المسااااااحة

تعريف المساحة:
هي العلم الذي يبحث في الطرق المناسبة لتمثيل سطح الأرض على خرائط.
تعريف المساحة المستوية:
وهي التي تبحث في عمل خرائط على أساس أن سطح الأرض مستوي في الأرض المراد رفعها وتهمل كروية الأرض وتطبق على المساحات التي تصل إلى 250 كم تقريبا ولها قسمان طبوغرافية وتفصيلية.
تعريف مسطرة التفدين:
هي إحدى الأجهزة المستعملة لحساب المسطحات في أشكال منحنية مغلقة وتسمى مسطرة التفدين لأنها تعطي المساحة بالفدان وشكلها مشابه للمسطرة وتعتبر من أحد الطرق الميكانيكية لحساب المساحات.
تعريف طريقة الحذف والإضافة:
وهي من الطرق التقريبية المستخدمة في حساب المساحات للمناطق ذات الشكل المنحني المتعرج وتتلخص في تحويل القطعة المراد ايجاد مساحتها إلى مضلع هندسي محدد بخطوط مستقيمة، يكافئها ويساويها في المسافة وذلك بتحديد خطوط مستقيمة حول الشكل المتعرج والمراد ايجاد مساحتها بحيث تتساوى الأجزاء المحذوفة مع الأجزاء المضافة.
تعريف شبه المربعات:
وفيها يتم رسم شبكة من المربعات المتساوية على ورق شفاف وتوضع هذه الورقة فوق المساحة المطلوب حسابها.وتحسب عدد المربعات الكاملة التي تحتويها المساحة وتقدر كسور أو أجزاء المربعات الأخرى وتكون المساحة= عدد المربعات×مساحة المربع×مقياس الرسم2
البلانومتر:
ويعتبر من أفضل الطرق في إيجاد المساحات الغير منتظمة داخل أي شكل مغلق.
طريقة أشباه المنحرف:
هي طريقة أدق من طريقة متوسط الارتفاعات والطريقة هذه تحسب المساحة على أساس أن كل قسم عبارة عن شبه منحرف قاعدتاه العمودان وارتفاعه (س).
طريقة سمبسون:
تستعمل هذه الطريقة إذا كانت حدود الأرض منحنية تماماً بمعنى أنه يمكن اعتبار كل ثلاث نقاط من الحدود تشكل منحنياً ويراعى أن يكون عدد الأقسام زوجي وإذا كان فرديا يحذف قسم عند الطرفين وتحسب مساحته باعتباره أما مثلث أو شبه منحرف أو قطع مكافيء وتحسب المساحة بالقانون.
أهداف المساحة الطبوغرافية:
1. رسم خرائط البلدان والمحافظات بماتحتويه من معالم طبيعية وصناعية.
2. بيان ارتفاعات وانخفاضات سطح الأرض على شكل خطوط كنتور ويستعان بها في دراسات المشاريع المدنية والجيولوجية والعسكرية.
تعريف اللوحة المستوية:
يطلق اسم اللوحة المستوية على عدة أدوات مساحية تستخدم في مجموعها في عمليات رفع الخرائط الطبوغرافية والتفصيلية رفعاً سريعا وسهلا ولكنه غير دقيق .
وظيفة اللوحة المستوية:
هي رفع الحدود والتفاصيل والمضلعات مباشرة من الطبيعة ومن ثم إنشاء الخرائط التفصيلية والخرائط الكنتورية.
أدوات اللوحة المستوية:
1. اللوحة الخشبية.
2. الحامل.
3. الأليداد.
4. ميزان التسوية.
5. شوكة الإسقاط.
6. بوصلة التوجيه.
تعريف اللوحة الخشبية:
هي عبارة عن لوحة مصنوعة من الخشب الجيد تكون مستوية السطح وهي إما مربعه أو مستطيلة تتراوح أبعادها مابين 40سم×50سم إلى 60سم × 80 سم ويتصل سطحها السفلي بقاعدة معدنية بها ثلاث مسامير للتسوية والفرق من القاعدة تثبيت اللوحة في الحامل وهي عبارة عن لوحين معدنيين مثلثين بينهما مسامير التسوية الثلاثة لجعل اللوحة أفقية ويتصل مسمار حلزوني بالقاعدة المعدنية لتثبيتها بالحامل.
وظيفتها:
تكون قاعدة لارتكاز الأليداد والبوصلة وميزان التسوية والشوكة وتكون مكاناً للرفع.
تعريف الحامل:
هو حامل خشبي ذو ثلاث شعب في الأرض ويربط رأس الحامل في القاعدة الموجودة أسفل اللوحة الخشبية حتى لا يحدث حركة دوران للوحة.
وظيفته:
رفع وحمل أدوات اللوحة وتثبيتها.
تعريف الأليداد:
عبارة عن مسطرة من الحديد أو النحاس يدور حول محور أفقي في المستوى الرأسي والمنظار مركب بحيث إذا كانت مسطرة الأليداد أفقية تماماً فإن خط النظر يرسم مستوى رأسي يقطع اللوحة عند حافة هذه المسطرة.
وظيفتها:
هي تعيين الإتجاهات الأساسية الواصلة بين النقاط المرصودة وبين موضع اللوحة مباشرة وكذلك تحديد المسافات بين النقاط المرصودة وموضع اللوحة.
تعريف ميزان التسوية:
وهو أما مستطيل أو مستدير وميزان التسوية الطولي يتركب من أنبوب زجاجي به كحول سائل وفقاعة هوائية توضع داخل صندوق من النحاس قاعدته مسطحة فإذا وضع الميزان على سطح أفقي ثبتت الفقاعة الهوائية في منتصف الأنبوبة وإذا وضع على مستوى مائل اتجهت الفقاعة إلى الاتجاه الأعلى.
وظيفته:
تأمين المستوى الأفقي للوحة المستوية.
تعريف شوكة الإسقاط:
عبارة عن إطار معدني رفيع له ثلاث اضلاع متصلة إثنان منها متعامدان ويميل الثالث بزاوية أكبر من قائمته وينتهي أحد الأضلاع بسن رفيع يبين موقع النقطة المطلوب رفعها من الطبيعة إلى لوحة الرسم أو العكس وينتهي الطرف الآخر بانحناء دائري لتعريق خيط الشاقول ويجب أن يكون سن الثقل مع سن الشوكة المدبب على خط رأسي واحد.
تعريف بوصلة التوجيه:
تتكون من صندوق مستقيم سطحه العلوي من الزجاج وفي منتصفه محور رأسي مدبب ترتكز عليه إبرة مغناطيسية وتحت طرفي الإبرة قوسان مدرجان صفر التدريج في كليهما في المنتصف.
شروط الضبط الدائم:
1. استقامة حافة مسطرة الأليداد.
2. ضبط حامل الشعيرات في منظار الأليداد.
3. ضبط حافة المسطرة مع المستوى الرأسي لدوران خط النظر.
شروط الضبط المؤقت:
1. أفقية اللوحة المستوية.
2. التسامت.
3. التوجيه الأساسي.
تعريف التسامت:
هو أن تكون النقطة المعينة على اللوحة مناظرة تماماً للنقطة الموجودة على الطبيعة.
طرق الرفع في اللوحة المستوية:
1. طريقة الاشعاع.
2. طريقة التقاطع الأمامي.
3. طريقة التقاطع العكسي.
4. طريقة الدوران.
وتختلف هذه الطرق من حيث اختيارها على:
1. طبيعة وطبوغرافية الأرض المراد رفعها.
2. ظروف العمل وإمكانية استخدام أيا من هذه الطرق.
عيوب الرفع باللوحة المستوية:
1. لايمكن استعمالها في مناطق الغابات أو الأراضي ذات الطبوغرافية الشديدة.
2. لايمكن استخدامها بالأجواء الممطرة وذات الرطوبة العالية.
3. ثقل أدواتها وعيوبها الآلية تحد من استعمالها في الاعمال المساحية التي تتطلب دقة عالية.
مصادر الأخطاء في الرفع باللوحة المستوية:
1. إنكماش اللوحة الورقية وماينتج عنه من أخطاء.
2. عيوب الدقة في القياس ووضع الأبعاد على الخريطة.
الطرق الميكانيكية لايجاد المساحات:
وهي طرق تعتمد على استخدام أجهزة معينة في حساب المساحات المختلفة ومنها البلانومتر ومسطرة التفدين.

يعتبر جهاز الميزان( level) من الأجهزة الشائعة الإستخدام والضرورية للأعمال المساحية والمشاريع الحيوية مثل أعمال الطرق وتمديدات المياة والمجاري وإيجاد كميات الحفر أو الردم للأراضي ولذلك يعتمد علية المهندس والمساح في كثير من الأعمال. كذلك يعتبر جهاز الميزان من الأجهزة السهلة الإستخدام مقارنة بالأجهزة المساحية الأخرى. وبواسطة هذا الجهاز وبعد عمليات حسابية معينة يتم إيجاد مناسيب للنقاط المطلوبة في المشاريع.



وتصنف أجهزة الميزان من حيث الدقة إلى ثلاثة أصناف:
1- أجهزة دقيقة: وفيها تكون فقاعة التسوية حساسة جدا كما تكون قوة التكبير عالية ويستخدم هذا النوع في أعمال المسح الجيوديسي والأعمال التي تتطلب دقة عالية.



2- أجهزة متوسطة الدقة: وهي أقل دقة من الصنف الأول ويغلب إستخدام هذا النوع في معظم المشاريع الهندسية.
3- أجهزة منخفضة الدقة: ويصنع هذا النوع من الأجهزة خصيصا لأغراض التسوية التقريبية كما هو الحال في مشاريع الأبنية المحدودة ولحالات التسوية على مسافات قريبة.



يتكون جهاز الميزان من الأجزاء الرئيسية التالية:

1- منظار مساحي( التلسكوب):

يتكون هذا المنظار من :

أ‌- عدسة شيئية.

ب- عدسة عينية – مسمار توضيح الشعرات.

ج- حامل الشعرات.

د- مسمار توضيح الرؤية.

ه- علامة التوجية الخارجي.

2- قاعدة مركب عليها مسامير التسوية الثلاثة لضبط أفقية ميزان التسوية (الفقاعة).
3- مسمار الحركة الأفقية البطيئة: وهو خاص بحركة الجهاز الأفقية البطيئة مع العلم أن الحركة السريعة تتم بتحريك الجهاز باليد.

4- حامل الجهاز(الركيزة): ويتكون من ثلاثة أرجل ويمكن رفعه أو خفضه حسب الطول المطلوب.

5- القامة(مسطرة التسوية): وهي عبارة عن مسطره خشبية أو معدنية أحد وجهيها مدرج إلى أمتار وديسيمترات وسنتيمترات وغالبا ما يكون ارتفاعها 4 أمتار.





أنواع أجهزة الميزان :



1- جهاز الميزان الإلكتروني الرقمي:

هو جهاز مزود بتكنولوجيا متطورة لمعالجة صور القامات لتعيين قراءة القامة وفروق المناسيب والمسافات الأفقية وعرض المعلومات على شاشة الجهاز وتسجيل المعلومات والبيانات في ذاكرة الجهاز الداخلية (كروت ممغنطةpcmcia) وتبلغ دقة الجهاز في تعيين المناسيب 1مم/1كم ودقة تعيين المسافات 1-5 سم ويستخدم الجهاز في العديد من التطبيقات مثل شبكات الميزانية الدقيقة والعادية ومراقبة تشوهات سطح الأرض والأعمال الصناعية والمساحة الطبوغرافية وأعمال الميزانية الطولية والعرضية لشبكات الطرق والسكك الحديدة وأعمال مساحة الأنفاق والمناجم.





2- جهاز الميزان بنظام الليزر الدوار:
يعمل الجهاز على إرسال شعاع ليزر يستقبل على وحده خاصة تابعة للجهاز تقوم بإظهار المعلومات والبيانات الخاصة بالمنسوب أو الميل وتصل دقة الجهاز إلى+ 10ثواني في تعيين الميول وتبلغ سرعة دورانه 600- 900 لفة / دقيقة ويصلح للإنحدارات والميول من5% إلى 13% ويستخدم في عمليات تسوية الأراضي وأعمال تحديد الميول والإنحدارات للمشاريع الهندسية المختلفة.





3- جهاز الميزان العادي:
هو جهاز مكون من منظار ومسامير خاصة بالضبط وهو شائع الإستخدام في أغلب المشاريع الهندسية مثل القطاعات الطولية والعرضية وتمديدات المياة والمجاري ويستخدم فيه القامة العادية .





خطوات ضبط و تثبيت أجهزة الميزان :





عملية الضبط المؤقت للجهاز: وهي عملية إعداد الجهاز للرصد ويتم ذلك عند كل نقطه يوضع عليها الجهاز لأخذ القراءات وذلك بأن تفرد أرجل الحامل الثلاثة وذلك بارتفاع مناسب وتغرس في الأرض جيدا ويراعى أن تكون المسافات بين الأرجل الثلاثة متساوية تقريبا وأن تكون قاعدة الحامل في مستوى أفقي تقريبا ومن ثم يركب عليه جهاز الميزان ويربط به بواسطة المسمار الموجود أسفل قاعدة الحامل.

يتم ضبط فقاعة ميزان التسوية الدائري إما عن طريق مسامير التسوية الثلاثة وذلك بوضع الجهاز موازي لمسمارين ومن ثم يحركان مع بعضهما إما للداخل أو للخارج حتى تقترب من المنتصف ثم يلف الجهاز 90درجة ويحرك المسمار الثالث حتى تقترب الفقاعة من المنتصف , تكرر هذه العملية حتى تصبح الفقاعة في المنتصف. وفي بعض الأجهزة يتم ضبط الأفقية عن طريق الذراع الاسطوانية وذلك بتحريك الجهاز حركة رحويه على قاعدة الحامل.

تتم عملية التطبيق (إزالة البارالاكس) وذلك بتطبيق صورة الهدف(القامة) على مستوى حامل الشعرات داخل المنظار وذلك بوضع ورقه بيضاء أمام العدسة الشيئية ثم نحرك مسمار توضيح الشعرات حتى تصبح في أوضح صوره ثم يوجه المنظار باتجاه الهدف(القامة) ويحرك مسمار توضيح الرؤية إلى أن تتضح صورة الهدف تماما.

ملاحظة:

طريقة الضبط لجميع أنواع أجهزة الميزان متقاربة مع وجود اختلافات بسيطة.



طريقة أخذ القراءة من على القامة:

تؤخذ القراءة على القامة الرأسية فوق نقاط سطح الأرض وذلك عند الشعرة الوسطى الأفقية لحامل الشعرات داخل منظار الجهاز .

تؤخذ القراءة بالأمتار والديسيمترات والسنتيمترات مباشرة أما المليمترات فتؤخذ بالتقدير. (مثال 1.645 مترا).