РОЗДІЛ 2. МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ ЛАТЕРАЛЬНИХ РЕЧОВИННИХ ПОТОКІВ
2.1. Методика досліджень потенційно-енергетичних параметрів морфології рельєфу
Вивчення природних явищ, закономірностей їх локалізації, спрямованості,
інтенсивності може провадитись на основі фізичного моделювання. При фізичному
моделювання в моделі залишається подібність фізики явища і математичної
залежності об’єкту, що досліджується. Один з напрямків дослідження
гіпсометричних показників сформований на понятті рельєфу поля і базується на
аналогії між потенціалом електричного поля та потенціалом гравітаційного поля,
напруженістю електричного поля та градієнтом висот [74,75]. При даному підході
морфологія рельєфу визначається як скалярне поле, похідна якого — поле вектору
щільності витрат матеріалу – характеризує латеральний речовинний потік
(літодинамічний потік).
Топографічна карта є своєрідною картою фактичного матеріалу. Все різноманіття
морфологічних або геометричних форм поверхні можна звести до зовсім небагатьох
типів: додатні, від’ємні; опуклі, увігнуті, плоскі, які в свою чергу
відповідають морфологічній тріаді: вододіли, схили, днища. Дослідження
особливостей морфологічних одиниць, їх стійкості та процесів висвітлено у
публікаціях [67, 68, 69, 70, 71, 72, 73 ] та багатьох інших авторів.
Показники гіпсометрії земної поверхні є полем величин, які характеризують
положення об’єктів, або матеріальних точок з позиції чисельного значення їх
трьохмірного положення — просторових координат (x,y,z,). У межах цієї поверхні,
що є межею поділу різних агрегатних станів матерії в ландшафтах та визначає
потенціальну енергію матеріальних об’єктів, відбувається трансформація одних
видів енергії в інші. Довільні речовини, що знаходяться на поверхні Землі
літомаси, гідромаси, мортмаси та інші можуть бути охарактеризовані з позиції
чисельного значення їх просторових координат, а їх положення в стані спокою
охарактеризовано потенціальною енергією – U.
Якщо взяти об’єкти однакові за масою, то їх потенційна енергія буде визначатися
їх висотним положенням h (формула 1.4). Потенційна енергія може мати, на
відміну від кінетичної, від’ємні значення в межах так званих “потенційних ям”.
Фізичний зміст цього явища розглянуто в першому розділі (рис. 1.3).
Вододільні простори характеризуються відносно підвищеними
потенційно-енергетичними показниками за рахунок свого пануючого висотного
положення. Проте для реалізації підвищених потенційних значень кінетичними
переміщеннями латеральних потоків необхідна наявність градієнтів потенційного
поля. При відсутності градієнтів, або при їх незначних значеннях земна поверхня
може бути визначена, як еквіпотенційна.
В межах еквіпотенційних ділянок, гіпсометричні градієнти поверхні є незначними,
або локальними (заболочені низини, улоговини видування, суфозійні
мікрозападини) перехід в кінетичну енергію руху, є обмеженим.
Локально-западинний характер субгоризонтальної поверхні з енергетичної точки
зору є еквіпотенційним полем з потенційними ямами. Субгоризонтальна поверхня з
еоловими горбами та пасмами може бути охарактеризована, як еквіпотенційна
поверхня ускладнена потенційними бар’єрами, а при наявності улоговин видування,
ще й потенційними ямами.
Ділянки денної поверхні в межах яких відмічаються градієнтні значення
гіпсометричних показників відносяться до градієнтних поверхонь. Звичайно,
градієнтними поверхнями визначаються схили, у межах яких спостерігається зміна
абсолютних позначок поверхні. За фізичним змістом градієнтною поверхнею
визначається об’єкт незалежно від його розмірів, генезису або ієрархічного
статусу — схили моренних рівнин, схили річкових терас, схили мікрозападин,
схили піщаних пагорбів.
Денна поверхня ландшафту є в тому числі і площиною, яка визначає ступені
свободи латерального переміщення речовини в ландшафті. Латеральні потоки
флювіального типу, в межах земної поверхні мають два ступеня свободи,
латеральні вітрові потоки три у — ступеня свободи. Градієнти поверхні
зумовлюють інтенсивність, напрямок, швидкість, латеральних переміщень та
визначають умови формування та розформування потоків. Вітрові потоки формуються
внаслідок баричних градієнтів, проте рельєф є фактором який до певної міри
контролює аеродинамічні умови прискорення, сповільнення, турбулентність та ін.
На аеродинамічні умови вітрових потоків також впливають рослинність, водні
поверхні, інсоляційні експозиції ландшафтів.
Аналізуючи гіпсометричні показники поверхні необхідно підкреслити їх просторову
неоднорідність. Ще попередніми дослідженнями зазначалося, що середні нахили
поверхні для Волинської області 0,8 м на 1км та 1,3м на 1 км для Рівненської
області на перший погляд є досить значними. Проте вони різняться за значеннями
і, як правило, менше наведених величин [76,77]. Відомо, величини нахилів
поверхні визначають швидкість стікання дощових та талих вод, швидкість течії в
річках, а швидкість в свою чергу визначає деструкційну та транспортуючу
здатність латеральних потоків.
Потенційно-енергетичний аналіз денної поверхні ландшафтів автором проведено у
декілька етапів. На першому етапі було проведено псевдоізолінії, шляхом
спрямлення горизонталей, щоб зняти навантаження поверхневих процесів. Наступним
етапом було обчислення градієнтних значень (м/км) між окремими
псевдоізолініями. На основі показників градієнтних значень проведено
класифікацію земної поверхні за гіпсометричними показниками і виділено
еквіпотенційні та градієнтні поверхні. Аналіз планової конфігурації поверхонь
різних типів дозволив їх поділити на площадні та
- Київ+380960830922