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1、.第十章 地形图的应用第一节 地形图的识读识读地形图是对地形图内容和知识的综合了解和运用，其目的是正确地使用地形图，为各种工程的规划、设计提供合理、准确的效劳。每幅地形图是该图幅的地物、地貌的总和，而地物、地貌在图上是用地形图图式规定的各种符号和等高线以及各种注记表示的。因此，熟悉这些符号和等高线的特性是识读地形图的前提。此外，识读时要讲究方法，要分层次地进展识读，即从图外到图内，从整体到局部，逐步深入到要了解的具体内容。这样，对图幅内的地形有了完整的概念后，才能对可以利用的局部提出恰当、准确的用图方案。现以图10-1为例，说明识读地形图的步骤和方法。1识读图廓外注记 从图廓外注记中可了解到测
2、图年月、成图方法、坐标系统、高程基准、等高距、所用图式、成图比例尺、行政区划和相邻图幅的名称。根据成图比例尺即可确定其用途，如比例尺小于1：1000时就不能用于建筑设计，但可用于建筑规划和公路建立的初步设计。如果测图年代已久，实际地形又发生了很大变化，应测绘新图才能满足要求。2识读地貌 从图10-1中的等高线形状和密集程度可以看出，其大局部地貌为丘陵地，东北部白沙河两岸为平坦地、东部山脚至图边为缓坡。由于丘陵地内小山头林立，山脊、山谷交织，沟壑纵横、地貌显得有些破碎；从图中的高程注记和等高线注记来看，最高的山顶为图根点N4，其高程为108.23 m，最低的等高线为78m，图内最大高差30m。图
3、内丘陵地的一般坡度为10左右，这种坡度的地形对各种工程的施工并不很困难。在图的中部有一宽阔的长山谷，底部很平缓，也是工程建立可以利用的地形。3识读地物和植被 大局部人工地物都建在平坦地区，而地物的核心局部是居民地，有了居民地那么有电力线、通讯线等相应的设施和通往的道路。因此，识读地图时以居民地为线索，即可了解一些主要地物的来龙去脉。如图10-1中的沙湾是唯一的居民点，各级道路由沙湾向四周辐射，有贯穿东西方向的大车路，通向北图边的简易公路，还有向南经过白沙河沙场通往金山的乡村路。横跨全图的大兴公路，其支线通过白沙河的公路桥向北出图，其主干线从东南出图，通往岔口和石门。图内另一主要地物为白沙河，自
4、图幅西北进入本图，流经沙湾南侧，至东北出图，此河也是高乐乡和梅镇的分界限。图上的植被分布也是与地形相联系的：菜园和耕地多分布在居民地附近和地势平坦地区；森林那么多在山区。如本幅图的白沙*岸和通过沙湾的大车路之间的植被是菜地，图幅中部的平山谷和东部的山脚平缓处都是耕地和小块梯田，自金山至西图边的北山坡分布有零星树木和灌木。不同地区的地形图有不同的特点，要在识图实践中熟悉地形图所反映的地形变化规律，从中选取满足工程要求的地形，为工程建立效劳。由于国民经济和城乡建立的迅速开展，新增地物不断出现，有时当年测绘的地形图也会落后于现实的地形变化。因此，通过地形图的识读了解到所需要的地形情况后，仍需到实地勘
5、察对照，才能对所需地形有切合实际的了解。图10-1 识读地物和植被第二节 地形图应用的根本内容一、图上确定点的平面坐标确定图上任意一点的平面坐标，可根据图上方格网及其坐标值直接量取。如图10-2所示，欲求A点的坐标，过A点作坐标格网的垂线ef和gh，用比例尺量出ab、ad、ag、ae长度，按下式计算A点的坐标： 10-1式中l为坐标方格网原有边长一般为10cm，ab、ad是图纸受伸缩影响后的坐标方格网边长，按10-1式计算A点的坐标，可防止图纸伸缩的影响。在地形图上量取点的坐标，其精度受图解精度的限制，一般认为图解精度为图纸上的0.lmm，因此，图解坐标精度不会高于0.lmm乘比例尺分母。图1
6、0-2 图上确定点的平面坐标二、图上确定一点的高程在地形图上可利用等高线确定点的高程。假设某点恰好位于某等高线上，该点的高程就等于所在的等高线高程，如图 10-3中的A点，其高程为35m。假设某点位于两等高线之间，那么应用内插法按平距与高差成正比的关系可求得该点的高程。如图10-3中的K点，位于33m和34m的等高线之间，欲求其高程，那么通过K点作相邻两等高线的垂线mn，量得mn、mk的长度，即可按下式求得K点的高程：(10-2)式中Hm为m点的高程；h为等高距。图 10-3 图上确定一点的高程三、图上量测直线的长度和方向在同一幅图中，欲求两点间的水平距离和某一直线的方向，一般采用直接量取法，
7、即根据比例尺用尺子量测距离，用量角器量测直线的坐标方位角。当所求直线的两点不在同一幅图内或精度要求较高时，可在图上分别量出两个点的坐标值，然后计算其长度和坐标方位角。如图10-2所示，先得到A、B点的坐标，再按下式计算其直线的长度DAB和坐标方位角AB： 10-3 10-4四、确定直线坡度地面的倾斜可用坡度或倾斜角表示。如图10-4，设斜坡上任意两点A、B间的水平距离为D，相应的图上长度为d，高差为h，地形图比例尺的分母为M，那么两点间的坡度i或倾斜角可按下式计算： (10-5)i一般用百分率或千分率表示。图10-4 确定直线的坡度第三节 地形图在工程规划设计中的应用一、在地形图上确定汇水面积
8、为了防洪、发电、灌溉等目的，需要在河道上适当的地方修筑拦河坝。在坝的上游形成水库，以便蓄水。坝址上游分水线所围成的面积，称为汇水面积。聚集的雨水，都流入坝址以上的河道或水库中，图10-5 中虚线所包围的局部就是汇水面积。确定汇水面积时，应懂得勾绘分水线山脊线的方法，勾绘的要点是：1分水线应通过山顶、鞍部及山脊，在地形图上应先找出这些特征的地貌，然后进展勾绘。2分水线与等高线正交。3边界限由坝的一端开场，最后回到坝的另一端点，形成闭合环线。4边界限只有在山顶处才改变方向。二、库容计算进展水库设计时，如坝的溢洪道高程已定，就可以确定水库的淹没面积，如图10-5中的阴影局部，淹没面积以下的蓄水量体积
9、即为水库的库容。计算库容一般用等高线法。先求出图10-5中阴影局部各条等高线所围成的面积，然后计算各相邻两等高线之间的体积，其总和即为库容。设S1为淹没线高程的等高线所围成的面积，S2、S3、Sn、Sn+1为淹没线以下各等高线所围成的面积，其中Sn+1为最低一根等高线所围成的面积，h为等高距，h为最低一根等高线与库底的高差，那么相邻等高线之间的体积及最低一根等高线与库底之间的体积分别为：图10-5 在地形图上确定汇水面积与水库库容例如因此，水库的库容为： 10-6如果溢洪道高程不等于地形图上某一条等高线的高程时，就要根据溢洪道高程用内插法求出水库淹没线，然后计算库容。这时水库淹没线与下一条等高
10、线间的高差不等于等高距，上面的计算公式要作相应的改动。三、在地形图上确定土坝坡脚土坝坡脚线是指土坝坡面与地面的交线。如图10-6所示，设坝顶高程为73m，坝顶宽度为4m，迎水面坡度及背水面坡度分别为1：3和1：2。先将坝轴线画在地形图上，再按坝顶宽度画出坝顶位置。然后根据坝顶高程，迎水面与背水面坡度，画出与地面等高线相应的坝面等高线图10-6中与坝顶线平行的一组虚线，一样高程的等高线与坡面等高线相交，连接所有交点而得的曲线，就是土坝的坡脚线。图10-6 在地形图上确定土坝坡脚线例如四、按限制坡度选择最短线路在进展管线、道路、渠道等的规划设计中，要考虑其线路的位置、走向和坡度。一般先在地形图上根
11、据规定的坡度进展初步选线，计算其工程量，然后进展方案比拟，最后在实地选定。如图10-7所示，A点处为一采石场，现要从A点修一条公路到河岸码头B，以便把石块运下山来。公路的限制坡度为5，地形图比例尺为1：2000，等高距h1m，那么路线通过相邻两等高线的最小平距为： 10-7于是，以A为圆心，0.01m为半径画弧，交36m等高线于1点，再以1点为圆心，依法交出2点，直至路线到达B为止，然后把相邻各交点连起来，即为所选路线。当相邻两等高线的平距大于d时，说明该地面坡度已小于设计的坡度。此时，取两等高线间的最短路线即可，图10-7中的56即为此种情况。图10-7 按限制坡度选择最短线路五、绘制断面图
12、在进展路线、管道、隧洞、桥梁等工程的规划设计中，往往要了解沿某一特定方向的地面起伏情况及通视情况。此时，常利用大比例尺地形图绘制所需方向的断面图。欲绘制图10-8中AB直线方向的断面图，其方法如下：1、绘制距离尺和高程尺在图纸上先画一横线PQ表示水平距离方向，再过P点作垂线表示高程方向。一般水平距离比例尺与地形图比例尺一样，高程比例尺比水平距离比例尺大1020倍。2、断面点确实定在地形图上沿AB方向量取各交点1、2、3、B至A点的距离，然后在距离尺上以a为起点依次截取1、2、3、9、b各点；再通过距离尺上的各点作垂线与相应高程线的交点即为断面点。3、描绘地面线将各断面点用光滑曲线连接起来，即得
13、直线AB的断面图。断面图不仅可以表示地形变化的特征，而且可以使我们了解地面上两点间的通视情况，以便考虑工程的施工方法。图10-8 绘制断面图六、建筑场地的平整在工业与民用建筑中，通常要对拟建地区的自然地貌加以改造，整理成水平或倾斜的场地，使之适合于布置和修建各类建筑物，有利于排除地面水，满足交通运输和敷设地下管线的需要。这种改造地貌的工作，通常称为平整场地。在平整场地工作中，为了使填、挖方量根本平衡，常常要借助于地形图进展土、石方量的概算，下面分两种情况介绍土、石方计算的方法。1、平整成同一高程的水平场地图10-9为1：1000比例尺地形图，要求在其范围内平整为同一高程的水平场地，并满足填挖方
14、平衡的条件，试进展土、石方量的概算。其作业步骤如下：图10-9 平整成同一高程的水平场地1绘制方格网在拟平整场地的范围内绘制方格网。方格网的大小取决于地形复杂的程度和土、石方概算的精度，一般取10m、20m、50m等。图中方格网的边长为10mm相当于实地10m。2计算设计高程首先根据地形图上的等高线内插求出各方格角点的地面高程，注于相应角点右上方；再将每一方格四个角点的高程加起来除以4，得到每一方格的平均高程；然后把所有方格的平均高程加起来除以方格总数，即得设计高程。由图中可以看出，角点A1、A4、B5、E1、E5的高程用到一次，边点B1、C1、D1；E2、E3、E4、D5、C5、A2、A3的
15、高程用到两次，拐点B4的高程用到三次，中间各方格角点B2、B3、C2、C3的高程用到四次，因此，设计高程的计算公式可写成： 10-8式中、分别为角点、边点、拐点和中点的地面高程之和；n为方格总数。将图中各方格角点的高程及方格总数代入10-8式，求得设计高程为31.8m。3绘出填挖边界限在地形图上根据内插法定出高程为31.8m的设计高程点，连接各点，即为填挖边界限图中虚线所示，通常称为零线。在零线以北为挖方区，以南为填方区，零线处表示不挖不填的位置。4计算填、挖高度各方格角点的填、挖高度为该点的地面高程与设计高程之差，即：h=H地H设 10-9正数表示挖深，负数为填高。并将计算的各填、挖高度注于相应方格角点下方。5计算填、挖土石方量土石方量的计算，不外乎有两种情况：一是整个方格都是填方或挖方。二是在一个方格之中，既有填方又有挖方。现以图10-9中的方格和方格为例，说明这两种情况的计算方法。同法计算其他方格的填、挖方
