книги / Общая картография

Работа ¹ 5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОРФОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

РЕКИ И ЕЕ БАССЕЙНА

Цель работы: ознакомиться с морфометрическими показателями, определяемыми методами картометрии.

Задание: на основе картометрического метода определить общие морфометрические характеристики бассейна реки, характеристики реки и рельефа бассейна.

Материальное обеспечение: фрагмент карты масштаба 1:50000–1:100000, на котором показана водораздельная линия бассейна реки; компьютер с офисным пакетом и программным обеспечением (например, MapInfo) или микрокалькулятор и принадлежности для черчения.

Общие сведения

Морфометрия — раздел геоморфологии, посвященный числовым характеристикам элементов, форм и типов рельефа. Методами морфометрии определяют длину, площадь, объем отдельных форм рельефа, среднюю высоту и глубину расчленения рельефа, коэффициенты извилистости рек и другие характеристики. Данные морфометрии имеют важное значение при проектировании различных инженерных сооружений. В результате выполнения лабораторной работы нужно определить характеристики для реки и ее бассейна.

Бассейном называется площадь территории, с которой подземные и поверхностные воды стекают в данную реку. Бассейн реки ограничивается водораздельной линией. Водораздельная линия проходит по вершинам возвышенностей, через седловины, разделяя склоны, обращенные покатостями в противоположные стороны.

Указания по выполнению работы

1. Морфометрические показатели получают путем измерений по картам длин линий и площадей при помощи простейших измерительных приборов (циркулей-измерителей, палеток, курвиметров, планиметров).

32

Более прогрессивный метод состоит в сканировании карты, загрузке растра в программное обеспечение, как подложки, векторизации (оцифровке) координатной сетки и основных контурных линий (река и ее притоки, водораздельная линия, горизонтали) и точек с высотными отметками, определении по полученной в результате векторизации упрощенной цифровой карте всей необходимой для вычисления морфометрических характеристик информации. Общий вид упрощенной цифровой карты без километровой сетки представлен на рис. 10.

2. Определяют общие характеристики бассейна.

•Площадь бассейна реки определяют на компьютере с помощью графического редактора, планиметром или с помощью палатки (по клеткам). Измеряют:

– площадь правой части бассейна Pïð;

– площадь левой части бассейна Pëåâ;

– общую площадь бассейна P.

•Симметричность бассейна относительно реки оценивается асим-

метрией a, вычисляемой по формуле a Pïð Pëåâ . Полученный резуль-

Pïð Pëåâ

тат округляют до 0,01.

• Общую длину оси долины реки tmax от ее устья до верхней точки на водоразделе определяют по формуле tmax t t, ãäå t — длина реки, равная длине оцениваемого участка основной реки; t — длина отрезка от истока реки до водораздела.

•Среднюю ширину бассейна B Ptmax .

•Среднюю ширину правой части бассейна Bïð Pïð tmax .

•Среднюю ширину левой части бассейна Bëåâ Pëåâ tmax .

•Изрезанность очертаний бассейна M вычисляют по формуле

L

M , ãäå L — длина водораздельной линии бассейна, которую 3,54P

определяют на компьютере с помощью графического редактора или измеряют курвиметром либо циркулем-измерителем с раствором 2–4 мм.

3. Определяют характеристики реки.

• Длину речной сети S в бассейне определяют по формуле

n

S t li , ãäå t — длина основной реки; li — длина отдельного прито-

i 1

êà; i — порядковый номер притока (i 1, ..., n). Выражают S в километрах.

33

Рис. 10. Общий вид упрощенной цифровой карты

• Извилистость основной реки определяют по формуле t , ãäå q

q — длина замыкающей, т. е. прямой линии, соединяющей начальную точку оцениваемого участка реки и исток реки.

34

• Густоту речной сети в бассейне, которая характеризуется средней площадью K территории, приходящейся на километр длины рек в бас-

сейне. Для вычислений применяют формулу K P.

S

• Средний угол падения реки рассчитывают по формуле

arctg H íà÷ H ê , ãäå Híà÷ è Hê — соответственно высоты начальной t

(истока) и конечной точек оцениваемого участка реки, определяемые по карте путем линейного интерполирования.

4. Определяют характеристики рельефа бассейна.

• Глубину расчленения hmax, которую определяют по разности высот наибольшей Hmax (обычно на водораздельной линии) и наименьшей Hmin отметок:

hmax H max H min .

• Интенсивность расчленения рельефа , которую вычисляют по формуле

arctg hmax .

tmax

• Средний угол наклона поверхности , вычисляемый по формуле

arctg h D, ãäå h — сечение рельефа горизонталями, выраженное

P

â êì; D — сумма длин всех горизонталей участка, км; P — общая площадь бассейна в км2. В зависимости от сложности рельефа измеряют длины всех горизонталей основного сечения или через одну (при сложном рельефе). В последнем случае за величину h принимают двойное сечение.

• Среднюю высоту поверхности бассейна оценивают следующим образом. На карте в пределах бассейна намечают 50–100 точек, размещенных равномерно. Такими точками для карт масштабов 1:50000–1:100000 служат пересечения километровой сетки и точки, соответствующие середине сторон и центру квадратов, образованных линиями километровой сетки. Среднюю высоту поверхности H ïîâ вычис-

35

(i 1, ..., n), отметки которых определены по карте; n — число использованных точек.

• Площадь физической поверхности бассейна P вычисляют по формуле P P sec .

Сдаче подлежат:

1.Результаты измерений и вычислений морфометрических характеристик реки и ее бассейна, представленные в виде таблицы, форма которой представлена ниже (табл. 6).

2.Схема реки и ее бассейна (рис. 10) с указанием:

–водораздельной линии (красным цветом);

–оси долины (пунктирной черной линией);

–замыкающей линии (черными точками);

–отметок точек (наибольшей, наименьшей, начальной, конечной);

–реки и ее притоков (голубым цветом);

–всех горизонталей в пределах участка (коричневым цветом);

–километровой сетки и 9 точек в пределах каждого квадрата;

–номера варианта задания, масштаба карты и фамилии исполнителя.

36

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Справочник по картографии / А. М. Берлянт, А. В. Гедымин,

Þ.Г. Кельмер и др.— М.: Недра, 1988.— 428 с.

2.Таблицы координат Гаусса — Крюгера и таблицы размеров рамок трапеций топографических съемок.— М.: Госгеолтехиздат, 1963.— 512 с.

3.Условные знаки для топографических карт масштабов 1:25000–1:100000.— Ì.: ÂÒÓ ÃØ, 1983.

4.Гараевская Л. С., Малюсова Н. В. Практическое пособие по картографии.— М.: Недра, 1990.— 294 с.

37

Приложение А

Исходные данные для работы 1

38

40