Вивчення форм та елементів рельєфу в агроландшафтах та їх зустрічальність

Рельєф є провідним перерозподільником енергії у агрогеосистемах. Характер нахилу земної поверхні (крутість, експозиція, довжина схилу та інші показники) визначає як особливості надходження сонячної енергії, і міграції. Врахування показників рельєфу при розміщенні культур дозволяє адаптувати землеробське виробництво до особливостей агроландшафтів. Форми рельєфу представлені елементами рельєфу, що відрізняються цілісністю будови. Форми рельєфу визначаються поверхнями та лініями, що обмежують поверхні рельєфу. Межі їх збігаються з опуклими та увігнутими перегинами земної поверхні. Поверхні можуть бути похилими (схили) та горизонтальними.

1.На фрагменті топографічного плану території земельної ділянки виділити:

- Комплекс форм лінійного розчленування (долинно-балочну мережу);

- Комплекс форм вододілової частини;

- Горизонтальні вершини пагорбів;

- схили різної експозиції;

- Скласти умовні позначення.

Сутність зображення рельєфу місцевості горизонталями ось у чому. Поверхня ділянки Землі розтинається горизонтальними площинами через певні рівні проміжки. Перетин секучих площин з поверхнею Землі утворює замкнуті лінії, які називаються горизонталями. Горизонталь – лінія рівних висот. Відстань між горизонтальними площинами по вертикалі називається висотою перерізу рельєфуh, а відстань між сусідніми горизонталями на плані - закладеннямd(рис.1).

Малюнок 1. Елементи схилу на профілі та карті (Плішкіна, 2006)

До формрельєфу лінійного розчленування відносяться річкові долини, яри, балки, улоговини, лощини. Долина річки має постійний водотік та плоску поверхню днища – заплаву, а також серію плоских надзаплавних терас. Інші форми лінійного розчленування можуть складатися із двох протилежних схилів, плоске дно або відсутнє, або не виражається в масштабі карти. Ложби - форми мікрорельєфу, розташована у верхніх частинах водозборів, протяжністю десятки метрів і більше і глибиною до 1 м. Крутизна схилів улоговин складає, як правило, 3-8 о . Лощини відрізняються більш різкими обрисами, глибиною та крутістю схилу – 8-15 о . Яри мають довжину до 0,5-2,5 км, глибину до 30 м, ширину до 50 м, поздовжній профіль яру відмінний від профілю схилу. Балка характеризується значною крутістю схилу -10-15 про вище, ширина становить 50-200 м, глибина 6-20 м.

Водороздільна територія – міжрічна форма, що складається з плакорів – вирівняних ділянок території та поверхонь із незначними ухилами. Для вододілової частини типові позитивні (пагорби, гряди) та негативні (західини, улоговини) форми рельєфу.

Для виділення умовно горизонтальних ділянок визначають території, де крутість схилів не перевищує 1 про . Крутизна схилу визначається за шкалою закладень, що у нижній частині карти.

Для визначення крутості спочатку вимірюють довжину найкоротшої відстані між основними горизонталями, потім співвідносять отриману відстань зі шкалою закладень (рис. 2). Приблизно вважатимуться, що з крутизні схилу 1 про закладення горизонталей становить 11 мм.

Малюнок 2. Використання шкали закладень визначення крутизни схилу

Експозиція схилів визначається під час аналізу топографічної карти. Верх карти завждизвернений на північ, а низ на південь, ліва кромка на захід, а права на схід (рис.3а). У схилу північної експозиції спостерігатиметься зниження висоти території з півдня на північ, а у схилу південної експозиції підвищення. Якщо відбувається зниження висоти як на північ, так і на схід - це схил північно-східної експозиції. При виділенні секторів, обмежених азимутами через 90 градусів, виділяють північну, східну, південну та західну експозиції (рис.3б). У цьому випадку північної експозиції відповідають схили, обмежені азимутами СЗ 315-СВ45 про. При проведенні азимутів через 45 градусів можливе виділення 8 секторів з додатковим виділенням північно-східних, північно-західних, південно-східних та південно-західних схилів.

Малюнок 3. Орієнтування стандартного аркуша топографічної картки (а) та азимути, що обмежують схили різної експозиції (Б) (Платонов та ін., 2010).

Для визначення експозиції від кожної з вершин пагорба, знайдених на карті, проводять лінії виділення 4 чи 8 секторів і зафарбовують певним кольором схили однієї експозиції (рис.4).

Малюнок 4. Схили пагорба різної експозиції: 1- північної, 2-східної, 3-південної, 4-західної (Платонов та ін., 2010).

2. На підставі виділення схилів різної крутості проводиться агроекологічне угруповання земель. Для угруповання використовують класифікацію агроландшафтів на основі форм рельєфу (Сафонов, Платонов, 2005):

1 група – орні землі універсального призначення. Нееродовані землі дренованих вододілів, схили до 3 о. Рельєф, ґрунтова та агрохімічна характеристика підходить для всіх культур;

2 група – виняток обробітку окремих культур з агрофізичних та фізико-хімічнихвластивостям. Тяжкосуглинисті та глинисті ґрунти, слабодреновані, перезволожувані, кам'янисті;

3 група - орні землі на схилах з ухилами від 3 до 5 о, з переважно слабо-і середньозмитими ґрунтами. Виключається можливість обробітку просапних культур та розміщення парів. Розміщують культури, що мають ґрунтозахисні властивості – культури суцільної сівби: зернові, зернобобові, однорічні трави, змішані посіви зернових культур, пожнивні посіви озимих культур;

4 група - орні землі обмеженого використання, розташовані на схилах з ухилами від 5 до 8 о, з переважно середньо-і сильнозмиті грунтами. Обробляють культури із середніми та високими ґрунтозахисними властивостями (зернові, трави) з використанням спеціальних прийомів ґрунтозахисної технології обробки;

5 група – малопридатні орні землі на схилах з ухилами більше 8 о , з переважно середньо- та сильнозмитими ґрунтами комплексами змитих та намитих ґрунтів, а також ґрунти з незадовільними фізико-хімічними та агрохімічними властивостями для більшості районованих культур, що мають несприятливий водний режим та агротехнологічні властивості . Розміщуються ґрунтозахисні сівозміни з 75% багаторічних трав.

3.Результати аналізу занести до таблиці 1, виділити несприятливі фактори для ведення землеробства та дати рекомендації щодо раціонального використання елементів рельєфу.

4. Виділити лінії тальвегів та вододілів. В першу чергу на карту наносяться тальвеги - лінії, що з'єднують найнижчі точки на дні долини, балки, яру - лінійних негативних форм рельєфу. Положення тальвегів постійних водотоків (струмків, річок) збігається з центральною лінією русла. Тальвеги тимчасових водотоків (ярів, балок, улоговин) визначаються за увігнутимиперегинам горизонталей. Лінії, що перетинають горизонталі в точках найбільшого перегину, будуть тальвегами тимчасових водотоків. Після нанесення на карту всіх тальвегів виділяють лініївододілів. Вододіли – це лінії, що розділяють по-різному спрямовані схили, з яких вода стікає в різні тальвеги. Вододільні лінії проводять по осі позитивного перегину горизонталей. На карті викреслюють водороздільні лінії між усіма горизонталями, використовуючи при цьому їх опуклі вигини. Лінії вододілів виходять звивисті і суворо прямують по осі опуклих ділянок горизонталей (рис.5).

Малюнок 5. Побудова лінії тальвегів (а) та вододілу (б) (Осінцева, 2010).

При нанесенні ліній вододілів слід дотримуватися таких правил:

1. Лінія вододілу перетинає горизонталі в точках їхнього найбільшого вигину (рис.6).

Малюнок 6. Помилка при побудові лінії вододілу (Осинцева, 2010)

2. Між двома тальвегами має бути не менше однієї лінії вододілу (рис.7);

Труднощі у виділенні вододілів у тому, що найбільш виразно водороздільні лінії проводяться у разі різко розчленованого рельєфу. Чим легше рельєф, тим ширше і сплощені водороздільні простори, тим важче визначити положення водороздільних ліній.

Рисунок 7. Помилка при побудові тальвегів та вододілів: на першому малюнку між двома тальвегами відсутня лінія вододілу (Осінцева, 2010).

5. Визначити довжину трьох найбільш протяжних схилів (відстань від вододілу до тальвегу (м) та експозиції цих схилів).

Визначення положення будь-якої водороздільної лінії виходить із правила, що вода завжди тече від водороздільної лінії до тальвегу по самомукрутому ухилу, тобто. за напрямом найменших закладень, перпендикулярно до основного напрямку горизонталей. Це дає можливість порівняти довжини схилів між виділеними тальвегами та вододілами та вибрати три найбільш протяжні, вказавши певну раніше експозицію.

6.Для трьох вершин улоговин показати суцільною лінією межі водозборів.

Водороздільна лінія обмежує територію, з якої вода стікає до зниження. Таку територію називають водозбірною площею чи водозбором. Межі водозбірної площі проходять водороздільними лініями, через вершини пагорбів і середини сідловин. Для виділення водозбору на карті потрібно вибрати точку у вершині улоговини та намалювати замкнуту площу по виділених водороздільних лініях, обмежених внизу горизонталлю.

Якщо на карті відсутня вершина пагорба, то немає можливості з'єднати дві водороздільні лінії, а отже замкнути кордон водозбірної площі.

7. Визначити ухили за напрямками для 3 вибраних відрізків.

Крутизна відрізка характеризується кутом нахилуα або ухиломi, значення яких обчислюють за формулою

деh- різниця висот кінцевої та початкової точок відрізка;d- закладення відрізка (рис.1).

Кут нахилу– це кут, розташований у вертикальній площині та утворений горизонтальною площиною та лінією місцевості.

Ухил- це тангенс кута нахилу лінії місцевості. Під час визначення ухилу спочатку вимірюється абсолютне значення висот точок кожного відрізка – позначка точок. При визначенні позначок можливі два положення точок щодо горизонталей: точка знаходиться на горизонталі; крапказнаходиться між горизонталями.

Якщо точка знаходиться на горизонталі, то відмітка дорівнює відмітці позначка точки дорівнює відмітці горизонталі: HА = 75 м; СР = 55 м (рис.8).

Малюнок 8. Визначення позначок точок відрізків на карті. Висота перерізу – горизонталі проведені через 5 м.

При вирішенні завдань на карті, у тому числі визначенні позначок, важливим моментом є визначення схилу. Це питання вирішується на основі наступних ознак: у напрямку бергштрихів, вони показують напрямок схилу; за підписом горизонталі, верх підпису направлений у бік підвищення схилу; за об'єктами гідрографії, територія знижується до річок, озер; за формою ярів та промоїн, вершина ярів та промоїн завжди спрямована у бік підвищення місцевості.

2. Крапка лежить на схилі між горизонталями.

На малюнку 8 між горизонталями лежить точкаВ. Щоб знайти висоту точки, через неї проводять найкоротший закладення, масштабною лінійкою вимірюють довжину відрізків а і b і підставляють:

м (2)

де h-висота перерізу рельєфу,

С – позначка горизонталі із меншою висотою.

Відрізока вимірюють від точки до горизонталі з меншою висотою.

Ухилвизначається як відношення перевищенняhABдо закладенняdAB(рис.9). Ухил може бути позитивним або негативним, його виражають у тисячних – промілях (‰) або у відсотках (%). Наприклад:i= 0,020 = 20 ‰ = 2 %.

приклад. Висоти точок: Hа = 75 м; Hв = 72,08 м (рис.8).

Відстань між точками А і на карті дорівнює 2,3 см. Масштаб карти 1:25000, тобто. 1 см на карті відповідає 250 м на місцевості. Тоді dAB = 2,3 × 250 = 575 м.

Обчислюємо ухил відрізка (рис. 9):

Малюнок 9. Визначення нахилу відрізка АВ.

Якщо відрізок розташовується вздовж горизонталі, то перевищення дорівнює нулю та ухил також дорівнює нулю. Якщо відрізок розташовується перпендикулярно до горизонталів, то ухил його буде відповідати ухилу місцевості.