Profilul topografic

Un profil topografic arată cum urcă și coboară terenul de-a lungul unei linii alese pe hartă. Pe harta topografică, curbele de nivel unesc locuri cu aceeași altitudine. Dacă linia de traseu taie curbele de 200 m, 300 m și 400 m, profilul urcă; dacă apoi taie din nou curbele de 300 m și 200 m, coboară. Curbele apropiate arată un versant abrupt, iar cele depărtate un versant mai domol.

Pe profil, pe orizontală notezi distanța, iar pe verticală altitudinea. Un vârf este locul mai înalt dintre două văi; o depresiune este o zonă mai joasă față de marginile ei. Nu citi un profil ca pe o fotografie: exagerarea înălțimilor poate face panta să pară mai mare decât este. Intervalul dintre curbele vecine trebuie citit în legenda hărții; el nu este același pe toate hărțile.

De pildă, dacă urci de la 200 m la 400 m altitudine pe 1 km orizontal, diferența de nivel este 200 m. Panta medie este $200/1000=0,2$, adică 20%. Acest calcul nu spune că fiecare porțiune a urcușului are aceeași înclinare.

Pentru a desena un profil, ai nevoie de hartă, riglă, hârtie milimetrică și creion. Mai întâi alegi linia profilului pe hartă; apoi notezi punctele în care ea taie curbele de nivel; la final, desenezi pe hârtie milimetrică axele și unești punctele.

Profilul te ajută să alegi un traseu cu pante mici pentru o plimbare cu bicicleta sau pentru un drum de acces.

Exemplu rezolvat. Un traseu de 5 km taie curbele de nivel în punctele: 0 km – 200 m, 1 km – 260 m, 2 km – 340 m, 3 km – 420 m, 4 km – 380 m, 5 km – 300 m. Care este cel mai înalt punct și cât este diferența maximă de nivel?

1. Cel mai înalt punct este la 3 km, cu 420 m.
2. Cel mai coborât este la început, la 200 m.
3. Diferența maximă de nivel este $420-200=220$ m. Terenul urcă 3 km, apoi coboară 2 km.

Construiești profilul marcând pe o bandă intersecțiile traseului cu fiecare curbă de nivel, apoi transferând distanțele pe axa orizontală și altitudinile pe cea verticală. Interpolezi între curbe fără a inventa un vârf mai înalt decât permit datele. Amplitudinea altitudinală este diferența dintre altitudinea maximă și cea minimă de pe profil. Panta medie este diferența de nivel împărțită la distanța orizontală, nu la lungimea parcursă pe versant.

Exagerarea verticală este raportul dintre scara verticală și cea orizontală. Dacă distanțele sunt desenate la 1:50 000, iar altitudinile la 1:10 000, exagerarea este $50000/10000=5$: pantele par de 5 ori mai mari decât în realitate. Exagerarea ajută la vizualizarea formelor într-un teren puțin accidentat, dar se menționează întotdeauna pe profil. Panta se exprimă în procente ($100\cdot \Delta h/d$) sau în grade ($\arctan (\Delta h/d)$).

Profilele se folosesc la proiectarea drumurilor și a căilor ferate (care nu pot avea pante prea mari), la alegerea traseelor turistice, la studiul vizibilității dintre două puncte și la hidrologie (panta unui râu). Două numere sunt utile pentru un traseu: urcarea totală (suma diferențelor pozitive) și coborârea totală.

Un profil se poate completa cu alte informații, precum tipul de rocă sau vegetația, pentru a arăta legătura dintre relief și celelalte componente ale peisajului. După forma profilului identifici lunci, versanți și culmi: luncile apar ca porțiuni orizontale joase, versanții ca porțiuni înclinate, iar culmile ca porțiuni înalte și rotunjite.

Exemplu analizat — hărțile USGS 1:24 000. USGS arată curbele de nivel în brun și înscrie echidistanța lor în marginea hărții. La scara 1:24 000, 1 cm de pe hartă înseamnă 240 m în teren. Presupunem, pentru exercițiu, două curbe vecine cu echidistanța de 20 m. Dacă pe hartă ele sunt la 0,5 cm, distanța reală este $0,5\cdot 240=120$ m, iar panta este $20/120\approx 0,17$, adică 17%. Dacă sunt la 2 cm, distanța este $2\cdot 240=480$ m, iar panta este $20/480\approx 0,04$, adică 4%. Curbele apropiate arată deci un versant abrupt, iar cele depărtate un teren aproape plat. Scara și convenția curbelor sunt cele ale seriei reale USGS; echidistanța variază de la o hartă la alta.

Exemplu rezolvat 1 — panta pe porțiuni. Pe profilul de mai sus, porțiunea 0–1 km urcă $260-200=60$ m pe 1 000 m, adică 6%. Porțiunea 2–3 km urcă $420-340=80$ m, adică tot 8%; porțiunea 3–4 km coboară $420-380=40$ m, adică 4%. Cele mai abrupte urcări sunt porțiunile 1–2 km ($340-260=80$ m) și 2–3 km, fiecare cu 8%, adică un unghi de $\arctan (0,08)\approx 4,6^{\circ }$.

Exemplu rezolvat 2 — panta medie a urcării. De la 0 la 3 km altitudinea crește de la 200 m la 420 m: $\Delta h=220$ m pe 3 000 m, deci panta medie este $220/3000\approx 7,3\%$. Panta medie ascunde variațiile dintre porțiuni.

Exemplu rezolvat 3 — urcarea și coborârea totală. Pe profilul de 5 km, urcările sunt $60+80+80=220$ m (200→260→340→420), iar coborârile $40+80=120$ m (420→380→300). Diferența de nivel dintre capete este $300-200=+100$ m, egală cu $220-120=100$. Un drumeț care parcurge traseul urcă în total 220 m, chiar dacă la sfârșit este doar cu 100 m mai sus decât la început.

Greșeli frecvente

• Greșit: Două curbe de nivel care se apropie arată un teren mai plat.
  Corect: Arată o pantă mai abruptă.
• Greșit: Panta este diferența de nivel împărțită la altitudine.
  Corect: Se împarte la distanța orizontală.
• Greșit: Profilul topografic este o fotografie a terenului, cu aceeași scară pe ambele axe.
  Corect: Este un grafic, adesea cu înălțimile exagerate față de distanțe.

Înainte și după