title-icon
Яндекс.Метрика
» » Особенности изучения горных долин

Особенности изучения горных долин

Особенности изучения горных долин обусловлены как их строением, так и спецификой топоизмерений относительной высоты их картируемых элементов. Дело в том, что топографические карты в узких и глубоких долинах не всегда отражают важные детали их строения. Это связано с крутизной или обрывистостью склонов, отражение которых на картах бывает весьма схематично. Такой схематизм топоизображений препятствует прослеживанию геоморфологических уровней на отдельных отрезках долин. Анализ морфологии долин позволяет выявить не только такие сложные для расшифровки отрезки, но и многие признаки различных продольных и поперечных структур.
Изучение морфологии долин

Анализ морфологии долин обычно позволяет выявить их значительную структурную обусловленность, хорошо описанную во многих публикациях. Общеизвестны сужения долин при пересечении поднятии, расширение в частных впадинах, поперечные перекосы, когда
один борт выше другого и т.п. Поэтому даже простое разделение речной долины на отрезки с различным строением поперечного профиля позволяет наметить предварительную схему неоструктурного районирования.

Дальнейшие расчленение и корреляция террасовых образований дают возможность существенно детализировать характер намеченных новейших структур. Данные исследования нуждаются в составлении стандартного набора материалов: карты возрастного расчленения рельефа и сопровождающих ее геолого-геоморфологических и геологических профилей. Последние должны пересекать каждый из предварительно намеченных отрезков долины. Для него же полезно иметь фотографию и схематический рисунок расположения террасовых уровней (рис. 3.16). В районе трассировки геоморфологического профиля производятся и измерения относительной высоты главных элементов каждого террасового уровня: 1) кровли цоколя, 2) кровли аллювия, 3) бровки и тылового шва террасы при наличии покровных отложений. Эти измерения важны на обоих бортах долин, чтобы зафиксировать их перекосы. Последние нередко обусловливают образование “закрепленных” меандр, когда изгиб русла выходит за пределы рыхлого чехла долины в его более опущенном борту. В этих случаях врезанная меандра может пересекать поперек почти все днище долины, которое, как правило, обладает совершенно плоским цоколем.
Перекос долины может быть и локальным, обусловленным ундуляцией поперечного к долине поднятия. В этом случае наблюдается четкая локализация эрозионного подмыва более крутого борта, как это имеет место, например на р. Ходжа-Бакирган в Южной Фергане (рис. 3.17). В подобных ситуациях возможна локализация и обвальнооползневых образований.

Перекос крупных долин может существенно затруднить корреляцию террасовых уровней на противоположных бортах. В этом случае полезны продольные профили для каждого борта и составление суммарного осевого, наиболее важного для продольной корреляции.
Особенно сложна корреляция террас при пересечении долиной зон крупных новейших разрывов, где, как было показано выше, необходимо сгущение поперечных профилей.
Особенности топоизмерений

Деформации террас могут быть определены по топооснове, как правило, если сечение горизонталей не превышает 5-10 м. Ho в горных областях с контрастным рельефом, когда относительные превышения объектов могут достигать 1-3 км, сечение горизонталей на серийных топографических картах составляет десятки метров и соизмеримо с амплитудами выявляемых деформаций. Необходимы, следовательно, более точные измерения относительных и абсолютных высот главных элементов террас (цоколя, кровли аллювиальных или морских отложений, бровки террасы, т.е. кровли покровных отложений). Применяемое для этих целей барометрическое нивелирование не всегда пригодно, т.к. ошибки серийных приборов обычно близки к величинам анализируемых тектонических деформаций.
Особенности изучения горных долин

Гораздо эффективнее теодолитные измерения. В обычных условиях определение высот точек наблюдения выполняется путем проведения тахеометрических ходов или построения микротриангуляции с измерением вертикальных углов (рис. 3.18). Для повышения надежности измерений нивелирование целесообразно выполнять в каждом направлении с двойным измерением расстояния и углов наклона. Расстояния измеряются на разных частях рейки, а вертикальные углы — на две высоты визирования при двух положениях крута. Вычисления превышений (h) производятся по традиционным формулам:
а) при определении расстояний по рейке —

где D — наклонное расстояние, измеренное по рейке, ? — угол наклона, i — высота инструмента, v — высота визирования; при этом

б) при определении расстояний мерными приборами —

где горизонтальное проложение измеренного расстояния

Практика показала, что точность измерения подобных превышений может быть несколько ниже стандартной. Дело в том, что измеряемые геоморфологические поверхности обычно неровные. Например, уровень кровли галечного аллювия определяется в каждой точке с точностью до половины диаметра средней гальки. В поперечном сечении долины этот уровень обладает гораздо большими первичными неровностями. Еще менее ровными являются другие эрозионные террасовые уровни. Поэтому, как правило, достаточной является точность до 1% от измеряемой высоты. Соответственно для близких и низких цокольных или аккумулятивных террасовых уровней высота может оцениваться с точностью в дециметры, а для далеких и высоких, но сильно расчлененных эрозионных уровней допустима точность в метры и даже в первые десятки метров.

Кроме того, специфика топографических работ может быть обусловлена особенностями измеряемых объектов. Так, террасы в горных долинах распространены фрагментарно, часто сохранились лишь на одном борту или разновысотны на разных бортах речной долины за счет поперечных деформаций. Поэтому возникает потребность в измерении террас на противоположном от наблюдателя борту долины. На многоводных, бурных горных реках такие объекты бывают недоступны из-за отсутствия мостов и переправ на многокилометровых отрезках долины, отсутствия дорог на одном из берегов реки и т.п.
Методика измерения высот недоступных удаленных объектов предусматривает измерения горизонтальных и вертикальных углов с концов измеренного базиса на хорошо опознаваемый точечный объект (рис. 3.19). Таким объектом может быть камень, куст, основание древесного ствола и т.п.
По результатам измерений решаются две задачи.
1) Горизонтальные проложения (S1 и S2) с концов базиса (а и б) определяются по формулам:

Горизонтальные углы на объект должны быть не менее 15°. Если с одного базиса это невозможно, выбирается дополнительный базис.
2) Относительные превышения объекта измерений над концами базиса составляют:

Измерив, превышение одной из точек базиса над урезом воды в реке подсчитывается относительная высота объекта, а привязка к геодезическому реперу или абсолютной отметке уреза воды в реке на карте позволяет оценить абсолютную высоту объекта.
При подобных измерениях для террас высотой до 200 м достаточной считается точность в пределах 2 м, а для более высоких террас (с разницей высот между ними в сотни метров) — погрешность в 10-15 м признается допустимой. Это возможно осуществить с помощью самых простых геодезических инструментов — теодолита с точностью отсчета 30" и мерной ленты или дальномерной насадки на теодолит. При этом вычисления с исходными данными, когда ошибка измерения горизонтального и вертикального угла 1', а ошибка измерения базиса 1:300, точность определения базиса обычно вполне достаточна для определения искомых превышений.
На точность определения относительных превышений имеют влияние величины углов а (вертикальный угол) и у (угол засечки). При этом желательно, чтобы расстояния до объекта с разных концов базиса были примерно равными (равнобедренный треугольник).
Выкладки по оценки точности высот (по вышеприведенным формулам) показывают следующие соотношения. Если базис делать равным одной десятой расстояния до определяемой точки, то угол засечки (?) будет в среднем не более 6°. Точность определения превышений резко повышается при угле засечки в 15°, но в таком случае длина базиса должна составлять 0.26 (примерно одна четверть) от определяемого расстояния. Например, для расстояния 2 км длина базиса должна составить не менее 500 метров.
Следовательно, угол засечки составляет около 6° при базисе, равном 0.10 расстояния; около 8° — при 0.16; 10° при — 0.18; и около 15° при — 0.26.
Друг ой фактор, более всего влияющий на точность определения превышений — величина угла наклона ?. При малых углах наклона ошибка незначительна, но при его увеличении ошибка существенно увеличивается.
Для того, чтобы ориентироваться в получаемой точности превышений при тех или иных значениях углов засечки (?), приведена таблица получаемых ошибок превышений (табл. 3.3).

Из таблицы видно, что условия точности определения превышений высоких террас выполняются в любых случаях при самом малом угле засечки, т.е. при минимальной длине базиса, равной 0,1 расстояния до искомой точки, а требования определения превышений низких террас также выполняется при самом малом угле засечки для всех углов наклона при расстояниях до 2 км (кроме углов наклона, превышающих 18°). При невозможности выбора базиса на местности необходимой длины, что может быть при нахождении наблюдателя на небольшом останце террасы или очень неровном склоне, базис может быть не прямым, а с изломом, т.е. выбирается дополнительный базис. Для увеличения точности измерений и получения взаимно контролируемых результатов можно производить измерения с двух непараллельных базисов.
Из этого следует, что самые простые геодезические инструменты — теодолит-тридцатисекундник с нитяным дальномером и обычная трехметровая нивелирная рейка практически обеспечивают задачу определения высот террас на неприступном расстоянии. Эта работа значительно упрощается и уточняется с применением даже самых простых современных электронных тахеометров, где все превышения и горизонтальные проложения вычисляются автоматически.
В полевых условиях, прежде чем приступить к теодолитным измерениям на выбранном участке, полезно составить геоморфологическую схему этого участка (рис. 3.20) и перспективный рисунок с показом всех измеряемых террасовых уровней, объектов измерений и местоположения базиса измерений (рис. 3.21).
Рисунок желательно проконтролировать фотоснимком или фотопанорамой. Вычисления целесообразно выполнять непосредственно на объекте измерений. Это позволит при необходимости провести контрольные измерения.



title-icon Подобные новости