гідрологічним інститутом Росії. Сам режим поділяється на грунтове і артезіанське харчування. Однак основним джерелом поповнення річок є все ж підземні води. Вчені в ході досліджень з`ясували той факт, що даний тип харчування відмінно підходить для невеликих водних потоків, а для великих він абсолютно не характерний.

Річки з алтайських, східносибірських і західносибірських режимом

Невисока, розтягнуте повінь, низький рівень води в зимовий період часу, підвищений стік в літній та осінній сезон – риси алтайського типу. Даний режим річки відрізняється від інших тим, що основним харчуванням є не тільки талі води, але і дощові опади. Повінь затяжне з низьким рівнем підняття води. Сніг, танучи з різних сторін, потрапляє в річки рівномірно – це і пояснює дане явище.

Для восточносибирского типу характерні такі риси, як високі паводки влітку і восени, а також підвищений рівень водопілля навесні. Колима, Алдан, Тунгуска – річки, що відносяться до даного режиму. Взимку вони часто перемерзають повністю через низьку стоку. Це можна пояснити тим, що харчування видатків переважно грунтове, а взимку воно скорочується до мінімуму.

Такий водний режим річок, як западносибирский, зустрічається в районі лісової зони. Весняна повінь нерезкое, розтягнуте, не відрізняється високими рівнями підняття води. Влітку і восени стік підвищений, взимку характерна межень. Подібне “поведінку” річок обумовлено рівнинним рельєфом і заболоченностью низовин, на яких вони розташовуються.

Річки зі східноєвропейським і казахстанським режимом

Характерне висока весняна повінь, підвищений рівень стоку восени (через рясні опади) і межень в літній і зимовий час року чітко визначають східноєвропейський режим річки. Осінні паводки виражені досить сильно в усіх районах, крім південного. Невеликі річки, площею не більше 300 км 2 , схильні до пересихання і промерзання в літній і зимовий період. Для великих видатків подібні явища є великою рідкістю.

Для річок з казахстанським типом характерно висока весняна повінь, в той час як влітку, взимку і восени вони дуже маловодні і найчастіше пересихають. Зустрічаються такі потоки в Казахстані, Заволжя, в районі Арало-Каспійської низовини. За фактом, поширені вони в тих місцях, де джерелом живлення є лише сніг.