Хочу быть топографом

— Подойдите сюда! — услышал я грозный голос Сахарова. — Ведь вы топограф. Кто вам дал право фантазировать?

Минут пятнадцать он отчитывал меня так, что и сейчас при воспоминании об этом пробегают по спине мурашки.

На следующее утро я трясся на телеге верст за пятнадцать — Сахаров послал меня измерить ширину злополучной хатенки.

Не похоже ли это на куст сирени у Куприна?

Изыскатели — топографы, геологи и многие другие — первыми приходят в дремучую тайгу, взбираются на неприступные вершины, первыми начинают завоевывать эти непроходимые края. Мне пришлось однажды побывать в тех местах, где я когда-то видел на высокой скале великолепного оленя, и обнаружить на месте тайги целый город с железной дорогой, шоссе, электричеством...

Много еще и сейчас сохранилось глухих краев и в тайге Сибири, и в тундрах Дальнего Востока, и в горах Тянь-Шаня. Изыскательские партии верхом на лошадях забираются в такие края, что только при помощи походной радиостанции можно сообщаться с внешним миром.

Изыскатели должны быть меткими стрелками-охотниками, уметь хорошо лазить по крутым скалам, ездить верхом и плыть в челноках. Они должны легко переносить и заполярную метель и каракумскую безводную жару.

Советую вам прочитать очень интересную книгу геодезиста Г. А. Федосеева «Мы идем по Восточному Саяну»[5], в которой описываются жизнь и приключения изыскательской партии в 1938 году в Саянских горах.

За двадцать с лишним лет мне пришлось изъездить нашу страну вдоль и поперек, и все равно в каждой своей поездке я находил что-либо новое, незнакомое для меня, в какой, казалось бы, скромный и прозаический уголок я ни попадал. Во время поездок, конечно, надо интересоваться не только своей работой, а полазить и побродить по окрестностям, посмотреть, как живут и чем занимаются люди, надо ознакомиться с историей того края или того города, куда закидывает вас работа.

Топографы на стройках

Постройка дорог, железных и шоссейных, метро, мостов, каналов, осушение и орошение земель, составление морских и речных лоцманских карт, постройка плотин, от самых грандиозных до маленьких — колхозных, постройка гидростанций, водопровода, канализации, заводов, портов, набережных, шахт, посадка лесных полос, разбивка лесных кварталов, наконец строительство городов — всю подготовку к этим работам ведут топографы. Они дают необходимые карты, планы и цифры, по которым составляются проекты строительства, и, наконец, они принимают живейшее участие в самих стройках.

Топографы первыми приходят на необжитое место и уходят, когда строительство заканчивается.

Предположим, геологическая изыскательская партия открывает в глухом углу нашей страны какое-либо новое месторождение. Геологов сопровождают топографы, которые в общих чертах наносят на карту это месторождение. Затем приезжает специальная геодезическая (топографическая) изыскательская партия или даже целая экспедиция и начинает снимать уже подробный план местности. Отдельные партии прорубают узкие просеки — трассы будущей железной дороги, будущего шоссе, линий электропередачи, линий связи, водопровода и т. д.

Потом заснятый топографами план увозится в Москву или в другой большой город и вычерчивается тушью. Проектировщики разных специальностей занимаются этим планом. Они наносят на него квадратики — места будущих шахт, электростанции, лесопилки, кирпичного и других подсобных заводов, — подводят к каждому предприятию черные нити железнодорожных путей, намечают линии дорог, а в стороне, на изгибе реки, располагают стройные ряды квадратиков — будущий город.

И снова являются топографы, уже вместе со строителями, и начинают согласно проекту ставить столбы на углах будущих зданий, вдоль будущих дорог. Строители возводят здания, и тут топографы неизменно сопровождают их. Они с точностью до сантиметра указывают, на какую глубину следует копать котлованы, до какой высоты возводить стены зданий, на каком уровне закладывать полы, прокладывать трубы водопровода и канализации, где на будущей железной дороге копать выемки и возводить насыпи.

Топографические изыскания ведутся и на площадках строительства будущих ГЭС, где снимаются подробнейшие планы местности, намечаются трассы будущих каналов, подъездных железнодорожных путей, высоковольтных линий электропередачи. Много изыскательских работ проводится на дне будущих водохранилищ. Надо точно определить не только размеры водохранилищ, но и их объем; надо на местности столбами обставить границу заливаемой территории, чтобы знать, где сносить постройки и где вырубать леса.

Обычное правило — сперва изыскательские работы, потом проектирование, потом строительство — иной раз не соблюдается. Изыскательские работы часто ведутся одновременно со строительством, и данные изыскательских партий проектировщики и строители получают буквально на ходу.

При строительстве гидротехнических сооружений установка отдельных деталей — например, пят шлюзовых ворот — должна производиться с точностью до миллиметра; такая точность может быть достигнута только геодезистами, вооруженными самыми совершенными инструментами.

В Туркмении, в Узбекистане, в Таджикистане воду на поля проводят по арыкам из рек.

Аму-Дарья, Сыр-Дарья и другие среднеазиатские реки текут очень быстро, поэтому на их берегах устанавливают специальные водозаборы, перехватывающие часть воды и отводящие ее по арыкам, в которых вода течет медленнее, чем в реке. От этих основных арыков с помощью шлюзов-затворов вода распределяется по более мелким арыкам, а из них уже подается на поля и в сады.

В каждом колхозе существуют специальные поливальщики — мирабы, которые распределяют воду по отдельным участкам полей. Раньше все это делалось на глазок, да и таких больших каналов, как, например, имени И. В. Сталина в Ферганской долине (Узбекистан) и Вахшский (Таджикистан), прежде не строили.

Теперь, в связи с переходом на новую систему орошения, проводить арыки без участия топографов стало просто невозможно. Топографы строго и точно отмечают, где, до какого уровня нужно копать, чтобы вода текла не слишком медленно, но и не чересчур быстро. Вместо целой сети мелких оросителей, разделяющих поля и сады на небольшие узкие участки, топографы теперь провели более редкие и более крупные арыки. Все мелкие арыки, подающие воду непосредственно на грядки, сохраняются только как временные оросители; во время пахоты и жатвы каждый год их заравнивают тракторы и другие сельскохозяйственные машины и снова каждый год их прокапывают специальными канавокопателями.

Осушение болот также проходит при участии топографов. Реки в Белоруссии, например Припять, Березина и ее притоки, текут очень медленно, берега у них низкие. Здесь опасно выкопать осушительный канал на глаз — а вдруг вода по нему не потечет и будет застаиваться. И наоборот, если канал выкопать с большим уклоном, вода потечет по нему сперва чересчур быстро и будет размывать стенки, а потом, когда дойдет до реки, может случиться, что река потечет в канал.

Такие неприятные случаи бывали раньше, когда копали каналы на глаз.

Топографы в городах

Большим терпением надо обладать топографу для работы в городе, а в Москве в особенности.

Топограф навел свой инструмент, сейчас возьмет отсчет, и вдруг две девушки загородили ему дорогу. Они весело о чем-то разговаривают, не подозревая, что в 100 метрах от них стоит человек и бормочет про себя:'

— Девушки, милые, ну отойдите хоть на полшага!

Наконец девушки встрепенулись и отскочили в сторону. Только топограф нагнулся к трубе — вдруг толстый гражданин с задумчивым видом стал посреди тротуара, а потом автомашина загородила все на свете...

На центральных улицах Москвы топографам приходится работать только по утрам, на рассвете.

Знаете ли вы, что планы больших городов так подробны и точны, что на них нанесены не только все без исключения дома с выступами, крылечками, ступеньками, все колодцы, заборчики, но даже каждое отдельное дерево в садах, на бульварах, на улицах точно поставлено на свое место? План Москвы так велик, что если склеить все составляющие его листы в один, он вряд ли поместится на полу самого большого московского зала. И все эти планы — дело рук топографов.

На улицах больших городов новые дома, как правило, строятся несколько отступя от линии старых домов. Это потому, что улица, когда небольшие старые дома будут снесены, станет шире. У архитекторов эта линия будущей улицы называется красной линией, так как ее проводят на плане красной тушью, иногда поперек квадратиков — существующих старых зданий. Дело топографов — с большой точностью перенести эту красную линию на местность, перед тем как начнется строительство нового здания.

Может быть, вам придется когда-нибудь, если вы москвич, укрыться от дождя на площади Свердлова, под портиком Большого театра. Обратите внимание, как быстро стекают по асфальту водяные струи и попадают в конце концов через специальные люки в реку Неглинную, о существовании которой москвичи давным-давно позабыли, но которая продолжает между тем течь, заключенная в трубу.

Топографы определяли, где улицы расположены ниже и где выше. По их цифрам был составлен проект стока воды с московских улиц в люки, из люков по трубам — в подземные реки и, наконец, в Москву-реку.

А московское метро! Вот где топографы принимали деятельное участие. Они давали направление туннелям, которые шли из разных шахт навстречу друг другу. И хотя под землей и не видно, никогда не может случиться, чтобы туннели не встретились. Расхождения не могут превышать тут сантиметра.

В романе немецкого писателя Б. Келлермана «Туннель» описывается, как строители туннеля под Атлантическим океаном, начав копать с двух сторон: из Америки и из Европы, прошли мимо друг друга. Если бы Келлерман знал геодезию, он бы так не написал.

Ширина Атлантического океана — около пяти тысяч километров. Современная техника геодезических работ и качество инструментов таковы, что геодезисты сочли бы результаты никуда не годными, если бы туннели разошлись хотя бы на несколько метров.

На строительстве высотных зданий в Москве также работают специальные топографы, которые с большой точностью определяют своими инструментами местоположение всех основных осей здания.

Как стареют карты

Карты, к сожалению, бывают безупречными недолго: они очень скоро становятся неверными.

Всякая местность изменяется непрерывно. А в нашей стране, где повсюду идет строительство, эти изменения происходят буквально на наших глазах. Города раздвигаются во все стороны, прокладываются широкие ленты шоссе, осушаются перерытые канавами болота, в самых глухих местах вырастают новые рудники, новые поселки, новые заводы и города...

Сравните две карты СССР: одну — двадцатых годов, другую — современную. Голубыми лентами протянулись новые каналы — Беломорско-Балтийский канал имени И. В. Сталина, канал имени Москвы, Волго-Донской судоходный канал имени В. И. Ленина; появились новые водохранилища — Московское море, Рыбинское водохранилище, Цимлянское море; возникли новые города, в том числе такие большие, как Магнитогорск, Сталинск, Запорожье, Караганда; прочертились новые линии железных дорог.

Самые большие изменения на карте нашей страны произойдут, когда будут созданы новые моря — Куйбышевское, Сталинградское, Каховское. Много деревень и даже несколько городов в связи с затоплением будут перенесены на другое место.

Изменяется природа и без участия человеческих рук: реки несут в своих водах большое количество ила и песка, которые оседают в дельте; постепенно там образуются новые острова, и суша все дальше и дальше выдвигается в море; реки подмывают берега, меняют свое течение; в горах происходят обвалы, запруженные обвалом потоки разливаются в озера. В природе изменения происходят не так заметно, но беспрерывно.

Ясно, что в районах больших строек придется карты выпускать заново, а в обычных условиях иногда достаточно только подновить старые карты, нанеся на них все происшедшие изменения. Проверка таких старых карт на местности называется рекогносцировкой карт.

Глава вторая

НАШИ УРОКИ ПО ТОПОГРАФИИ 

По дороге в школу

Мне вспомнились давние времена, когда я еще учился в школе. Школа находилась от моего дома далеко. Я ходил туда вдвоем с одним мальчиком. И всегда мы с ним спорили: какая дорога короче — низом, вдоль луга, или верхом, через поля. Как-то мы рассказали о нашем споре учителю.

— А вы проверьте, — посоветовал учитель. — Пусть сегодня один из вас пойдет по верхней дороге, другой — по нижней, и считайте при этом шаги; а назавтра переменитесь.

Чтобы мы не сбились, учитель предложил такой способ счета: перед отправлением в школу каждый из нас клал руки в карманы куртки и после каждой сотни шагов вытаскивал палец и снова начинал считать до ста. Когда все десять пальцев оказывались снаружи, это значило, что пройдена тысяча шагов. Тогда мы расстегивали верхнюю пуговицу куртки, снова клали руки в карманы и опять начинали вытаскивать пальцы по одному. Когда я доходил до школы, все пять пуговиц моей куртки оказывались расстегнутыми.

Результаты получились следующие.

Мои измерения: верхняя дорога — 5091 шаг, нижняя — 5125 шагов.

Измерения моего друга: верхняя дорога — 5338 шагов, нижняя — 5371 шаг.

— А почему такая разница между нашими шагами? — спросил я учителя.

— Потому, что ты выше ростом и шаг у тебя немного длиннее. А насколько длиннее, можно узнать.

И учитель рассказал нам еще много интересного о шагах.

На железной дороге сбоку изредка расставлены столбики. Известно, что расстояние между ними равно точно 100 метрам.

Три раза мы измерили шагами это расстояние. У меня получились такие цифры: 143, 145, 147, то-есть в среднем 145 шагов.

У моего приятеля среднее число шагов между двумя столбиками получилось 152.

Значит, мой шаг равнялся 100: 145 = 0,69 метра, а шаг моего приятеля (100 : 152) — приблизительно 0,66 метра.

Таким образом, расстояние до школы по верхней дороге равно 5091 X 0,69 = 3513; 5338 X 0,66 = 3523, то-есть в среднем 3518 метрам. Расстояние до школы по нижней дороге равно 5125 X 0,69 = 3536; 5371 X 0,66 = 3545, то-есть в среднем 3540 метрам.

Позднее мы заметили, что по грязной дороге, по траве, по пашне, по лесу, а также при подъеме на гору наши шаги делались короче. Мы измеряли расстояние шагами между столбиками не только по железной дороге, а шли также параллельно ей по траве, и длина нашего шага получалась немного меньшей.

Все это мы приняли во внимание при последующих опытах с шагами, причем во всех случаях, зная длину нашего шага, мы переводили шаги в метры.

Давайте продолжим нашу задачу. Если выкинуть все каникулы, выходные дни и праздники, останется 210—230 школьных дней; в младших классах меньше, в старших, из-за экзаменов, — больше. Возьмем среднее — 220 дней.

Разница между расстояниями по верхней и по нижней дорогам составляет 22 метра. Значит, если вы будете ходить в школу и обратно домой по нижней дороге, вы ежедневно будете делать 44 метра лишних. За год это составит около 10 километров, а за десять лет пребывания в школе — 100 километров!

Видите, как много.

На глазок

— Сколько метров до дерева? По-моему, пятьдесят.

— Ну нет, не менее шестидесяти, — сказал мой товарищ.

Мы сосчитали: оказалось 38. Я выиграл, потому что угадал сравнительно точнее.

— А сколько метров вон до того столба?

Каждый назвал число метров, и мы опять сосчитали шаги и перевели их в метры.

Это было очень интересно — определять на глаз расстояния. Мы устроили из этого настоящую игру, за которой совершенно незаметно проходила наша скучная дорога в школу. Постепенно мы увеличивали определяемые расстояния и вскоре достигли в нашем глазомере относительно большой точности, ошибаясь на 10—-12 метров при расстоянии в 200 метров.

Но вот странная история. Мы хорошо определяли расстояние при дневном свете, в привычных условиях — в поле, на дороге. В сумерках расстояния нам начинали казаться намного больше. Так же мы ошиблись, но в меньшую сторону, при определении расстояния через овраг. Однажды мы возвращались из школы ночью и увидели впереди костер; попробовали определить расстояние до него, и оказалось, что мы ошиблись в меньшую сторону примерно в два раза. Такая же крупная ошибка получилась у меня, когда я хотел определить на глаз ширину реки.

Отсюда мы сделали вывод: в непривычных для глаз условиях, когда предмет кажется или слишком тусклым, или, наоборот, слишком ярким, или когда местность между нами и предметом резко отлична, определять на глаз расстояния до предметов следует осторожнее. На основании наблюдений мы составили такую таблицу.

На каком расстоянии можно ясно различать следующие предметы [6]

Глаза человека . . . . . . . . . . . до 100 метров

Мелкие подробности одежды . — 200 »

Лицо человека . . . . . . . . . . . — 400 »

Движение ног . . . . . . . . . . . — 500 »

Цвет пальто . . . . . . . . . . . . — 600 »

Эта таблица годна только в том случае, если навстречу идет человек. Топографам в своей работе постоянно приходится определять расстояния на глаз. Чтобы приобрести хороший глазомер, топограф путем многократных упражнений «наметывает» глаз не только по идущему человеку, но и по столбам, по зданиям, по цвету и размеру кустов и отдельных деревьев.

Я советую вам, ребята, заняться определением на глаз расстояний. Это будут ваши первые уроки по топографии, которые можно проводить и в городе и в деревне. Я уверен, что такое занятие вас заинтересует и может пригодиться в жизни, даже если вы и не собираетесь стать топографами.

Туристам, например, совершенно необходимо научиться хорошо определять расстояния на глаз. В армии точный глазомер нужен в равной степени и меткому стрелку и толковому разведчику.

Про палец и спичку

Чтобы быстро и более или менее точно определять расстояния до тех или иных отдаленных предметов, топографы употребляют специальные приборы и инструменты, называемые дальномерами. Большинство дальномеров, и самодельных и фабричного производства, устроено так, что заранее должны быть известны размеры того предмета, до которого определяется расстояние.

Одним из самодельных дальномеров может служить большой палец руки. Проще инструмента, кажется, и не придумаешь.

Вам захотелось узнать, например, сколько метров будет до фабричной трубы.

Вытяните правую руку прямо вперед и, выставив вверх большой палец, наведите его на трубу. Смотрите только правым глазом. Теперь, не опуская пальца, быстро закройте правый и откройте левый глаз. Палец при этом словно отскочит в сторону. Заметьте, он закрыл дерево, которое находится от вас примерно на том же расстоянии, что и труба. Попробуйте определить на глаз, сколько метров от фабричной трубы до дерева. Метров 35, не больше. Значит, от вас до фабричной трубы будет в десять раз больше — 350 метров. Почему?

Вам захотелось узнать, сколько метров до фабричной трубы.

Вспомните геометрию. У вас получились два равнобедренных треугольника[7]: вершинами одного из них являются два глаза и палец (АВС), другого — палец, труба и дерево (СЕD); они подобны, и, значит, можно написать такую пропорцию:

расстояние от глаза до пальца / расстояние между глазами = расстояние от пальца до трубы / расстояние между трубой и деревом

то есть: AC/AB = CE/ED

Величина АС у взрослого человека, то-есть расстояние от глаз до пальца на вытянутой руке, равна 60 сантиметрам, а расстояние между глазами (АВ) равно 6 сантиметрам, значит в десять раз меньше. Это отношение есть величина почти постоянная.

У ребят школьного возраста размеры будут соответственно меньше[8], но всегда АВ будет примерно в десять раз меньше АС.

Подставим все эти величины в нашу пропорцию:

0,60 / 0,06 = CE / 35; отсюда CE = 350 метрам.