§ 12. Зображення нерівностей земної поверхні горизонталями

Пригадайте! 1. Якими приладами можна виміряти зріст людини, висоту паркана, глибину ями? 2. Які існують одиниці вимірювання висоти? 3. Що таке рельєф?

Нові терміни до скарбнички знань: відносна висота, абсолютна висота, нівелір, нівелювання, репер, горизонталь, берґштрих.

Коротко про головне

Визначення відносної висоти точок. Перед тим як прокладати дорогу, проєктувати й зводити житлові будинки, аеропорти, заводи, розпочати використання земель на селі детально вивчають рельєф: вимірюють висоту підвищень і глибину знижень поверхні, наносять їх на плани й великомасштабні карти.

Простіше визначити відносну висоту точок (h_в) - перевищення по вертикалі однієї точки відносно іншої. Найпростіший прилад для цього - шкільний нівелір (мал. 58, а) можна сконструювати самостійно. Для цього дві тонкі дощечки закріплюють перпендикулярно одна до одної. Висота приладу становить 1 метр. Щоб нівелір можна було встановити точно перпендикулярно до поверхні, на горизонтальній дошці закріплюють висок. Процес визначення відносних висот точок на місцевості із застосуванням цього приладу називають нівелюванням (від франц. - «вирівнювати»).

Мал. 58. Прилади для визначення відносної висоти точок: а - шкільний нівелір; б - оптичний нівелір з рейкою; в - теодоліт

З нівеліром зазвичай працюють дві людини. Одна встановлює прилад біля підніжжя пагорба й візує місце на схилі, що дорівнює висоті 1 метр. Друга людина за командою першої підіймається на цю відмітку й там забиває кілочок. Потім у цю точку переміщують нівелір і всю операцію повторюють знову. Скільки разів нівелір переміщують угору по схилу пагорба, стільки метрів становить його висота відносно підніжжя (мал. 59). Аналогічно можна вимірювати й глибину западин.

Мал. 59. Нівелювання схилу

Спеціалісти, які складають плани й карти, для точного вимірювання висот точок використовують більш складні й точні прилади, як-то оптичний нівелір з рейкою та теодоліт (мал. 58, б, в). Нині для визначення висоти місцевості широко застосовують сучасні електронні прилади, супутникові системи GPS.

Будь-яка точка на місцевості має безліч відносних висот. Адже її вимірювання можна починати від будь-якої іншої точки. Наприклад, з одного боку пагорба підніжжя може знаходитися нижче, з іншого - вище. Тому підписувати на плані чи карті відносні висоти незручно, адже їх у кожної точки може бути багато.

Абсолютна висота. З XVIII ст. на планах та картах почали позначати висоту найважливіших точок місцевості щодо рівня моря. Абсолютна висота точки (h_а) - це її перевищення над рівнем моря (мал. 60).

Мал. 60. Абсолютна (h_а) та відносна (h_в) висота точок

Завдання. Визначте за малюнком: 1) абсолютну висоту пагорба; 2) абсолютну висоту улоговини; 3) відносну висоту пагорба в порівнянні з дном улоговини; 4) відносну висоту вершини пагорба в порівнянні з точкою 1 на його схилі; 5) відносну глибину улоговини.

Абсолютна висота в будь-якої точки лише одна. Але слід мати на увазі, що положення рівня води в різних океанах і морях неоднакове, тому існують різні системи відліку. В Україні діє Балтійська система висот, тобто вихідним для відліку є середній рівень Балтійського моря. Від нього завдяки копіткій роботі картографів протягом тривалого часу були визначені абсолютні висоти окремих точок, які позначені на місцевості спеціальними геодезичними знаками - реперами (від фрац. - початкова точка) й нанесені на карти. Це міцно закріплені в землі майданчики для постановки нівелірної рейки, з точно визначеною абсолютною висотою, що служить відправною або перевірочною точкою при нівелюванні (мал. 61). Бувають репери й в стінах споруд. Окрім України Балтійська система висот діє в Польщі, Чехії, Словаччині, Болгарії, країнах Балтії, Грузії та інших країн.

Мал. 61. Репери: 1 - у Франції; 2 - у Києві; 3 - Репер Національної геодезичної служби США

Горизонталі. Відмітка висоти на плані не дає уявлення про форму пагорба або улоговини. Щоб це зобразити використовують спосіб горизонталей. Горизонталь - уявна лінія, яка сполучає точки з однаковою абсолютною висотою. Одна горизонталь також не може показати форму рельєфу. Це можливо лише при сукупності горизонталей, неначе «вкладених» одна в одну. Щоб зрозуміти, як будують ці уявні лінії, уявімо собі острів, оточений з усіх сторін морем. Перша горизонталь - це рівень води в морі, адже він скрізь однаковий (мал. 62). По всій цій лінії абсолютна висота становить 0 м. Якщо рівень моря підніметься на 1 метр, виникне нова, коротша берегова лінія, яка буде вміщена всередину першої. Це - друга горизонталь з абсолютною висотою 1 м. При піднятті рівня моря ще на метр площа острова знову зменшиться, а берегова лінія буде обмежена горизонталлю висотою 2 м й так далі. Горизонталі малюють коричневим кольором, проводять через рівні проміжки. Окремі вершини позначають відміткою висоти чорним кольором й підписують значення. За взаємним розташуванням горизонталей можна визначити форму схилу. Якщо схил стрімкий, горизонталі близько розташовані одна до одної, якщо пологий - далеко.

Мал. 62. Схема побудови горизонталей

Берґштрихи. На планах протилежні форми рельєфу - пагорб і улоговину - легко сплутати. Якщо з розташування горизонталей це зрозуміти складно, застосовують берґштрихи, або показники схилу. Ці короткі лінії вказують, у який бік зменшується висота. Якщо берґштрихи напрямлені всередину - це улоговина, назовні - пагорб (мал. 63).

Мал. 63. Зображення пагорба (1) та улоговини (2) на плані

«Вірю - не вірю»: перевіряємо інформацію

• В середині XVII ст. французький учений-фізик Блез Паскаль запропонував для вимірювання висоти гір застосувати ртутний барометр - прилад для вимірювання атмосферного тиску. Із висотою тиск знижується, тому за його різницею біля підніжжя й на вершині певний час визначали висоту пагорбів. Саме так міркуючи, Паскаль попросив своїх друзів виміряти тиск біля підніжжя і на вершині гори П’ю-де-Дом в Альпах і на підставі отриманих результатів обчислив її абсолютну та відносну висоту. Однак, щоб застосувати такий спосіб, на вершину гори необхідно піднятися, а це не завжди досяжне завдання.

• Нині для визначення висоти місцевості існує комп’ютерний застосунок «Альтиметр-висотомір», який можна встановити в смартфон. Це ідеальний додаток для тих, хто любить піші прогулянки, катання на лижах або гірських велосипедах, а особливо для альпіністів та любителів парашутного спорту. У будь-який час і з високою точністю ви можете перевірити, на якій висоті над рівнем моря ви знаходитеся або визначити координати своєї локалізації. Показник висоти вдається отримати за рахунок супутникових сигналів від об'єктів з відомими заздалегідь висотами. Чим більше супутників навколо, тим точніші вимірювання, аж до 1 см.

• Якщо під рукою немає жодного приладу для визначення висоти, нівелювання можна проводити, знаючи власний зріст. Цей процес називають окомірним нівелюванням. При цьому всі дії збігаються з роботою зі шкільним нівеліром. Лише кількість переміщень угору по схилу слід помножити не на 1 метр, а на число метрів й сантиметрів вашого зросту.

Проєкт для краєзнавця • працюємо в групі

За допомогою інформаційних джерел та власних спостережень території вашої місцевості, знайдіть найвищу та найнижчу її точки. За допомогою окомірного нівелювання спробуйте визначити їхні висоти. З’ясуйте, чи мають вони місцеві назви? Поясніть значення цих назв, якщо вони відомі.

ОЦІНЮЄМО СВОЇ ДОСЯГНЕННЯ • усього 12 балів

1 бал • 1. Розтлумачте значення слів «нівелювання» та «горизонталь». 2. Поясніть різницю між абсолютною на відновною висотою точок. Яку висоту позначають на плані та карті й чому? 2 бали • 3. Поясніть, на якому з малюнків позначений пагорб, а на якому западина. За якими ознаками ви це визначили? 4. Які відомості про форми рельєфу можна отримати завдяки горизонталям?

3 бали • 5. За фрагментом плану з’ясуйте, через скільки метрів проведені горизонталі; визначте абсолютні висоти точок 1, 2 та 3; висоту точки 3 відносно точки 2. 6. Оцініть, наскільки зручним на вашу думку є спосіб зображення рельєфу горизонталями. Які інші способи вам знайомі? Запропонуйте власний спосіб зображення рельєфу на плані.

Зміст