1.1: Оцінка нахилу землі

Тут, на північному заході Тихого океану, нам пощастило працювати в ландшафті різноманітних форм рельєфу - від вулканічних вершин до широких долин; від крутих, лісистих схилів пагорбів до м'яко котячих саван; від швидко каскадних гірських потоків до звивистих заплав річок. Наша різноманітна топографія є невід'ємною частиною наших лісових екосистем, впливаючи на наш клімат, ґрунти, воду, рослинний світ та середовище існування риб (рис. 1.1). Як фахівці з природних ресурсів, нас часто закликають оцінити рельєф, і одним із загальних елементів, які ми вимірюємо, є нахил землі. Наскільки крутий схил пагорба? Чи схил стікає до струмка? Чи є скелі чи блефи? Польові дані, зібрані техніками, призводять до обґрунтованих рішень щодо діяльності з управління земельними ресурсами, таких як забезпечення тіні для потоків, будівництво доріг або стежок та призначення операцій з управління деревиною.

Малюнок 1.1. Каламутна вилка річки Піщана бере свій початок із снігових полів на західному фланзі гори. Капот, що несе грубий гравій і пісок нижче за течією. Дрібні грунти з навколишніх крутих, лісистих схилів також пробиваються вниз по схилу до річки.

Визначення нахилу

Ухил земельної ділянки - це по суті ухил або ухил землі. Крутий схил відноситься до різкого нахилу; пологий схил відноситься до невеликого ухилу. Круті, лісисті схили на малюнку 1.1 контрастують з більш м'яким нахилом річкової стежки, коли вона протікає між ними.

Проїжджаючи по шосе, ви можете побачити дорожній знак, який говорить «6% клас» або «крутий ухил». Клас дороги - це по суті ухил дороги. Знак на малюнку 1.2 вказує на те, що дорога спускається з ухилом 6% або 6% ухилом.

Малюнок 1.2. Дорожній знак із зазначенням 8% ухилу, або 8% ухилу. (www.dot.state.co.us)

Схил 6% означає, що висота дороги змінюється 6 футів на кожні 100 футів горизонтальної відстані (рис. 1.3).

Малюнок 1.3. Дорога піднімається з ухилом 6%. Дорога набирає 6 футів висоти на кожні 100 футів горизонтальної відстані. Відзначимо, що довжина самої дороги більше 100 футів.

Математично нахил визначається як «підйом над бігом» (або підйом, розділений на пробіг), де підйом дорівнює зміні висоти, а пробіг дорівнює горизонтальній відстані:

або або в цьому випадку:

Щоб висловити нахил як відсоток нахилу, ми просто множимо частку нахилу на 100. Отже, 0.6 = 6%

% нахилу

6%

У нашому дорожньому прикладі зміна висоти на шість футів - це підйом, а горизонтальна відстань 100 футів дороги - це пробіг. Проїжджаючи в гору, піднімаємося на ухил +6% (рисунок А нижче). Рухаючись під гору, «підйом» насправді є «падінням», тому у нас негативний нахил, або схил під гору (рис. B нижче). Коли справа з нахилом, позитивний нахил просто означає гору, а негативний нахил означає спуск. Від'ємне число не означає «мінус», як в алгебраїчних виразах.

Зверніть увагу, що фактична відстань дороги є гіпотенузою ілюстрованого трикутника нахилу. Його довжина називається відстанню схилу. Відстань нахилу завжди більше, ніж відстань по горизонталі, або пробіг. Застосовуючи до цього трикутника теорему Піфагора (a ² + b ^{2 = c 2}), ми можемо обчислити відстань нахилу, або гіпотенузу (c).

а ² + б ² = c ² де: 100 ² + 6 ² = c ² 10,036 = c ² футів.

a = горизонтальна відстань або пробіг (у цьому прикладі 100 футів.)

b = зміна висоти або підйому (у цьому прикладі 6 футів)

c = відстань дороги або відстань нахилу (у цьому прикладі 100,2 футів)

Ми розрахували відстань нахилу 100,2 фута для пробігу 100 футів. Як видно з цього прикладу, в лісі схил 6% вважався пологим схилом.

Зауважте, що% нахилу є безроздільним і пропорційним. Тому його можна наносити на будь-яку одиницю виміру (дюйми, ярди, сантиметри і т.д.) і на будь-яку довжину. Наприклад, ухил 25% - це просто співвідношення 25:100. Нахил 25% нижче показує, що на кожен дюйм горизонтальної відстані нахил піднімається на 25 дюймів. На кожні 10 сантиметрів горизонтальної відстані нахил піднімається на 2,5 см, а на кожні 5 дюймів горизонтальної відстані він піднімається на 1,25 дюйма.

Використання схилу

При написанні польових заміток про ділянку включаємо інформацію про ухил земельної ділянки. Іноді досить приблизної оцінки середнього ухилу, іноді потрібні детальні виміри ухилу. Наприклад, опис сайту може звучати так:

«На 20 гектарах змішаного хвойного лісу було проведено круїз лісу... Приблизно половина посівних площ була рівнинною, на схилах від 3-7%. Інша половина посівних площ була крутішою; з південно-західних схилів 40-60%».

Це говорить нам набагато більше про ділянку, ніж просто заявити, що було 20 гектарів змішаного лісу. Ми очікуємо, що різні ґрунтові умови та різна рослинність будуть присутні на різних схилах, а отже, можливо, різне управління. Припустимо, наприклад, що ці 20 гектарів мають бути зареєстровані найближчим часом. Якщо це так, лісника доведеться планувати, де розташувати будь-які нові під'їзні шляхи, де розташувати посадки для двірки колод і який тип збиральної техніки використовувати. Він знає, що ухил будь-яких нових шпоргових доріг не повинен перевищувати 10%, а кабельну систему слід використовувати для підвезення колод до посадок на схилах більше 30% (рис. 1.4).

Малюнок 1.4. Система кабельного каротажу може бути використана на крутих схилах для підвішування колод над землею, оскільки вони «двір» колоди вгору по схилу до посадки.

Для отримання детальної картини схилу можуть бути запущені профільні плитки. При профілюванні схилу пагорба відстані схилу і% показань схилу приймаються там, де відбувається кожна велика зміна нахилу (рис. 1.5). За допомогою цієї точної інформації може бути розроблена система лісозаготівлі, яка підніме колоди з землі під час двору, щоб зменшити ерозію.

Малюнок 1.5. Схил пагорба розділений на сегменти, де відбуваються серйозні зміни схилу. Для кожного сегмента береться зчитування нахилу%. Ці% показань поєднуються з вимірюваннями відстані нахилу для кожного сегмента, щоб створити профіль або ескіз пагорба, як показано на ілюстрації.

Зверніть увагу, що ухили можуть перевищувати 100%. Коли нахил дорівнює 100%, це просто означає, що підйом дорівнює прогону. І хоча, звичайно, здається, що ви піднімаєтеся прямо на 100% схилі (підтягуючи себе за допомогою коренів і всього іншого, що ви можете захопити), ви дійсно йдете вгору під кутом 45°, а не під кутом 90°.

% нахилу

Якщо підйом = запустити, як показано вище: 100%

100% нахил = 45º кут нахилу

Інші приклади того, де% нахилу вимірюється в налаштуваннях природних ресурсів, включають пішохідні стежки та струмки. Перемикачі на крутих схилах зменшують ерозію стежки та полегшують піші прогулянки. Деякі стежки зберігаються до 8%, щоб відповідати американському закону з обмеженими можливостями (ADA) керівних принципів щодо доступу до інвалідних колясок.

Градієнти потоку змінюються, відображаючи місцевість, по якій вони протікають на кожному етапі своєї подорожі до великих річок. Невеликі притоки часто є найкрутішими, каскадом вниз крутими лісистими схилами з ухилами 60-100% або більше. Оскільки потоки зливаються вниз по річці, місцевість часто вирівнюється, і можуть бути виміряні більш м'які градієнти 3-10% схилу (рис. 1.6).

Малюнок 1.6. Струмки спрямовуються вниз по крутих схилах біля своїх верхів'їв. Коли вони досягають дна долин і зливаються з іншими потоками, їх градієнти зменшуються, і може призвести до більш звивистого маршруту.