Что называют профилем земли порядок построения

Профиль почвы: сущность, варианты классификации и составов

Термин «профиль почвы» позволяет идентифицировать совокупность генетических горизонтов, присущих каждому сегменту естественного процесса почвообразования. Он формируется в результате постепенного изменения почвообразующей породы в результате воздействия природных сил, сопровождается преобразованием свойств земли по вертикали.

Суть понятия профиль почвы

Профилем почвы принято называть сложившуюся в ходе времени вертикальную последовательность специфических генетических горизонтов в рамках почвенного индивидуума, присущих каждому отдельному типу почвообразования.

Генетическими почвенными горизонтами называют образовавшиеся со временем слои почвы, располагающиеся параллельно земной поверхности. Они образуют почвенный профиль и отличаются друг от друга составом, морфологическими признаками, физическими свойствами. Горизонты играют роль однородных в рамках профиля составных сегментов почвенного тела, сложность их устройства проявляется лишь при детальном изучении. Приводятся три основополагающих почвенных горизонта:

Развитие почвоведения привело к усложнению классификации горизонтов, к поверхностным, к примеру, относят Т – торфяные, О – лесные подстилки, К – корковый слой, S– солевой слой. Варианты подповерхностных горизонтов: Е – подзолистый, В – минеральный внутрипочвенный, G– глеевый.

Профиль описывает изменение свойств грунта по вертикали, обусловленное неизбежным влиянием почвообразующих сил и явлений на материнскую горную породу. Здесь фиксируется закономерное изменение следующих свойств основы:

Преобразование указанных свойств зависит от типа естественных процессов, простирается от поверхности грунта вглубь, остается незатронутой лишь структура материнской породы. Изменения протекают постепенно, что подтверждается плавным ходом кривых на составленных исследователями графиках распределения – такие схемы описывают разные параметры почвы, в частности, уровень присутствия гумуса, полуторных частиц, илистых включений. Кривые на графиках могут обладать выраженными максимумами и минимумами, они иллюстрируют горизонты аккумуляции и выноса определенных соединений, резкие скачки в свойствах и составе земли.

Ключевыми условиями формирования почвенного профиля, то есть преобразования исходной породы на типичные генетические горизонты, являются две группы факторов:

Строением профиля называют последовательность и специфику образующих его в сумме генетических горизонтов, оно индивидуально, типично для всех видов почвы и является базовой диагностической характеристикой. Ученые подчеркивают, что все горизонты, образующие единый профиль, имеют тесную связь и взаимозависимы.

Отдельные горизонты, являющиеся составными частями разных типов земель, могут обладать созвучными свойствами и признаками, быть однотипными, то есть близкими в генетическом плане. Такое явление характерно, к примеру, для глеевых и гумусовых горизонтов, наблюдающихся в разных типах почв. Но нужно помнить, что каждая конкретная почва всегда представляет собой совокупность тесно взаимосвязанных горизонтов с перемежающимися характеристиками, а не просто набор прослоек.

Взаимосвязь и генетическая целостность профиля являются ключевыми свойствами почвенного тела, сущности земли, формирующейся благодаря естественному почвообразованию на базе исходной материнской породы. Это единое целое из слоев, совместно развивающихся с течением времени.

Классификация типов строения

Основой для деления на группы могут служить типы почвообразования, техногенные и природные источники нарушений, возраст почв. Ученые приводят две большие категории, обусловленные генетическими характеристиками и соотношением горизонтов, но их может быть больше в зависимости от рассматриваемых свойств земель.

Группировки по соотношению горизонтов

Почва в этом аспекте может иметь простое и сложное строение. В первом случае приводится следующая классификация:

При сложном строении профиля также можно выделить пять ключевых категорий:

В последнем случае наблюдается не последовательный в толще набор горизонтальных слоев, а явный мозаичный рисунок.

Генетические типы

Согласно академическим трудам Б. Б. Полынова, морфологические земельные признаки могут быть классифицированы на три группы:

Указанные признаки могут быть составными частями двух других групп – внегоризонтальными (в частности, это трещиноватость) и горизонтальными, такими как окраска. Это явление, по мнению академика, может быть связано с тем, что непосредственно почвообразование представляет собой объединение нескольких в разной степени независимых конкретных процессов, в результате каждого из которых образуется свой собственный характер распределения веществ в толще земли.

Таким образом, горизонты, возникающие в ходе одних процессов, могут иметь существенные отличия от других слоев, образовавшихся в результате иных явлений – как, например, не совпадают карбонатно-аккумулятивные и гумусово-аккумулятивные горизонты. Подобные процессы ведут к тому, что в одной рассматриваемой почвенной толще обычно сочетаются неодинаковые варианты распределения типичных групп веществ.

Характерным примером здесь может послужить объединение в дерново-подзолистой почве элювиально-иллювиального строения полуторных оксидов в тандеме с глинистыми минералами, аккумулятивного профиля гумуса (с резко убывающими свойствами, регрессивно-аккумулятивного типа), элювиального профиля металлов щелочно-земельной и щелочной категорий.

Разнообразные сочетания возможного распределения веществ и строения слоев дают в результате немногочисленный список весьма специфичных для тех или иных процессов почвообразования профилей:

Антропогенный сегмент полностью зависит от человека, он возникает, к примеру, в результате плантажной вспашки, переноса плодородного грунта на каменистые склоны, восстановлении истощенных и нарушенных земель, восполнении понижений рельефа с последующим дренажом.

Прочие профили

Систематика возможных структур почвенных профилей может иметь в основе и иные принципы, не базирующиеся на соотношении и взаимосвязи типичных генетических горизонтов. Здесь имеется в виду изучение специфики распределения вещественного состава грунта в соответствии с вертикальным профилем земли.

В данном аспекте может рассматриваться как конкретное соединение, так и целая группа веществ – известь, глинистые минералы, гумус, водорастворимые соли, полуторные оксиды – а также совокупность химически сопряженных составов. Специфика их распределения характерным образом находит отклик в морфологии почвы, в частности, ее плотности и особенностях окраски, сущности и распространении новообразований.

В соответствии с приведенными критериями профиль почвы может быть классифицирован на несколько видов:

Мощность профиля почвы

Понятие мощности профиля иллюстрирует его параметры в вертикальном направлении, указывает на глубину исследуемого слоя земли от поверхности до материнской горной породы, которая не была затронута явлениями, повлекшими образование плодородного слоя. Именно габариты по вертикали в геологической отрасли именуется профилем, притом его мощность варьируется в довольно широком диапазоне.

В геологической практике при определении мощности профиля суммируют параметры всех образующих толщу горизонтов плоть до подпочвы, в отдельных случаях включая плинтитовые, гипсовые, солевые и аккумулирующие карбонаты слои.

В отношении маркировки маломощных и примитивных типов земель обычно обозначают протяженность почвенных слоев в пределах 1-40 см. Если рассматривается строение бореального пояса, для него характерна глубина не менее 55-155 см. В регионах, характеризующихся влажным и теплым климатом, процесс образования почвы изначально протекал интенсивнее, здесь типичная мощность варьируется в пределах 200-500 см.

Источник

Составление продольного профиля земли

Для построения продольного профиля земли по карте в горизонталях на всех пикетах, переломах местности, в местах пересечения с водотоками, автомобильными и железными дорогами определяют отметки поверхности земли с точностью до 1 см. Если точка находится между горизонталями карты, то ее отметку находят методом интерполяции; если точка находится в пределах замкнутой горизонтали, то ее отметка вычисляется методом экстраполяции (рисунок 6.1).

Рисунок 6.1 – Схема к определению отметок местности по карте

На рисунке 6.1 отметку ПК40 найдем методом интерполяции. Для этого через ПК40 проведем линию наибольшего ската mn (рисунок 6.1,а), измерим ее длину (mn = 90 м) и расстояние х от нижерасположенной горизонталями с отметкой 140,00 (х = 50 м). Из рисунка 6.1, а следует, что сечение горизонталями h = 2,5 м и Dh = (h/mn) x = (2,5/90)×50 = 1,39 м. Отметка ПК40 будет равна Н_ПК40 = 140,00 + 1,39 = 141,39 м.

Отметку точки ПК16 найдем методом экстраполяции. На карте измерим по линии наибольшего ската расстояние сd между ближайшими горизонталями (сd = 60 м) и расстояние от ПК16 (точка F) до ближайшей горизонтали (fd = 30 м). Из рисунка 6.1, б следует, что Dh = (h/сd) fd =(2,5/60)×30=1,25 м и отметка ПК16 будет равна Н_ПК16 =140,00 +1,25 = 141,25 м. Вычисленные отметки поверхности земли по оси трассы заносят в графу “Отметки земли” (см. приложение Д).

Рисунок 5.4 – План автомобильной дороги (южный вариант)

По полученным отметкам на чертеже «Продольный профиль» сплошной тонкой линией строят продольный профиль поверхности земли так, чтобы от этой линии до верха графы 1 ( приложение Д) оставалось не менее 7 см для размещения геологического профиля, а сантиметровая линия миллиметровой бумаги соответствовала отметке, кратной 5 м (например, 90,00; 95,00 и т. д). При этом принимают масштаб: горизонтальный – 1: 5000; вертикальный – 1: 500. Расстояние от наивысшей точки профиля земли до верхней линии рамки должно быть не менее 3 см для размещения необходимых надписей. Параллельно линии поверхности земли на расстоянии

2 см проводят вторую сплошную тонкую линию и соединяют одноименные точки вертикальными прямыми: сплошными основными толщиной 0,6 – 1,0 мм на пикетах и сплошными тонкими на плюсовых точках (см. приложение Д).

6.2 Определение высотных отметок контрольных точек

Контрольными точками продольного профиля являются пересечения с железными и автомобильными дорогами, водотоками.

Как указывалось выше (см. п. 5.1), автомобильные дороги I – III категорий пересекаются с железными дорогами в разных уровнях всегда [1], а дороги IV и V категорий – в отдельных случаях [1].

В разных уровнях автомобильные дороги I категории пересекаются с автомобильными дорогами всех категорий, дороги II категории с дорогами II и III категорий, дороги III категории между собою при интенсивности движения на пересечении более 8000 привед.ед./сут [1].

При пересечении дорог в разных уровнях контрольная отметка проектной линии

(6.1)

где Н_п – отметка проезжей части по оси пересекаемой автомобильной дороги или головки рельса железной дороги;

Г – габарит автомобильный (5 м для дороги I, II, III категорий и 4,5 м для IV и V категорий) или железнодорожный (5,55 м – для не- электрифицированных и 6,40 м – для электрифицированных дорог);

С – высота пролетного строения путепровода, зависит от длины и конструкции пролетного строения, ориентировочно можно принять в пределах 0,8 – 2,1 м.

Знак «+» в формуле (6.1) принимается в случае, если проектируемая дорога проходит над существующей дорогой, а знак «–» – под существующей.

При пересечении автомобильных дорог в одном уровне контрольная

отметка проектной линии равна отметке проезжей части по оси автомобильной дороги. В случае, если пересекаемая дорога – более низкой категории, можно изменить ее высотное положение путем переустройства ее на подходах к пересечению и назначить контрольную отметку на пересечении по условиям проектирования продольного профиля.

При пересечении автомобильной и железной дорог в одном уровне контрольная отметка проектной линии принимается равной отметке головки рельса железной дороги. Автомобильная дорога на протяжении не менее 2 м от крайнего рельса должна иметь в продольном профиле горизонтальную площадку или вертикальную кривую большого радиуса. Подходы автомобильной дороги к пересечению на протяжении 50 м следует проектировать с продольным уклоном не более 30 ‰.

При пересечении водотоков устраиваются искусственные сооружения. Водотоки бывают постоянные (реки, ручьи) и периодически действующие. Для размещения искусственных сооружений необходимо определить границы водосборных бассейнов и проанализировать все пониженные места продольного профиля земли в пределах бассейна. Границы водосборных бассейнов ограничивают пунктирной линией (см. рисунок 5.1).Тип искусственного сооружения (труба или мост), а также величина его отверстия зависят от расхода воды, притекающей к данному сооружению.

Над трубами контрольная отметка вычисляется по формуле

(6.2)

где Н_з – отметка поверхности земли, м;

d – высота трубы в свету, м (приложение Е, таблицы Е1, Е2 );

d – толщина стенки трубы, м (см. приложение Е, таблицы Е1, Е2).

На постоянных водотоках проектируются мосты. Мосты длиной свыше 25 м через большие реки проектируются индивидуально и в данном пособии не рассматриваются. У мостов длиной до 25 м через несудоходные реки контрольная отметка

гдеРУВВ– расчетный уровень высокой воды (можно назначить условно на 1 – 2 м выше отметки бровки русла);

Z – расстояние от расчетного уровня воды до низа пролетного строения (0,5 м при отсутствии корчехода и ледохода; 1,0 м – при наличии ледохода и 1,5 м – при наличии корчехода);

C – строительная высота пролетного строения (см. приложение Е, таблица Е3).

Результаты определения контрольных отметок в местах пересечения водотоков рекомендуется свести в табличную форму. Ниже приведена таблица 6.1 с определением контрольных точек в месте размещения малых водопропускных сооружений для южного варианта на рисунке 5.1.

В курсовом проекте можно привести по одному примеру расчета контрольных отметок в месте размещения трубы и моста, для остальных малых водопропускных сооружений сослаться на таблицу 6.1.

Т а б л и ц а 6.1 – Результаты определения контрольных отметок при пересечении водотоков

Источник

Порядок построения инженерно-геологического разреза.

1) Построение начинается с вычерчивания топографического профиля по выбранному направлению.

Профиль – это диаграмма, изображающая рельеф земной поверхности в разрезе по вертикальной плоскости. Профиль строят по линии инженерно-геологического разреза, которая указывается на карте (например I-I). Каждый профиль имеет горизонтальный масштаб, отложенный в определенных единицах на базисной линии и обычно совпадающий с масштабом карты, и вертикальный, который наносят на высотную шкалу перпендикулярно базисной линии. Чтобы четко выделить холмы и долины на участках местности с пологим рельефом, допускается преувеличение вертикального масштаба над горизонтальным, но не более чем в 10 раз, чтобы не допустить сильного искажения. При построении профиля по картам 1 и 2 горизонтальный масштаб берется исходя из масштаба карты 1:10 000, а вертикальный рекомендуется 1:1000. Линия топографического профиля проводится с таким расчетом, чтобы сверху осталось место для написания заголовка, а внизу – для изображения геологического строения и оформления профиля.

1.1. Слева проводят шкалу абсолютных отметок в масштабе 1:1000 с таким расчетом, чтобы максимальная отметка была несколько выше верхней точки рельефа, а минимальная ниже забоя самой глубокой скважины;

1.2. Затем проводят горизонтальную условно базисную (нулевую) линию, равную длине профиля (ограниченную рамками карты). Нулевая линия проводится ниже наиболее низкой точки рельефа в выбранном сечении;

1.3. К линии профиля (линии разреза) прикладывают край листа бумаги, на которой штрихами отмечается каждая точка пересечения горизонталей с линией профиля, штрихи пересечения с реками и ручьями, а также скважины с их номерами;

1.4. Из нанесенных на нулевую линию точек (пользуясь вертикальным масштабом профиля) восстанавливают перпендикуляры, на которых отмечают высоту каждой горизонтали или русла реки. Абсолютные отметки устьев скважин, находящихся на профиле, также используют для построения. Соединив концы перпендикуляров плавной линией, получают линию топографического профиля (рис.9). Географические ориентиры (реки, озера, вершины), через которые проходит линия профиля, подписываются соответствующими названиями;

2) На построенный профиль наносятся сплошными тонкими черными линиями осевые линии скважин, расположенных на разрезе. На проведенных осевых линиях скважин, используя таблицу «Описание буровых скважин» небольшими горизонтальными штрихами отмечают сверху вниз глубину залегания пройденных слоев, а рядом указывают условными обозначениями (Приложение 2) литологический состав и возраст каждого слоя. Иначе говоря, на профиль наносятся в вертикальном масштабе колонки скважин. Забой скважины подчеркивается горизонтальным штрихом, ниже проставляется отметка глубины скважины (рис.10).

3) Перенесение инженерно-геологической ситуации с карты на профиль.

3.1. Определение местоположения геологических (стратиграфических) границ.

На топографический профиль переносят с карты точки пересечения линии разреза со стратиграфическими границами, отмечая между точками относительный возраст пород. Эти границы на разрезе (то есть выходы пород на дневную поверхность) затем соединяются с границами (кровлей и подошвой) идентичных слоев в буровых скважинах (рис. 12).

3.2. На разрезе выделяются границы долин рек, изображенных на карте 1 и на карте 2.

Долина реки представляет собой вытянутое корытообразное углубление, образующееся в процессе размывающей и аккумулятивной деятельности реки в коренных породах. Долина имеет следующие элементы: дно долины, русло, пойму и террасы (рис. 10). Дно – низшая часть долины, заключенная между подошвами склонов. Русло – часть долины, занятое водным потоком. Поперечный разрез потока называют живым сечением. Пойма – часть речной долины, заливаемая водой в период паводка в силу таяния снега весной. Поймы бывают низкие, заливаемые ежегодно, и высокие, которые заливаются один раз в 10-15 лет. Старицы – изолированные старые русла рек, в которых вода не движется, а стоит как в озерах. Речные террасы – горизонтальные или слабонаклоненные площадки, расположенные вдоль склонов долины и ограниченные уступами. Первую террасу, которая возвышается на руслом, называют пойменной. Выше располагаются надпойменные террасы I, II и т.д. В пределах равнинных рек обычно выделяют 3-5 надпойменных террас, в долинах горных рек – 8-10 и более, что связано с тектонической подвижностью этих районов.

Подошва долины реки на разрезе вычерчивается по глубинам залегания четвертичных аллювиальных и флювиогляциальных отложений в скважинах (fgQ₁ и аQ₃). В плане долина реки ограничивается распространением аQ₃— и аQ₄— отложениями.

4) Для правильного построения разреза необходимо проследить историю геологического развития изучаемого участка.

4.1.Геологическая история формирования отложений по карте 1.

Рассматривая стратиграфическую колонку и колонки скважин на разрезе, очевидно, что наиболее древними породами являются протерозойские граниты, между ними и залегающими выше верхнедевонскими аргиллитами имеется стратиграфический перерыв, во время которого происходило разрушение гранитов и формировался рельеф их кровли, поверхность которого имеет сложную форму. На верхнедевонских аргиллитах (D₃) без стратиграфического перерыва залегают нижнекаменноугольные известняки (C₁). Граница между ними является почти горизонтальной. В послекаменноугольное время до четвертичного периода осадконакопления на данном участке не происходило. В нижнечетвертичное время (Q₁) по понижениям данной территории проходил поток, частично размывший каменноугольные известняки и верхнедевонские аргиллиты, оставив свои отложения в виде крупных песков с гравием и галькой (fgQ₁). В верхнечетвертичное время начала вырабатываться долина реки. Река частично размыла водно-ледниковые отложения (fgQ₁) и поверх них оставила свои (аQ₃). В верхнечетвертичный период уровень реки несколько раз менялся, в результате чего были размыты верхнечетвертичные осадки, а затем отложены современные (аQ₄).

4.2. Геологическая история района, изображенного на карте 2.

На разрезе наклон пластов складки определяется по двум точкам: выходу пласта на поверхность земли (по карте) и по глубинам залегания пласта в буровой скважине. Если пласт не вскрыт скважиной, его залегание изображается параллельно другим пластам складки.

5) Производят увязку слоев на разрезе, соединяя непрерывными линиями в одно целое каждый пласт одного возраста и литологического состава, вскрытый в отдельных выработках. В первую очередь увязывают наиболее характерные, выдержанные слои, встреченные в нескольких соседних скважинах. Они служат «руководящими», «опорными» или «маркирующими» горизонтами (для скважин на карте 1 – это девонские аргиллиты и кровля протерозойских гранитов).На тех участках, где построение разреза основано на предположениях автора, границы между слоями наносятся предположительно.

Если порода, обнаруженная в одной скважине, в соседней отсутствует, то изображают ее постепенное выклинивание к середине расстояния между скважинами.

Выход пластов на земную поверхность должен совпадать со стратиграфическими границами пород на карте (рис.12).

После увязки всех стратиграфических и литологических границ литологический состав пород каждого слоя показывается штриховкой согласно общепринятым условным геологическим обозначениям (Приложение 2).

На разрезе внутри каждого слоя пишутся индексы, которые указывают на возраст и происхождение пород (aQ_IV ).

6) На разрез наносят отметки уровней подземных вод, вскрытых буровыми скважинами.

В описании скважин даны два относительных уровня подземных вод, принадлежащих к различным водоносным горизонтам: появившийся, начальный уровень воды в процессе бурения скважины, и установившийся, измеренный с помощью уровнемера через несколько часов (месяцев). Сравнительные значения уровней приводятся для установления характера напора вод в различных водоносных пластах. Если уровень подземных вод, принадлежащих одному водоносному пласту, практически не изменяется (в пределах 1м), то воды безнапорные, их уровень – установившийся, – показывается в скважине штриховой линией. Если отметка уровня подземных вод (относительно поверхности земли) изменяется значительно, это свидетельствует о напорном характере подземных вод; подъем уровня воды показывается стрелкой, параллельной линии скважины, и отмечается штрих-пунктирной линией.

Уровни подземных вод в скважинах, приуроченных к различным водоносным пластам, соединяют между собой в единую линию уровня (рис. 12), на разрезе показаны несколько уровней подземных вод.

Рассмотрим различные водоносные горизонты и типы подземных вод, вскрытые скважиной № 3 (табл. 2).

Первый водоносный горизонт, приуроченный к супеси серой заторфованной текучей (de Q₄), принадлежит к грунтовым водам безнапорным (относительный уровень воды: 0,8м –появившийся, 0,6м – установившийся).

Второй водоносный горизонт залегает в известняках трещиноватых нижнекаменноугольного возраста (С₁), также носит безнапорный характер (уровень воды изменяется от 40,1м до 40,7 м от поверхности земли) и относится к межпластовым подземным водам.

Третий водоносный горизонт залегает в протерозойских гранитах трещиноватых (γPR), является напорным (уровень воды изменяется от 89,3 м до 22,6 м от поверхности земли) и относится к артезианским напорным водам.

7) Оси буровых скважин и шурфов выделяются четкими линиями, а их забои подчеркиваются. Справа от оси скважин приводятся абсолютные или относительные отметки подошвы пластов, а слева – отметки подземных вод и дата их замера.

Номера скважин, расстояние между ними и абсолютные отметки их устьев указывают в таблице, под геологическим разрезом.

Внизу или в правой части от разреза показывают условные обозначения пород (их возраст и состав), которые располагаются в строгой последовательности от более молодых к более древним. Разрез подписывается вверху: «Инженерно-геологический разрез по линии I-I». Ниже указываются вертикальный и горизонтальный масштабы.

Источник