Методи геоморфологічних досліджень, геоморфологія як наука експозиція схилів
КОНТРОЛЬНА РОБОТА
Методи геоморфологічних досліджень, геоморфологія як наука експозиція схилів
ПЛАН
Назвіть основні методи геоморфологічних досліджень.
Розподілення схилів на експозицій, визначення експозиції характеристика.
Гіпсометрична кора, земної кори.
Методи геоморфологічних досліджень
Тісно контактуючи з фундаментальними природничими науками (фізикою, математикою, хімією), геоморфологія широко користується і методами цих наук. Ще більше значення у гео-морфологічних дослідженнях мають окремі методи, що лежать в основі наук геологічного комплексу (динамічної, історичної, інженерної геології, гідрогеології тощо) та наук, які вивчають зовнішні сфери географічної оболонки (метеорології, гідрології, ґрунтознавства та ін.).
Методологічною основою всіх геолого-географічних наук, а серед них і геоморфології, ви-ступає діалектичний метод пізнання оточуючого середовища. Він ілюструється взаємним зв'яз-ком природних явищ, взаємодією протилежних сил, стрибкоподібним характером розвитку то-що. Серед універсальних загальнонаукових методів, що використовуються і геоморфологами, відзначимо також історичний (вивчає рельєф у послідовному розвитку), генетичний (вивчає походження окремих форм і типів рельєфу), порівняльно-описовий (виявляє різницю у прояві геморфологічних процесів, вивчає основні фактори формування рельєфу), математичні (забезпе-чують дослідників кількісною інформацією про рельєф - геометричні, кінематичні та ін.).
В той же час навіть найширший набір методів згаданих наук не може задовольнити спеціаль-них потреб геоморфології. Виступаючи як самостійна наука, геоморфологія має свій власний об'єкт дослідження (рельєф), а отже, і базується на специфічних методах його аналізу.
В залежності від організації геоморфологічних робіт розрізняють: методи польових геомор-фологічних досліджень (експедиційні), які спираються на маршрутні обстеження території і поєднуються з геоморфологічним картографуванням; методи стаціонарні, що передбачають три-валі спостереження за динамікою рельєфу на спеціально визначених стаціонарах, які організо-вують у межах характерних для даної території (ключових) ділянок; методи камеральні, які спрямовані на опрацювання польових матеріалів, їх узагальнення, моделювання рельєфу тощо.
За спрямуванням геоморфологічних досліджень виділяються дві великі групи методів -геолога-геоморфологічні (спрямовані головним чином на аналіз зв'язків будови поверхні з геоло-гічною основою; за допомогою цих методів визначаються, наприклад, вік рельєфу, особливості його розвитку у минулому тощо) та географо-геоморфологічні, пов'язані з вивченням інтен-сивності геоморфологічних процесів, їх прогнозуванням на майбутнє тощо.
і
Серед найпоширеніших конкретних методів геоморфологічних досліджень відзначимо: 1.Морфологічний метод, що полягає у визначенні зовнішніх ознак форм і типів рельєфу (рис.З). Наприклад: столоподібна гора, гостроверхий хребет, округлий горб тощо.
2.Морфометричний метод найчастіше вико-ристовується у комплексі з морфологічним і дає уяву про розміри форм рельєфу (висока або низька тераса, глибока ущелина). Морфометричний метод має вели-ке теоретичне і практичне значення при побудові спеціальних геоморфологічних карт, наприклад, карт глибини та густоти ерозійного почленування терито-рії, крутизни схилів тощо.
З.Морфоструктурний метод є невід'ємною скла-довою частиною геолого-геоморфологічних методів дослідження рельєфу і полягає у визначенні співвід-ношення геологічної будови і сучасної поверхні кон-кретної території. Вже згадувалося, що крупні форми рельєфу тісно пов'язані з геологічними структурами (гірський хребет, низовина, міжгірна улоговина то-що). Часто структурну обумовленість можуть мати мезо- і навіть мікроформи рельєфу, особливо за умови близького до поверхні залягання корінних порід (на-приклад, будова і спрямування річкових долин По-ділля або розміщення карстових форм на Поліссі тісно пов'язані з лініями глибинних тектонічних роз-ломів).
4.Палеогеоморфологічний метод теж належить до геолого-геоморфологічної групи і полягає у вив-ченні похованого рельєфу і геоморфологічних проце-сів минулого з метою виявлення їх ролі у сучасному рельєфі території, а отже, відкриває шляхи до про-гнозування подальшого розвитку поверхні. Одним із найважливіших інструментів палеогеоморфології виступає метод кореляції (співставлення віку форм і типів рельєфу за характером і складом геологічних відкладів).
5.Морфонеотектонічний метод дає уяву про темпи і спрямування сучасних тектонічних рухів та їх відображення у геоморфологічних процесах (ерозія, акумуляція тощо). Відносячись до групи геолого-геоморфологічних, цей метод відіграє суттєву роль у виявленні корелятних зв'язків між формами рельєфу і геологічними відкладами.
6.Морфодинамічний метод (група географо-геоморфологічних) дає можливість аналізувати динаміку екзогенних процесів, а отже - прогнозувати темпи ерозії та акумуляції, зміни рельєфу під впливом господарської діяльності людей тощо. Інструментами при реалізації цього методу виступають геодезичні зйомки, математичні та фізичні моделі, статистичні розрахунки тощо. Найбільш ефективно використовується цей метод при виконанні стаціонарних спостережень.
Наведений перелік далеко не вичерпує методичної бази сучасної геоморфологічної науки. В зв'язку з тим, що найкращі результати можуть бути одержані лише за умови використання цих методів у комплексі, можна вести мову про існування єдиного геоморфологічного (історико-генетичного) методу, який розкриває єство процесів та взаємозв'язків при формуванні рельєфу у поєднанні з особливостями внутрішньої структури та походженням форм і типів рельєфу. Ви-користання герморфологічного методу базується на системному підході, при якому геоморфоло-гічний об'єкт розглядається як наслідок сукупного прояву взаємопов'язаних та взаємодіючих елементів цілісної природної системи. При цьому обов'язково аналізуються три етапи, що ста-новлять послідовну основу системного підходу: по-перше, визначаються джерела енергії; по-друге, визначаються рельєфотворчі процеси, зумовлені цією енергією; по-третє, наводиться ха-рактеристика геоморфологічного об'єкту, створеного згаданими процесами. Прикладами таких геоморфологічних систем можуть бути: річкова долина, льодовик у горах, карстове озеро тощо.
Серед новіших методів геоморфологічних досліджень відзначимо аерокосмічні та економіко-геоморфологічні методи. Аерокосмічні зйомки особливо ефективні при виявленні структурних особливостей рельєфу (глобальні структури, глибинні розломи тощо) та при аналізі динаміки геологічних процесів, особливо у важкодоступних районах або на значних за площею територіях (рух льодовиків у горах, зміна стану меліорованих земель тощо). Застосування економічних методів у геоморфології дозволяє обгрунтувати найкращі варіанти розміщення промислових та сільськогосподарських підприємств, визначати типи інженерних споруд та ін.
ВАРІАНТ ІІ.
ГЕОМОРФОЛОГІЯ ЯК НАУКА
1. Предмет геоморфології
Геоморфологія (від грецьких слів: "гео"-земля; "морфе"- форма;"логос"-наука) - це наука про будову, походження, історію розвитку і сучасну динаміку земної поверхні.
Отже, головним об'єктом, який вивчає геоморфологія, виступає рельєф, тобто сукупність нерівностей земної поверхні різного масштабу. Ці нерівності за орієнтуванням у просторі мо-жуть бути позитивними чи додатними (горб, гора, хребет тощо) або негативними чи від'ємними (западина, провал :я, ущелина тощо).
Рельєф не слід розглядати як механічне сполучення якихось абстрактних геометричних поверхонь. Він характеризується цілим комплексом ознак і особливостей, серед яких виділимо:
1.Рельєф значною мірою залежить від особливостей геологічної будови, в зв'язку з чим його вивчення неможливе без знайомства із складом та властивостями гірських порід, а також без розуміння процесів, що протікають у надрах Землі.
2.Особливості рельєфу визначаються також процесами, які домінують у зовнішніх оболон-ках Землі (атмосфері, гідросфері, біосфері), що вимагає спеціального вивчення цих процесів для розуміння умов формування рельєфу.
3.Утворюючись на контакті різних середовищ географічної оболонки, які безперервно змі-нюються у часі і в просторі, рельєф являє собою продукт динамічної системи. Отже, аналізували рельєф можна лише в історичному аспекті, тобто з урахуванням його мінливості у часі, яку часто називають динамікою рельєфи.
4.Нарешті, сам рельєф, який являє со-бою безперервну ком-бінацію різноманітних поверхонь (від гори-зонтальних до верти-кальних), впливає на активність геоморфо-логічних процесів, тоб-то, однією з ознак рельєфу виступає його саморозвиток. Вирішальне значення у са-морозвитку рельєфу належить гіпсометрії, тобто,висотному поло-женню даної ділянки земної поверхні від-носно рівня моря (ціл-ком зрозуміло, що гео-морфологічні процеси по-різному протіказоть на низовинах, височи-нах чи у горах). За-гальну уяву про спів-відношення гіпсомет-ричних рівнів на Землі дає гіпсографічна крива (рис.1).
Отже, рельєф одночасно виступає як продукт геологічного розвитку і як складова частина географічйого ландшафту. Звідси витікає і своєрідне становище геоморфології у комплексі на-ук про Землю: з одного боку вона виступає як наука геологічна, з іншого - є частиною фізичної географії.
Таким чином, геоморфологія ВИВЧАЄ будову, походження, історію розвитку і динаміку ре-льєфу земної поверхні. Мета цього вивчення - пізнання законів розвитку рельєфу і використан-ня виявлених закономірностей у практичній діяльності людського суспільства. У цьому розумінні геоморфологія тісно контактує з прикладними напрямками інших природничих наук, зокрема, математики, фізики, хімії, геології, біологи.
ВАРІАНТ ІІІ.
Експозиція схилів
Під експозицією схилів розуміють орієнтацію схилів по відношенню до сторін горизонту. З експозицією пов'язується нерівномірність сонячного освітлення (а відтак і розподілу тепла), особливості зволоження, вітрового режиму тощо. Іншими словами, експозиція безпосередньо відбивається як на природі самих схилів, зумовлюючи особливості та активність геоморфологіч-них процесів на схилах різної орієнтації (зокрема, з експозицією часто пов'язується природна асиметрія схилів), так і на умовах господарювання, диктуючи характер та архітектурні особливості забудови, розміщення рекреаційних зон тощо. Проте чи не найяскравіше проявляється вплив експозиції схилів у сільськогосподарському виробництві, в першу чергу в рослинництві, відбиваю-чись на термінах дозрівання культур та їх якісних показниках, а в кінцевому рахунку - на ос-новному показнику землеробства - врожайності. Звідси зрозуміла необхідність врахування про-сторової орієнтації схилів і при проведенні землевпорядкувальних робіт.
На практичному (господарському) рівні коріння цієї проблеми заглиблюється у сиву давни-ну. Всі, хто більш-менш розважливо займався землеробством, інтуїтивно, без теоретичних обгрун-тувань та узагальнень, завжди враховували експозицію конкретних полів або їх окремих ділянок. Неабиякі напрацювання зроблені за останні десятиріччя і в теоретично-методичному напрямку. Так, наприклад, широко відомі спеціальні дослідження експозиції схилів при формуванні поверх-невого стоку, виконані в Казанському університеті (Г.Петров та ін.). В Україні цією проблемою з успіхом займаються (переважно для потреб ерозієзнавства) гідрологи та ґрунтознавці Одеського університету (Г.Швебс, І.Гоголєв та ін.). Чимало методичних напрацювань, більшою чи меншою мірою пов'язаних з оцінками просторової орієнтації сільськогосподарських угідь, виконано фа-хівцями науково-дослідного Інституту землеустрою України та його регіональних підрозділів. Цей перелік можна було б значно продовжити. І все ж проблема теоретичного обгрунтування землекористування в умовах розвитку схилів різної експозиції ще чекає свого дослідника, і ак-туальність її не зменшується, а навпаки, зростає на сучасному етапі, коли очікуються державні реформації у питаннях власності на землю і невідворотно наближається час переходу від планово-го (теоретичного) паювання земель до його виносу "в натуру" (на цьому етапі проблема якості земельних наділів, у тому числі й їх експозиції, набуває не тільки чисто господарського, а навіть соціального сенсу).
Слід мати на увазі, що експозицію схилів необхідно розглядати у тісному взаємозв'язку з крутизною поверхні - чим крутіший схил, тим яскравіше проявляються особливості його просторової орієнтації. Для ілюстрації сказаного наведемо матеріали спеціальних досліджень, виконаних згаданими вже науковцями Казані (табл.24).
Таблиця 24
Добові суми прямої сонячної радіації на схилах різної експозиції та крутизни у відсотках від прямої сонячної радіації, що надходить на горизонтальну поверхню
(за Ю.Бабаковим)
Дата | Південні схили | Горизонтальна поверхня | Північні схили
Кути похилу | Кути похилу
0°45' | 1°50' | 4°00' | 7°30' | 0°45’ | 1°50’ | 4°00’ | 7°30’
15. ІII | 103,6 | 107,8 | 115,0 | 127,0 | 100 | 97,6 | 92,8 | 86,1 | 73,4
1.ІУ | 102,5 | 105,6 | 111,2 | 121,5 | 100 | 97,9 | 95,7 | 89,2 | 77,4
15. IV | 101,9 | 104,8 | 110,3 | 119,6 | 100 | 98,1 | 96,0 | 90.4 | 79.7
Як видно з наведеної таблиці, відмінності у надходженні тепла набувають відчутних масшта-бів вже при крутизні схилів 2-4°. Подібна диференціація простежується і через зволоження грунтів, через обсяги снігонагромадження та швидкість танення снігів тощо. Ми вже розглядали вище основні методики морфометричних обчислень крутизни схилів (див.2.5), тому тут обмежимося лише за-уваженням, що для практичних потреб експозицію схилів доцільно визначати за крупномасштабними топографічними картами, для чого, орієнтуючись на рису-нок горизонталей, проводяться границі схилів різної орієнтації. На наш погляд, зважаючи на специфіку кліматичних умов Західного регіону України, де домінує пів-нічно-західний напрямок перенесення по-вітряних мас, з частими південно-західними (середземноморськими) циклонами та південно-східними відносно висуше-ними вітрами, визначення експозиції схи-лів доцільно не обмежувати чотирма основними сторонами горизонту, а проводити за вісьмома румбами (рис.75). Для узагальнення матеріалів по визначенню експозиції схилів у межах досліджуваної території доцільно провести спеціальні виміри площ, зайнятих схилами різної просторової орієнтації (визначення площ здійснюється, як і при інших картометричних роботах, за допомогою планіметра або палетки), та побудувати колову діаграму експозиції схилів (приймається, що площа кола відповідає 100% загальної площі досліджуваного водозбору, господарства, адміністративного району тощо) або своєрідну "розу схилів" (на зразок широко відомої "рози вітрів", коли по кожному з 8 румбів у певному масштабі відкладаються відрізки, що відповідають сумарній площі схилів, орієнтованих у цьому напрямку).
Оформлення матеріалів морфо метричних досліджень
При проведенні морфометричних обчислень особливої уваги заслуговує питання співставності фізичних розмірностей показників, які використовуються у тих чи інших формулах та залежностях. Саме з цією проблемою пов'язується найбільша кількість помилок та огріхів при виконанні морфометричних робіт (наприклад, в одну й ту ж саму формулу вносяться без належних перехідних коефіцієнтів одні величини, виражені у метрах, інші - у кілометрах тощо). Особливу увагу слід звертати на вирази, де використовується інформація про похил схилів, який, як відо-мо, може виражатися через кут'нахилу (тобто у градусах), через тангенс цього кута (величина безрозмірна), або наводитися у відсотках чи проміле.
Принагідне слід згадати й про детальність (точність) морфо метричних вимірів. Так, всі загальні показники (див.2.1) обчислюються з точністю до сотих (два знаки після коми). З такою ж точністю визначаються показники густоти ерозійного та гідрографічного почленування території (див.2.2). Середня довжина схилів, а з нею й геоморфологічний фактор стоку, як і відносні перевищення (глибини ерозійного врізу), визначаються до цілих величин. Висотні ха-рактеристики (максимальна та мінімальна висоти, висоти витоку та гирла, середні висоти водозборів та ін.) обчислюються з точністю до одного знаку після коми (до десятих). Похил схилу (тангенс кута нахилу) записується до чотирьох знаків після коми (до десятитисячної частини від цілого) або до десятої частини відсотків; якщо похил виражають через проміле або через кут нахилу, то ці величини заокруглюються до цілих значень. Коефіцієнт розчленування рельєфу обчислюється до десятитисячних значень (чотири знаки після коми), або, якщо він на-водиться не в абсолютній величині, а через відносний показник "п", то останній підраховується до цілих значень.
Власне оформлення матеріалів морфо метричних досліджень може здійснюватися у різних формах. В залежності від призначення роботи записи можуть проводитися у довільній формі (до зошита або журнала камеральних робіт заносяться по групах одержані показники), у графічній формі (у вигляді серій морфометричних карт та графічних побудов, про які мова йшла вище) або у табличній формі. Саме табличний варіант (як доповнення до графічного) нам видається найбільш доцільним. При цьому у таблицю спеціальної форми (табл.25) заносять-ся по групах всі обчислені морфометричні показники, наводиться методика їх визначення (фор-мула та підставлені в неї цифрові значення), що дозволяє контролювати хід підрахунків та своє-часно виявляти джерела можливих похибок. При цьому матеріали досліджень заносяться у таблицю по окремих групах: загальні показники, горизонтальне розчленування, вертикальне розчленування, похил поверхні, комплексні та синтетичні показники, спеціальні показники (пе-релік основних морфометричних показників, що входять до цих груп, наведений вище).
Таблиця 25
Основні морфометричні показники водозбору балки №84 у басейні р.Кривої
(Зразок)
№ пп | Показник | Ін-декс | Формула і порядок обчислення | Величина та розмірність
1. Загальні показники
1.1 1.2
1.3 1.4 | Площа водозбору Довжина головного пильвегу (головного водопоку)
Середня ширина басейну
… | F
L
(Lгідр)
В
... | -
-
-
В = L2/F= (1.1)2 /14.82
… | 14.82 км2
1.1км
(0.6км)
0,07 км
….
Завдання
1. За визначеним викладачем варіантом (номером балки у додатку 7) оконтурити (на кальці) водозбір, перезняти в його межах горизонталі, відмітки найвищої та найнижчої точок (в разі відсутності відміток на карті - визначити їх), наявну гідрографічну мережу з прилеглою ділян-кою головної ріки та провести на копії карти водозбору лінії тальвегів.
2. Провести картометричні роботи на визначеному водозборі та заповнити таблицю основних картометричних показників у відповідності з табл.23.
3. Виконати повний об'єм морфометричних розрахунків та заповнити таблицю, зразок якої наведений у тексті (табл.25).
ЛІТЕРАТУРА
І.М. Коротун. Прикладна геоморфологія. Рівне, 1996.
І.М. Коротун. Практикум з прикладної геоморфології. Рівне, 1996.
Методи геоморфологічних досліджень, геоморфологія як наука експозиція схилів
ПЛАН
Назвіть основні методи геоморфологічних досліджень.
Розподілення схилів на експозицій, визначення експозиції характеристика.
Гіпсометрична кора, земної кори.
Методи геоморфологічних досліджень
Тісно контактуючи з фундаментальними природничими науками (фізикою, математикою, хімією), геоморфологія широко користується і методами цих наук. Ще більше значення у гео-морфологічних дослідженнях мають окремі методи, що лежать в основі наук геологічного комплексу (динамічної, історичної, інженерної геології, гідрогеології тощо) та наук, які вивчають зовнішні сфери географічної оболонки (метеорології, гідрології, ґрунтознавства та ін.).
Методологічною основою всіх геолого-географічних наук, а серед них і геоморфології, ви-ступає діалектичний метод пізнання оточуючого середовища. Він ілюструється взаємним зв'яз-ком природних явищ, взаємодією протилежних сил, стрибкоподібним характером розвитку то-що. Серед універсальних загальнонаукових методів, що використовуються і геоморфологами, відзначимо також історичний (вивчає рельєф у послідовному розвитку), генетичний (вивчає походження окремих форм і типів рельєфу), порівняльно-описовий (виявляє різницю у прояві геморфологічних процесів, вивчає основні фактори формування рельєфу), математичні (забезпе-чують дослідників кількісною інформацією про рельєф - геометричні, кінематичні та ін.).
В той же час навіть найширший набір методів згаданих наук не може задовольнити спеціаль-них потреб геоморфології. Виступаючи як самостійна наука, геоморфологія має свій власний об'єкт дослідження (рельєф), а отже, і базується на специфічних методах його аналізу.
В залежності від організації геоморфологічних робіт розрізняють: методи польових геомор-фологічних досліджень (експедиційні), які спираються на маршрутні обстеження території і поєднуються з геоморфологічним картографуванням; методи стаціонарні, що передбачають три-валі спостереження за динамікою рельєфу на спеціально визначених стаціонарах, які організо-вують у межах характерних для даної території (ключових) ділянок; методи камеральні, які спрямовані на опрацювання польових матеріалів, їх узагальнення, моделювання рельєфу тощо.
За спрямуванням геоморфологічних досліджень виділяються дві великі групи методів -геолога-геоморфологічні (спрямовані головним чином на аналіз зв'язків будови поверхні з геоло-гічною основою; за допомогою цих методів визначаються, наприклад, вік рельєфу, особливості його розвитку у минулому тощо) та географо-геоморфологічні, пов'язані з вивченням інтен-сивності геоморфологічних процесів, їх прогнозуванням на майбутнє тощо.
і
Серед найпоширеніших конкретних методів геоморфологічних досліджень відзначимо: 1.Морфологічний метод, що полягає у визначенні зовнішніх ознак форм і типів рельєфу (рис.З). Наприклад: столоподібна гора, гостроверхий хребет, округлий горб тощо.
2.Морфометричний метод найчастіше вико-ристовується у комплексі з морфологічним і дає уяву про розміри форм рельєфу (висока або низька тераса, глибока ущелина). Морфометричний метод має вели-ке теоретичне і практичне значення при побудові спеціальних геоморфологічних карт, наприклад, карт глибини та густоти ерозійного почленування терито-рії, крутизни схилів тощо.
З.Морфоструктурний метод є невід'ємною скла-довою частиною геолого-геоморфологічних методів дослідження рельєфу і полягає у визначенні співвід-ношення геологічної будови і сучасної поверхні кон-кретної території. Вже згадувалося, що крупні форми рельєфу тісно пов'язані з геологічними структурами (гірський хребет, низовина, міжгірна улоговина то-що). Часто структурну обумовленість можуть мати мезо- і навіть мікроформи рельєфу, особливо за умови близького до поверхні залягання корінних порід (на-приклад, будова і спрямування річкових долин По-ділля або розміщення карстових форм на Поліссі тісно пов'язані з лініями глибинних тектонічних роз-ломів).
4.Палеогеоморфологічний метод теж належить до геолого-геоморфологічної групи і полягає у вив-ченні похованого рельєфу і геоморфологічних проце-сів минулого з метою виявлення їх ролі у сучасному рельєфі території, а отже, відкриває шляхи до про-гнозування подальшого розвитку поверхні. Одним із найважливіших інструментів палеогеоморфології виступає метод кореляції (співставлення віку форм і типів рельєфу за характером і складом геологічних відкладів).
5.Морфонеотектонічний метод дає уяву про темпи і спрямування сучасних тектонічних рухів та їх відображення у геоморфологічних процесах (ерозія, акумуляція тощо). Відносячись до групи геолого-геоморфологічних, цей метод відіграє суттєву роль у виявленні корелятних зв'язків між формами рельєфу і геологічними відкладами.
6.Морфодинамічний метод (група географо-геоморфологічних) дає можливість аналізувати динаміку екзогенних процесів, а отже - прогнозувати темпи ерозії та акумуляції, зміни рельєфу під впливом господарської діяльності людей тощо. Інструментами при реалізації цього методу виступають геодезичні зйомки, математичні та фізичні моделі, статистичні розрахунки тощо. Найбільш ефективно використовується цей метод при виконанні стаціонарних спостережень.
Наведений перелік далеко не вичерпує методичної бази сучасної геоморфологічної науки. В зв'язку з тим, що найкращі результати можуть бути одержані лише за умови використання цих методів у комплексі, можна вести мову про існування єдиного геоморфологічного (історико-генетичного) методу, який розкриває єство процесів та взаємозв'язків при формуванні рельєфу у поєднанні з особливостями внутрішньої структури та походженням форм і типів рельєфу. Ви-користання герморфологічного методу базується на системному підході, при якому геоморфоло-гічний об'єкт розглядається як наслідок сукупного прояву взаємопов'язаних та взаємодіючих елементів цілісної природної системи. При цьому обов'язково аналізуються три етапи, що ста-новлять послідовну основу системного підходу: по-перше, визначаються джерела енергії; по-друге, визначаються рельєфотворчі процеси, зумовлені цією енергією; по-третє, наводиться ха-рактеристика геоморфологічного об'єкту, створеного згаданими процесами. Прикладами таких геоморфологічних систем можуть бути: річкова долина, льодовик у горах, карстове озеро тощо.
Серед новіших методів геоморфологічних досліджень відзначимо аерокосмічні та економіко-геоморфологічні методи. Аерокосмічні зйомки особливо ефективні при виявленні структурних особливостей рельєфу (глобальні структури, глибинні розломи тощо) та при аналізі динаміки геологічних процесів, особливо у важкодоступних районах або на значних за площею територіях (рух льодовиків у горах, зміна стану меліорованих земель тощо). Застосування економічних методів у геоморфології дозволяє обгрунтувати найкращі варіанти розміщення промислових та сільськогосподарських підприємств, визначати типи інженерних споруд та ін.
ВАРІАНТ ІІ.
ГЕОМОРФОЛОГІЯ ЯК НАУКА
1. Предмет геоморфології
Геоморфологія (від грецьких слів: "гео"-земля; "морфе"- форма;"логос"-наука) - це наука про будову, походження, історію розвитку і сучасну динаміку земної поверхні.
Отже, головним об'єктом, який вивчає геоморфологія, виступає рельєф, тобто сукупність нерівностей земної поверхні різного масштабу. Ці нерівності за орієнтуванням у просторі мо-жуть бути позитивними чи додатними (горб, гора, хребет тощо) або негативними чи від'ємними (западина, провал :я, ущелина тощо).
Рельєф не слід розглядати як механічне сполучення якихось абстрактних геометричних поверхонь. Він характеризується цілим комплексом ознак і особливостей, серед яких виділимо:
1.Рельєф значною мірою залежить від особливостей геологічної будови, в зв'язку з чим його вивчення неможливе без знайомства із складом та властивостями гірських порід, а також без розуміння процесів, що протікають у надрах Землі.
2.Особливості рельєфу визначаються також процесами, які домінують у зовнішніх оболон-ках Землі (атмосфері, гідросфері, біосфері), що вимагає спеціального вивчення цих процесів для розуміння умов формування рельєфу.
3.Утворюючись на контакті різних середовищ географічної оболонки, які безперервно змі-нюються у часі і в просторі, рельєф являє собою продукт динамічної системи. Отже, аналізували рельєф можна лише в історичному аспекті, тобто з урахуванням його мінливості у часі, яку часто називають динамікою рельєфи.
4.Нарешті, сам рельєф, який являє со-бою безперервну ком-бінацію різноманітних поверхонь (від гори-зонтальних до верти-кальних), впливає на активність геоморфо-логічних процесів, тоб-то, однією з ознак рельєфу виступає його саморозвиток. Вирішальне значення у са-морозвитку рельєфу належить гіпсометрії, тобто,висотному поло-женню даної ділянки земної поверхні від-носно рівня моря (ціл-ком зрозуміло, що гео-морфологічні процеси по-різному протіказоть на низовинах, височи-нах чи у горах). За-гальну уяву про спів-відношення гіпсомет-ричних рівнів на Землі дає гіпсографічна крива (рис.1).
Отже, рельєф одночасно виступає як продукт геологічного розвитку і як складова частина географічйого ландшафту. Звідси витікає і своєрідне становище геоморфології у комплексі на-ук про Землю: з одного боку вона виступає як наука геологічна, з іншого - є частиною фізичної географії.
Таким чином, геоморфологія ВИВЧАЄ будову, походження, історію розвитку і динаміку ре-льєфу земної поверхні. Мета цього вивчення - пізнання законів розвитку рельєфу і використан-ня виявлених закономірностей у практичній діяльності людського суспільства. У цьому розумінні геоморфологія тісно контактує з прикладними напрямками інших природничих наук, зокрема, математики, фізики, хімії, геології, біологи.
ВАРІАНТ ІІІ.
Експозиція схилів
Під експозицією схилів розуміють орієнтацію схилів по відношенню до сторін горизонту. З експозицією пов'язується нерівномірність сонячного освітлення (а відтак і розподілу тепла), особливості зволоження, вітрового режиму тощо. Іншими словами, експозиція безпосередньо відбивається як на природі самих схилів, зумовлюючи особливості та активність геоморфологіч-них процесів на схилах різної орієнтації (зокрема, з експозицією часто пов'язується природна асиметрія схилів), так і на умовах господарювання, диктуючи характер та архітектурні особливості забудови, розміщення рекреаційних зон тощо. Проте чи не найяскравіше проявляється вплив експозиції схилів у сільськогосподарському виробництві, в першу чергу в рослинництві, відбиваю-чись на термінах дозрівання культур та їх якісних показниках, а в кінцевому рахунку - на ос-новному показнику землеробства - врожайності. Звідси зрозуміла необхідність врахування про-сторової орієнтації схилів і при проведенні землевпорядкувальних робіт.
На практичному (господарському) рівні коріння цієї проблеми заглиблюється у сиву давни-ну. Всі, хто більш-менш розважливо займався землеробством, інтуїтивно, без теоретичних обгрун-тувань та узагальнень, завжди враховували експозицію конкретних полів або їх окремих ділянок. Неабиякі напрацювання зроблені за останні десятиріччя і в теоретично-методичному напрямку. Так, наприклад, широко відомі спеціальні дослідження експозиції схилів при формуванні поверх-невого стоку, виконані в Казанському університеті (Г.Петров та ін.). В Україні цією проблемою з успіхом займаються (переважно для потреб ерозієзнавства) гідрологи та ґрунтознавці Одеського університету (Г.Швебс, І.Гоголєв та ін.). Чимало методичних напрацювань, більшою чи меншою мірою пов'язаних з оцінками просторової орієнтації сільськогосподарських угідь, виконано фа-хівцями науково-дослідного Інституту землеустрою України та його регіональних підрозділів. Цей перелік можна було б значно продовжити. І все ж проблема теоретичного обгрунтування землекористування в умовах розвитку схилів різної експозиції ще чекає свого дослідника, і ак-туальність її не зменшується, а навпаки, зростає на сучасному етапі, коли очікуються державні реформації у питаннях власності на землю і невідворотно наближається час переходу від планово-го (теоретичного) паювання земель до його виносу "в натуру" (на цьому етапі проблема якості земельних наділів, у тому числі й їх експозиції, набуває не тільки чисто господарського, а навіть соціального сенсу).
Слід мати на увазі, що експозицію схилів необхідно розглядати у тісному взаємозв'язку з крутизною поверхні - чим крутіший схил, тим яскравіше проявляються особливості його просторової орієнтації. Для ілюстрації сказаного наведемо матеріали спеціальних досліджень, виконаних згаданими вже науковцями Казані (табл.24).
Таблиця 24
Добові суми прямої сонячної радіації на схилах різної експозиції та крутизни у відсотках від прямої сонячної радіації, що надходить на горизонтальну поверхню
(за Ю.Бабаковим)
Дата | Південні схили | Горизонтальна поверхня | Північні схили
Кути похилу | Кути похилу
0°45' | 1°50' | 4°00' | 7°30' | 0°45’ | 1°50’ | 4°00’ | 7°30’
15. ІII | 103,6 | 107,8 | 115,0 | 127,0 | 100 | 97,6 | 92,8 | 86,1 | 73,4
1.ІУ | 102,5 | 105,6 | 111,2 | 121,5 | 100 | 97,9 | 95,7 | 89,2 | 77,4
15. IV | 101,9 | 104,8 | 110,3 | 119,6 | 100 | 98,1 | 96,0 | 90.4 | 79.7
Як видно з наведеної таблиці, відмінності у надходженні тепла набувають відчутних масшта-бів вже при крутизні схилів 2-4°. Подібна диференціація простежується і через зволоження грунтів, через обсяги снігонагромадження та швидкість танення снігів тощо. Ми вже розглядали вище основні методики морфометричних обчислень крутизни схилів (див.2.5), тому тут обмежимося лише за-уваженням, що для практичних потреб експозицію схилів доцільно визначати за крупномасштабними топографічними картами, для чого, орієнтуючись на рису-нок горизонталей, проводяться границі схилів різної орієнтації. На наш погляд, зважаючи на специфіку кліматичних умов Західного регіону України, де домінує пів-нічно-західний напрямок перенесення по-вітряних мас, з частими південно-західними (середземноморськими) циклонами та південно-східними відносно висуше-ними вітрами, визначення експозиції схи-лів доцільно не обмежувати чотирма основними сторонами горизонту, а проводити за вісьмома румбами (рис.75). Для узагальнення матеріалів по визначенню експозиції схилів у межах досліджуваної території доцільно провести спеціальні виміри площ, зайнятих схилами різної просторової орієнтації (визначення площ здійснюється, як і при інших картометричних роботах, за допомогою планіметра або палетки), та побудувати колову діаграму експозиції схилів (приймається, що площа кола відповідає 100% загальної площі досліджуваного водозбору, господарства, адміністративного району тощо) або своєрідну "розу схилів" (на зразок широко відомої "рози вітрів", коли по кожному з 8 румбів у певному масштабі відкладаються відрізки, що відповідають сумарній площі схилів, орієнтованих у цьому напрямку).
Оформлення матеріалів морфо метричних досліджень
При проведенні морфометричних обчислень особливої уваги заслуговує питання співставності фізичних розмірностей показників, які використовуються у тих чи інших формулах та залежностях. Саме з цією проблемою пов'язується найбільша кількість помилок та огріхів при виконанні морфометричних робіт (наприклад, в одну й ту ж саму формулу вносяться без належних перехідних коефіцієнтів одні величини, виражені у метрах, інші - у кілометрах тощо). Особливу увагу слід звертати на вирази, де використовується інформація про похил схилів, який, як відо-мо, може виражатися через кут'нахилу (тобто у градусах), через тангенс цього кута (величина безрозмірна), або наводитися у відсотках чи проміле.
Принагідне слід згадати й про детальність (точність) морфо метричних вимірів. Так, всі загальні показники (див.2.1) обчислюються з точністю до сотих (два знаки після коми). З такою ж точністю визначаються показники густоти ерозійного та гідрографічного почленування території (див.2.2). Середня довжина схилів, а з нею й геоморфологічний фактор стоку, як і відносні перевищення (глибини ерозійного врізу), визначаються до цілих величин. Висотні ха-рактеристики (максимальна та мінімальна висоти, висоти витоку та гирла, середні висоти водозборів та ін.) обчислюються з точністю до одного знаку після коми (до десятих). Похил схилу (тангенс кута нахилу) записується до чотирьох знаків після коми (до десятитисячної частини від цілого) або до десятої частини відсотків; якщо похил виражають через проміле або через кут нахилу, то ці величини заокруглюються до цілих значень. Коефіцієнт розчленування рельєфу обчислюється до десятитисячних значень (чотири знаки після коми), або, якщо він на-водиться не в абсолютній величині, а через відносний показник "п", то останній підраховується до цілих значень.
Власне оформлення матеріалів морфо метричних досліджень може здійснюватися у різних формах. В залежності від призначення роботи записи можуть проводитися у довільній формі (до зошита або журнала камеральних робіт заносяться по групах одержані показники), у графічній формі (у вигляді серій морфометричних карт та графічних побудов, про які мова йшла вище) або у табличній формі. Саме табличний варіант (як доповнення до графічного) нам видається найбільш доцільним. При цьому у таблицю спеціальної форми (табл.25) заносять-ся по групах всі обчислені морфометричні показники, наводиться методика їх визначення (фор-мула та підставлені в неї цифрові значення), що дозволяє контролювати хід підрахунків та своє-часно виявляти джерела можливих похибок. При цьому матеріали досліджень заносяться у таблицю по окремих групах: загальні показники, горизонтальне розчленування, вертикальне розчленування, похил поверхні, комплексні та синтетичні показники, спеціальні показники (пе-релік основних морфометричних показників, що входять до цих груп, наведений вище).
Таблиця 25
Основні морфометричні показники водозбору балки №84 у басейні р.Кривої
(Зразок)
№ пп | Показник | Ін-декс | Формула і порядок обчислення | Величина та розмірність
1. Загальні показники
1.1 1.2
1.3 1.4 | Площа водозбору Довжина головного пильвегу (головного водопоку)
Середня ширина басейну
… | F
L
(Lгідр)
В
... | -
-
-
В = L2/F= (1.1)2 /14.82
… | 14.82 км2
1.1км
(0.6км)
0,07 км
….
Завдання
1. За визначеним викладачем варіантом (номером балки у додатку 7) оконтурити (на кальці) водозбір, перезняти в його межах горизонталі, відмітки найвищої та найнижчої точок (в разі відсутності відміток на карті - визначити їх), наявну гідрографічну мережу з прилеглою ділян-кою головної ріки та провести на копії карти водозбору лінії тальвегів.
2. Провести картометричні роботи на визначеному водозборі та заповнити таблицю основних картометричних показників у відповідності з табл.23.
3. Виконати повний об'єм морфометричних розрахунків та заповнити таблицю, зразок якої наведений у тексті (табл.25).
ЛІТЕРАТУРА
І.М. Коротун. Прикладна геоморфологія. Рівне, 1996.
І.М. Коротун. Практикум з прикладної геоморфології. Рівне, 1996.
