Соединяя океаны. Великие судоходные каналы

Глава IV . Искусственные водные пути.

К искусственным водным путям относятся водохранилища, каналы и шлюзованные реки.

§ 12. Водохранилища.

Водохранилища представляют собой искусственные озера, образованные от подпора воды плотинами. По внешнему виду водохранилища сходны с озерами, но отличаются от них по судоходным и гидрометеорологическим условиям, равно как и от рек, в пойме которых они образовались.

Для водохранилищ характерно изменение рельефа дна, в прошлом речного, и затопленной речной поймы. Чередование глубоких и мелких мест меняется довольно часто и беспорядочно, отчего изменяется положение судоходных трасс. В прибрежных районах за счет разрушения берегов от волнения изменяется рельеф, что наиболее характерно для мест, где происходят большие колебания уровней воды, сильные волнения, а дно и берега легко размываемы.

Некоторые водохранилища имеют свои особенности. Например, Рыбинское водохранилище имеет торфянистое дно, поэтому там часто всплывает торф огромными плавучими островами площадью до 100 га и толщиной слоя торфа до 6 м. Эти торфяные острова выносятся на фарватер и затрудняют судоходство.

Наиболее глубокие участки водохранилищ находятся ближе к плотинам, там плавание проходит как по основному фарватеру, так и вне его. На верхних по течению участках водохранилищ транспортное судоходство вне фарватера обычно отсутствует, так как глубина там мала и резко колеблется в зависимости от изменения уровня водохранилища (из-за сброса воды через плотину). Поэтому, несмотря на огромные площади водохранилищ, судоходство на них осуществляется только по основным судоходным трассам. Прежде чем сойти с основной трассы водохранилища, нужно быть уверенным, что во время плавания вне ее не произойдет понижения горизонта воды, которое может вызвать обсыхание судна.

Хотя водохранилища по размерам приближаются к большим озерам, ветровой и особенно волновой режимы на них не похожи ни на озерные, ни на морские. Высота волн на отдельных водохранилищах может быть особенно большой (см. § 35 «Волновой режим»).

Ориентирование местоположения судна и выбор курса на водохранилищах во многом отличны от принятых в речных и озерных естественных условиях. Суда идут по определенным, заранее подготовленным по глубине и ширине трассам, которые, как правило, проходят на большом удалении от берега. Если трасса в какой-то части проходит у берегов, условия плавания приближаются к речным.

Отдаленность трасс от берегов часто делает невозможным ориентирование и контроль за движением судна по береговым ориентирам. Это особенно касается маломерных судов, так как дальность видимости с них небольшая. Поэтому при проводке судов по водохранилищу нужно уметь определять местоположение судна и осуществлять контроль за курсом по карте и компасу, т. е. применять штурманский метод судовождения.

На картах водохранилищ обычно даются рекомендованные, заранее проложенные курсы. Штурманский метод судовождения необходимо применять повседневно для контроля местоположения судна, так как плавучая обстановка может быть смещена со своих штатных мест. Осенью и весной, когда навигационное оборудование трасс водохранилищ еще не выставлено, плавание возможно только по компасу и карте.

Следует всегда помнить, что на водохранилищах имеются специальные порты-убежища, в которые уходят суда с трасс во время шторма или перед ним, при неблагоприятных прогнозах. Места нахождения портов-убежищ должны быть заранее известны судоводителям-любителям.

Кроме описанных выше больших водоxpaнилищ разряда О, есть малые водохранилища разряда Р, где условия плавания и ориентирования не отличаются от речных.

§ 13. Каналы.

Судоходным каналом называется гидротехническое сооружение с искусственно созданным судоходным руслом для связи рек, озер, водохранилищ и морей. Судоходные каналы могут быть соединительные, подходные и обходные, а также шлюзованные и открытые нешлюзованные.

Соединительные каналы связывают обычно бассейны двух различных морей, рек или озер. Например, Волго-Донской канал имени Ленина соединяет реки Волгу и Дон, Беломорско-Балтийский канал - Белое море с Балтийским, канал имени Москвы - реку Волгу с Москвой-рекой.

Подходные каналы обеспечивают подход судам с основного судоходного фарватера моря, озера, реки к причалам населенных пунктов и предприятий.

Обходные каналы предназначены для обхода озер и рек, в которых плавание затруднено из-за частых штормов, порогов и т. п. Так, существуют каналы в обход порогов Дуная, Приладожский и Прионежский каналы и др.

Шлюзованные каналы соединяют водные бассейны с разными горизонтами воды, поэтому на канале делаются судоходные шлюзы. К шлюзованным каналам относится большинство каналов внутренних водных путей СССР.

Открытые нешлюзованные каналы соединяют водные бассейны с одинаковыми уровнями воды. Чаще всего это морские каналы.

Большинство открытых каналов проложено по естественным глубинам, например, Архангельский, Херсонский, Волго-Каспийский, Днепро-Бугский морской канал на подходах к Николаеву на Буге и т. д. Некоторые открытые каналы по всей длине или на отдельных участках ограждены искусственными насыпями - дамбами, например, Ленинградский, Калининградский и Ждановский каналы. На последних двух каналах дамбы устроены только с одной стороны. Поперечное сечение каналов может быть разнообразным: трапециевидным, ложбинообразным и т. п.

Обычно ширина судоходных каналов рассчитана на двустороннее движение по ним, но в отдельных местах, в частности на поворотах, каналы могут иметь ширину большую, чем основные прямые участки. Ограниченная ширина делает управление судном на канале близким к речному. Управление судном на шлюзованных каналах осложняется не только стесненностью судового хода, но значительным числом гидротехнических сооружений и выложенных камнем откосов.

Плавание маломерных судов по шлюзованным каналам с большим и оживленным судоходством осложняется возможностью присасывания этих судов к другим, большим по водоизмещению, при расхождении (см. § 47, 48). Кроме того, волна, образованная крупными и быстроходными судами, отраженная от каменных берегов каналов, создает толчею и легко сбивает малое судно с курса. Составы на изгибах канала и на прямых участках при ветре идут так, что начало состава находится у одного берега, а окончание толкаемого состава у противоположного. Обогнать такой буксирный состав в канале часто невозможно в течение продолжительного времени. На каналах особенно сильно ощутим даже небольшой ветер, который затрудняет расхождение судов при встрече и обгоне.

Рис. 30. Общая схема шлюза и подхода к нему: 1 - река; 2 -правый берег; 3 - левый берег; 4 - плотина; 5 - камера шлюза; 6 - верхняя голова шлюза; 7 - нижняя голова шлюза; 8 -верхний подходный канал; 9 - нижний подходный канал; 10 -верхние ворота; 11- нижние ворота; 12 - шкафная ниша для помещения створок открытых ворот; 13 - короткая водопроводная галерея для наполнения камеры шлюза; 13а - водопроводная галерея для опорожнения камеры шлюза; 14 - затвор водопроводной галереи; 15 -стенки камеры шлюза; 16- верхние направляющие палы-эстакады; 17 - нижние направляющие палы-эстакады; 18 -верхнее разделительное сооружение; 19 - нижнее разделительное сооружение; 20 -белый бакен; 21 - знак «Сигнал»; 22 - семафор или светофор дальнего действия; 23 двухзначные светофоры, разрешающие или запрещающие выход из камеры; 24 - ограничительные огни на подходах к шлюзу; 25 - стоповые огни на стенках камеры шлюза; 26 - огни на створках ворот шлюза

Если канал относится к внутренним водным путям, то выставляется судоходная обстановка для искусственных водных путей; если канал морской, выставляется морское навигационное оборудование.

§ 14. Шлюзы.

Шлюз - гидротехническое сооружение, представляющее собой камеру для перемещения судов с одного повышенного уровня воды - бьефа - выше шлюза (плотины) на другой, более низкий уровень воды ниже шлюза или, наоборот, с нижнего бьефа на верхний.

Шлюзы строятся на реках в гидротехническом комплексе, называемом гидроузлом, в который, кроме шлюза, входят: плотины, подходные к шлюзу деривационные каналы, дамбы, причальные стенки для ожидания шлюзования судов и пр. Шлюзы строятся также и на каналах.

В зависимости от числа камер шлюзы бывают однокамерные (наиболее распространенные), двухкамерные и т. д. Для одновременного двустороннего прохода шлюзов предназначены параллельные шлюзы - «в две нитки».

Шлюз состоит из верхней и нижней головы камеры, самой камеры и подходных каналов (рис. 30).

Головы шлюза объединяют в себе наиболее массивные устройства у стен сооружения на концах камеры. В головах шлюза располагаются ворота и ниши в стенах для убирания ворот - шкафные части шлюза, а также водопроводные системы для наполнения и опорожнения камеры. Ворота шлюза могут быть в виде створок, сегментные и опускные (опускаются вниз), а также плоские. Уступ для шлюза под водой, в который упираются закрытые ворота, называется порогом, или королем.

Камера шлюза - это бассейн между головами шлюза, где судно перемещается по вертикали с одного бьефа на другой. Камеры шлюзов в плане могут быть длиной до 300 м и шириной до 30 м.

Подходные или деривационные каналы служат для подхода судов к шлюзу и ожидания шлюзования.

Для закрепления швартовых тросов, подаваемых с судов, камера шлюза оборудована специальными швартовыми устройствами. К ним относятся причальные тумбы, неподвижные крюки и рымы, плавучие рымы и крюки.

ВЕЛИКИЙ КАНАЛ (кит. – Юньхо или Юньхэ), канал в Китае длиной 1930 км, проходит по восточной части страны в общем направлении с севера на юг между городами Пекин и Ханчжоу. Этот старейший и самый длинный в мире канал пересекает четыре провинции (Хэбэй, Шаньдун, Цзянсу и Чжэцзян) и две великие реки – Хуанхэ и Янцзы. Когда строительство этого искусственного водовода было завершено (на что ушло около 2000 лет), он стал важной транспортной артерией между севером и югом Китая.

Великий канал строился на протяжении трех исторических периодов. Самый древний его участок, длиной 225 км, начал сооружаться на последнем этапе существования государства Чжоу, предположительно в 6 в. до н.э. Им соединили реку Янцзы с бассейном реки Хуайхэ. Соответствующий этому старому каналу участок современного Великого канала пролегает от города Циньцзян (в провинции Цзянсу) до реки Янцзы (в районе Янчжоу), проходя через ряд озер, входящих в бассейн реки Хуайхэ. Уровень воды в этом краю регулируется плотинами, и здесь по каналу могли ходить небольшие суда.

Давайте узнаем о нем подробнее …

Фото 2.

Кликабельно

Практически все реки Китая текут с запада на восток и впадают в Тихий океан. Поэтому уже в древности возникла система каналов, соединявших бассейны этих рек. Впоследствии отдельные участки были объединены и достроены. Так появился Великий Китайский канал , или, как его называют в Китае, Большой канал (大运河). Он соединяет Пекин и Ханчжоу . Его протяженность - 1774 км, и это самый длинный канал в мире. Свое начало он берет в уезде Тунсян под Пекином, проходит через города Пекин и Тяньцзин, четыре провинции - Хэбэй, Шаньдун, Цзянсу и Чжэцзян и заканчивается в городе Ханчжоу (провинция Чжэцзян). Также он соединяет пять рек: Хайхэ, Хуанхэ, Хуайхэ, Янцзы и Цяньтан.

Приблизительно через 1200 лет канал продлили на юг на расстояние около 400 км – до города Ханчжоу в провинции Чжэцзян. При прокладке этого участка, завершенной приблизительно к 610 н.э., потребовалось чистить и соединять некоторые уже существовавшие там короткие каналы и, кроме того, прокладывать фарватер по большому озеру Тайху.

К северу от Циньцзяна строительство большей части канала закончили при Хубилае (первом императоре монгольской династии Юань), полководцы которого завоевали Ханчжоу. Хубилай попытался наладить пути сообщения между своими южными владениями и столицей – Ханбалык (так монголы называли тогдашний Пекин). Продлевать канал на север начали, вероятно, в 1279 и повели его через озера. На этой трассе пришлось возводить плотины и строить шлюзы, так как было необходимо регулировать уровень воды, ибо он оказался неодинаковым в различных озерах. Северную часть Великого канала назвали Цза Хо – рекой шлюзов. Канал вошел в провинцию Шаньдун, где его довели до Дунпина; на участке между этим городом и Цзинином судоходство нередко затрудняется из-за недостаточного притока воды в русло канала. Приблизительно к 1300 н.э. трассу канала продлили до города Линьцзин, что на реке Вэйхэ, в северном Шаньдуне.

Фото 3.

В конце правления династии Юань Великий канал протянули еще дальше на север, в провинцию Хэбэй, где у города Тяньцзинь его воды смешались с водами реки Бэйюньхэ. Участок канала между реками Вэйхэ и Бэйюньхэ судоходен круглый год. Далее канал пошел по руслу реки Бэйюньхэ против ее течения и достиг населенного пункта Тунсянь, что в 24 км восточнее Пекина. Во времена империи Мин (1368–1644) канал существенно улучшили, и те его участки, которые пришли в негодность, вновь сделали судоходными.

С развитием железных дорог (в конце 19 и начале 20 в.) Великий канал утратил свое былое значение. На землях, по которым пролегала его трасса, не раз случались разрушительные наводнения, а в середине 19 в. река Хуанхэ поменяла русло и стала впадать не в Желтое море, а в залив Бохайвань на севере Шаньдуна. Жесточайший разлив реки Хуайхэ в 1931 и опустошительные военные действия в период с 1937 по 1949 довели Великий канал до состояния полнейшей разрухи. К 1949, когда победили коммунисты, по нему могли ходить лишь джонки.

Фото 4.

В 1952 началась реализация программы регулирования водного режима в бассейне реки Хуайхэ, где предусматривались работы по расчистке, расширению и спрямлению русла Великого канала. На нем построили современные механизированные судоходные шлюзы. Участок трассы, пролегающий по провинции Цзянсу, реконструировали, и по нему начали ходить 1000-тонные суда. Модернизация канала проводилась ускоренными темпами, поскольку к этому времени железные дороги уже еле справлялись с перевозками полезных ископаемых.

Фото 5.

Гораздо более важную роль Великий канал будет играть именно как средство снабжения севера страны водой в сельскохозяйственных и промышленных целях. Китайские эксперты предполагают, что к 2030 году, когда население страны достигнет 1.6 миллиарда человек, водные ресурсы на душу человека составят 1760 кубических метров. А по международным стандартам минимально допустимый уровень составляет 1700 кубометров. По мнению директора Института охраны земельных ресурсов Академии наук КНР Ли Жуя, потребление воды в Китае достигнет пика к 2030 году, и если не будут приняты эффективные меры, то в будущем страна столкнется с серьезным кризисом.

По подсчетам китайских ученых, чтобы прокормить свое население, которое, несмотря на ограничение рождаемости, продолжает ежегодно увеличиваться на восемь миллионов человек, Китаю, как и в древние времена, нужно по-прежнему орошать засушливый север страны. Ведь 80 процентов водных ресурсов приходится на бассейн Янцзы и районы, находящиеся южнее этой реки. Напомню, что в центральном Китае имеется две великие реки, которые текут с запада на восток – Хуанхэ и Янцзы. Они почти равны по длине. Однако объем годового стока Янцзы в двадцать раз превышает Хуанхэ. За годы существования КНР земледельцы, преимущественно в северной части страны, сумели увеличить орошаемые площади примерно в четыре раза – с 15 до 52 миллионов гектаров. Однако все возможности теперь исчерпаны. Из Хуанхэ разбирают на полив столько воды, что летом она почти пересыхает. Другая ситуация существует в районе бассейна Янцзы. В Китае ее называют матерью-рекой. Бассейн Янцзы – один из главных экономических районов. Занимая лишь пятую часть территории страны, он дает более двух пятых валового внутреннего продукта. А энергетические возможности бассейна Янцзы почти втрое больше, чем у всех рек США вместе взятых.

Фото 6.

Идея поворота рек с юга на север родилась еще в 1952 году и принадлежит бывшему китайскому лидеру Мао Цзэдуну. Понятно, что в условиях 50-х годов, когда совсем недавно закончилась антияпонская война, а затем и гражданская, реализовать этот проект было совершенно невозможно. Но о нем никогда не забывали. И вот в последние десятилетии к нему вернулись вновь. Сначала были проведены все необходимые научные и практические изыскания, даны оценки трудностям и проблемам, которые придется решать, решен вопрос о необходимости переселения сотен тысяч людей из мест их проживания, где пройдет строительство водных сооружений. В 2002 году китайское правительство приняло решение о начале реализации проекта, призванного обеспечить водой засушливые районы страны. Ныне, уже в течение девяти лет, в Китае интенсивно идет строительство гидротехнических сооружений по переброске вод. Эта стройка объявлена объектом стратегического значения в деле рационального распределения водных ресурсов страны, в деле изменения напряженного положения с водными ресурсами в северных районах Китая, что напрямую связано с социальным и культурным развитием и проблемой улучшения окружающей среды в этих районах. Этот объект, как и строительство гидроузла Санься на реке Янцзы, прокладка газопровода из западной части страны в восточную и строительство железной дорогой Цинхай-Тибет, называют четырьмя важнейшими стройками современного Китая. Предполагается, что через несколько десятилетий в Китае появится сеть каналов, по которым вода из рек Янцзы, Хуайхэ, Хуанхэ и Хайхэ будет переправляться в северные регионы страны.

Для переброски вод из реки Янцзы строят 3 главных канала — восточный, центральный и западный. В частности, по восточному и западному каналам воду будут получать 6 провинций и городов центрального подчинения, таких как Пекин, Тяньцзинь, провинции Хэбэй, Шаньдун, Хэнань и Цзянсу. При строительстве восточного канала будут использовать уже имеющуюся инфраструктуру Великого китайского канала.

Великий канал – это не только транспортная и водная артерия. Но это еще и великолепный памятник истории, соединяющий прошлое и настоящее Китая.

Фото 7.

Несколько лет назад представители туристических фирм 15 крупных и средних городов, расположенных вдоль Великого канала, собрались в городе Хуайань в провинции Цзянсу и приняли совместное решение создать туристический маршрут «путешествие по Великому каналу». Они заявили, что будут совместными усилиями создавать и совершенствовать механизм межрегионального сотрудничества в сфере туризма. А на Великом китайском канале, растянувшимся почти на 2000 километров, есть много достойных внимания туристов мест. Например, исторические производственные территории. Многие старинные объекты, к примеру, судоверфи и иные промышленные предприятия были перенесены в другие районы городов. Промышленные здания и оборудование, имеющие интересную историю, уже используются в новом качестве. Например, в них живут туристы или они являются объектом показа. Такой проект разработан для бывших промышленных территорий вдоль Великого канала в г. Сучжоу.

На Великом китайском канале имеется множество мостов и пристаней. Мосты в исторических городах выполняли не только сугубо транспортную функцию, но и важную композиционно-пространственную роль. При сооружении мостов на Великом канале большое внимание уделялось их форме. Очень выразительны мосты, у которых форма арок и их отражение в воде образуют правильные круги.

Фото 8.

С мостов открываются живописные виды, поэтому многие их них задумывались как видовые площадки с навесами для тени и скамьями. При этом архитектурные решения мостов отличались индивидуальностью и художественной выразительностью.

17 ноября 1869 года для судоходства был открыт Суэцкий канал. По этому поводу мы сегодня расскажем о нем и еще о четырех самых больших в мире судоходных каналах.

Идея строительства самого короткого водного пути, соединяющего Красное море со Средиземным, появилась еще в эпоху Среднего царства Египта, но построенный египетским фараоном Нехо Вторым канал просуществовал только до 776 года. В 1854 году Фердинанд Мари Лессепс, дипломат и делец французского происхождения, умело используя влияние Франции на правительство Египта и свои выгодные связи, добился у правителя страны концессии на льготную постройку Суэцкого канала. Возведение грандиозного сооружения, начавшееся весной 1859 года, заняло целое десятилетие и потребовало использование труда около полутора миллионов человек. Чернорабочими на проекте выступали египтяне, рекрутируемые на принудительной основе по 60 000 человек ежемесячно. Торжественное открытие Суэцкого канала состоялось с невероятным размахом 17 ноября 1869 года. За годы своего существования Суэцкий канал успел побывать под господством Франции, Англии, совместным контролем двух стран, а в 1956 году был национализирован правительством Египта. Сегодняшняя длина Суэцкого канала составляет чуть больше 162 километров, а глубина на фарватере – 22, 5 метра. Через Суэц разрешено проплывать всем судам, чьи страны не воюют с Египтом, кроме кораблей на атомных силовых установках.

Возведение самого известного шлюзового канала и основной туристической достопримечательности Панамы считается одним из самых грандиозных строительных проектов за всю историю человечества. Пробная попытка его постройки, предпринятая «отцом» Суэца, не удалась – препятствия, чинимые климатическими и географическими условиями, оказались непреодолимыми. В начале 20 века Соединенные Штаты Америки, заинтересованные в увеличении своего военного могущества за счет молниеносного передвижения военно-морских сил из одного океанского бассейна в другой, приобрели у Франции проект и заключили с правительством Панамы договор на предоставление пятикилометровой территории по обе стороны канала в бессрочное пользование. Джон Стивенс, главный инженер Панамского канала, учел ошибки французов, обеспечив дезинфекцию строительной площадки, и изменил проект, разработав канал с трехступенчатыми шлюзами с обеих сторон и участком водораздела, возвышающимся на 26 метров над океанами. Открытие Панамского канала состоялось 12 июня 1920 года, и до 1999 года он находился под контролем США, окруживших его бессчетным количеством военных баз. Сейчас – под контролем правительства Панамы. Длина канала составляет почти 82 километра, на прохождение которых требуется около 9 часов. Стоимость прохождения по каналу разнится в зависимости от класса и размеров судна и составляет от восьми сотен до полумиллиона долларов.

Cевероморско-Балтийский канал, в простонародье именуемый Кильским (по названию немецкого города Киль, мимо которого он проложен) считается одним из основных водных путей Германии. Его длина составляет почти 100 километров, а ширина - от 162 до 165 метров. Начало мегастройки было положено Вильгельмом Первым летом 1887 года. 82 миллиона кубометров земли, вырытой со стройки, непрестанный труд 9 тысяч рабочих – и в 1895 году канал принял первые суда. Свои сегодняшние размеры Кильский канал приобрел после усовершенствований, проведенных перед и после Первой мировой войны – вдоль него была создана дюжина расширений, предназначенных для одновременного прохода нескольких крупных судов. Шлюзовые камеры позволяют пропускать корабли, чей размер не превышает 235 метров в длину, а система канала способна стабилизировать колебания водных масс, возникающие в результате приливов реки Эльба или штормовых ветров Северного моря. На пересечение Кильского канала любому из примерно 250 кораблей, ежедневно проходящих по нему, требуется около 9 часов. Его использование помогает капитанам сэкономить около суток, избегая обхождения Ютландского полуострова.

Канал длиной 6,4 километра и шириной чуть больше 21 метра, соединяющий Коринфский залив и залив Сароникос в Эгейском море, считается одним из самых крупных безшлюзовых судоходных каналов, хотя сейчас практически бездействует. Канал, который мы сегодня видим, появился вследствие издания в 1869 году Закона « О прорытии Коринфского перешейка». Для создания Коринфского канала был выбран проект все того же Фердинанда де Лессепса, а линия трассы совпала с той, которую определили еще архитекторы древнего Рима, пытаясь соединить Пелопоннес с Грецией по приказу Нерона. В строительстве канала были задействованы две с половиной тысячи рабочих и самая современная на то время техника, было вырыто и вывезено более 930 тысяч кубометров земли и камня. Коринфский канал был торжественно открыт 7 августа 1893 года и функционировал до 1944 года, сыграв важную роль во Второй мировой войне. В 1948 году канал был восстановлен и снова стал функционировать, но сегодня из-за увеличения размера судов почти не используется. За год по Коринфскому каналу проходит всего около 15 тысяч судов, что делает его самым дорогостоящим каналом в мире в пересчете на километр длины.

Длиннейший в мире судоходный канал, достигающий 1794 км, протянулся от Пекина до Ханчжоу и может сравниться по грандиозности разве что с Великой китайской стеной. Строительство Великого канала, призванного обеспечить поставку продовольствия с севера Китая в столичные регионы, началось еще в 486 году до н.э., когда был прорыт первый 150-километровый участок, связавший Янцзы и Хуанхэ. Через тысячу лет возведение водного соединения продолжил император Янди, использовав несколько миллионов человек, чтобы соединить столицу Лоян с Кайфэном и Янчжоу. Современный вид Великий канал приобрел в 1949 году – после углубления и расширения его судоходный путь достиг тысячи километров. Сейчас он уже не является самой важной транспортной артерией страны, перевозя всего около 30 миллионов тонн грузов, однако стал очень важной туристической достопримечательностью Китая. Один из самых популярных туристических маршрутов страны, демонстрирующий старинные фермы и поля, крупные верфи и самобытные деревни, носит название «Путешествие по Великому каналу».

Для перемещения грузовых и пассажирских судов по воде кратчайшим путем, с целью снижения временных, трудовых и материальных затрат, прокладывались искусственные водные магистрали - каналы. Сегодня действующие гидротехнические сооружения оказывают значительное влияние на развитие коммерческого судоходства и экономики стран, которым они принадлежат. В статье мы рассмотрим некоторые важнейшие судоходные каналы мира.

Один из самых протяженных судоходных путей расположился в России, в частности на территории Республики Карелия, и зовется он Беломорско-Балтийским. Канал соединил Белое море в границах города Беломорск и Онежское озеро в районе деревни Повенец и позволяет судам двигаться дальше в Балтийское море.

Судоходная магистраль растянулась на 227 км при минимальной глубине фарватера 4 метра и ширине 36 метров. При ее строительстве было возведено более 120 гидротехнических сооружений, в том числе 19 - шлюзовых.

История возведения Беломорско-Балтийского канала весьма трагична, ведь строился он силами заключенных, число которых, по некоторым оценкам, достигало 280 тысяч. Водная трасса прокладывалась с использованием только ручного труда и была сдана в эксплуатацию менее чем за два года в августе 1933.

Волго-Донской судоходный канал

От Волгограда до Калача-на-Дону протянулся один из каналов России - Волго-Донской имени В. И. Ленина. Он соединил две крупнейшие реки - Волгу и Дон. Русло простирается примерно на 101 км, из которых 45 километров приходится на водохранилища. Минимальная глубина судоходного канала составила 3,5 метра.

Для полного преодоления водного пути из Волги в Дон кораблям приходится столкнуться с прохождением тринадцати шлюзных сооружений. Они представляют собой Волжскую и Донскую шлюзовые лестницы. Высота первой достигает 88 метров и включает в себя девять однокамерных однониточных шлюзов, а вторая поднимается на 44,5 метров и состоит из четырех шлюзов аналогичной конструкции.

Габариты шлюзовых камер — 145×18 метров. Расстояние между шлюзами колеблется от 700 м на волжском склоне до 20 км на донском склоне. Канал проложен по Береславскому, Варваровскому и Карповскому искусственным водохранилищам. Время прохождения водной акватории судами составляет 10-12 часов.

О местонахождении очередного судоходного канала можно смело догадаться по его названию - это Панамский канал, который распростерся на территории небольшой и удивительной по своей красоте страны, расположенной сразу в двух частях света, - Панаме. Канал признан одной из ее важнейших достопримечательностей. Кроме того, он позиционируется как уникальный памятник настойчивости и героизму людей, его построивших.

Судоходный канал создавался для сокращения протяженности морских путей, следуя по которым, приходилось огибать Южноамериканский континент.

С учетом рельефа местности искусственное русло проложено не по прямой, а изгибается, поэтому его длина составляет 81,5 километров. Около 65 километров построили по суше, а остальные 16,4 км для возможности судов добраться к большим глубинам проложены по дну Панамской и Лимонской бухт. Общая ширина — 150 м, в шлюзовых камерах она составляет 33 м, а глубина — 12 м. 12 июня 1920 года канал был официально открыт.

Наименьшей протяженностью характеризуется самый узкий судоходный канал в мире - Коринфский. Он расположен на территории знаменитой Эллады и был возведен на Коринфском перешейке для соединения двух морей - Эгейского и Ионического. Канал дал возможность сократить морской путь на 400 км за счет отмены необходимости обходить полуостров Пелопоннес. В тоже время искусственное русло отделило вышеназванный полуостров от материка.

Коринфский канал был построен за 12 лет, в период с 1881 по 1893 год. В строительстве было задействовано около двух с половиной тысяч рабочих, которых набирали по всей Греции. Длина водного маршрута, проложенного сквозь материк и имеющего сходство с глубоким каньоном, приближается к шести километрам, а высота отвесных стен достигает 76 м. Ширина канала на уровне моря составляет 25 метров, а на морском дне — 21 м.

Спустя столетие после завершения строительства он несколько потерял свое экономическое значение из-за своей ширины. Указанному факту способствовали и размывы стен, возможность оползней, а также строительство больших океанских судов, ширина которых превышает 20 метров. Последнее делает невозможным их проход по каналу. В настоящее время самый узкий судоходный канал превратился в туристический аттракцион для круизных лайнеров и небольших катеров.

Завораживающее зрелище - по безжизненной пустыне медленно плывут гигантские корабли и танкеры! А все это благодаря Суэцкому каналу, который соединил Красное и Средиземное море и условно разделил два материка Африку и Евразию. Водная магистраль расположилась на территории современного Египта, к западу от Синайского полуострова. Ее протяженность составляет 160 км, ширина в нижних точках варьируется в пределах 45-60 метров, а по глади воды достигает 350 м.

Открытие канала во второй половине ноября 1869 года позволило морским судам двигаться между Европой и Азией более коротким путем, минуя обход Африканского континента. Изюминкой канала является то, что он простирается по ровному рельефу местности, где нет необходимости возведения шлюзов, поэтому морская вода свободно перемещается по нему.

Среднегерманский канал

Свой судоходный путь существует и в Германии. Он носит название Среднегерманский канал и является важной полноводной артерией, соединяя Рейн через водотоки Дортмунд-Эмс и Рейн-Херне с крупными реками государства, в числе которых Везер, Эльба, Эмс, Одер, а также несколько озер.

Длина Среднегерманского канала - 325,7 км. Он популярен крайне живописными прибрежными видами, которые притягивают сюда большое количество людей. Помимо окрестностей ценители зеленого ландшафта могут также наслаждаться красотой мостов и экзотическими строениями, предназначенными для переправы судов. Наиболее популярны на канале Минденский и Магдебургский протоки, которые и по сей день притягивают к себе толпы туристов и ценителей прекрасного.

Кана́л – искусственное русло , предназначенное для сокращения водных маршрутов или для перенаправления потока воды.

Первые оросительные каналы появились в конце VI тыс. до н.э. в Месопотамии. Примерно тогда же, по-видимому, начали возводить ирригационные системы и в Древнем Египте, так что к рубежу ΙΙΙ и ΙΙ тыс. в обеих странах была создана широкая сеть оросительных каналов. Не исключено, что в Древнем Египте появился и первый в мире судоходный канал, который соединил Красное море со Средиземным через один из притоков Нила. Строительство данной водной артерии было начато около 600 г. до н.э. и продолжалось до 518 г. до н.э., когда страну захватили персы.

По способу подачи воды каналы разделяются на самотёчные, в которых вода течёт под действием силы тяжести, и с механическим подъёмом воды, для чего используются насосные станции.

По своим функциям современные каналы делятся на два основных типа:

• каналы, использующиеся для – доставки или отвода воды;
• каналы, осуществляющие транспортные функции (например, доставки грузов или людей).

Часто каналы выполняют обе функции.

В зависимости от предназначения каналы делятся на несколько видов.

С древнейших времен важную роль в сельском хозяйстве играли мелиоративные каналы, которые, в свою очередь, делятся на оросительные и дренажные (осушительные). Первые из них доставляют воду и распределяют её на полях, поэтому чаще всего их можно встретить в пустынях и полупустынях Азии и Африки, а также на территориях, где ведётся интенсивное земледелие. Вторые, наоборот, отводят воду из заболоченной местности. Оросительные (ирригационные) каналы обычно образуют систему каналов: магистральных, распределительных, оросительных и водосбросных. В крупных ирригационных системах магистральные каналы достигают длины в несколько сотен км, например Большой Ставропольский (свыше 300 км), Большой Ферганский (около 300 км), Каракумский канал (до г. Ашхабада – 796 км).

Обводнительные каналы подают воду для сельскохозяйственных нужд (главным образом, животноводства) в безводные и засушливые районы; увеличивают сток местных небольших рек, улучшают их санитарное состояние.

Водопроводные каналы подают воду к месту её потребления, причем условия эксплуатации и санитарные требования часто вынуждают делать такие сооружения закрытыми. Их главная цель – подавать воду в безводные и засушливые районы из мест, где постоянно ощущается избыток воды.

Водопроводные, обводнительные и ирригационные каналы могут быть самотёчными и машинными.

Ещё один вид каналов – энергетические. Энергетические каналы подводят воду из реки , водохранилища , озера к гидроэлектростанции или отводят от неё отработавшую воду. Энергетические каналы характеризуются сравнительно небольшой длиной (обычно не превышающей 5–10 км) и невысокой пропускной способностью.

Судоходные каналы – пресноводные и морские – соединяют реки, озёра и моря и рассчитаны, как правило, на различные виды водного транспорта – от маленьких лодок до огромных сухогрузов. Цель создания судоходного канала – соединение бассейнов двух водоёмов , сокращение пути между двумя водоёмами, обеспечение гарантированного судоходства, решение проблемы транспортной доступности по водным путям пунктов назначения, создание экономически выгодных путей транспортировки.

Судоходные каналы (искусственные водные пути) могут соединять судоходные реки и моря (Беломорско-Балтийский канал); могут быть проведены в обход бурных участков больших открытых водоёмов, например озёр и морей (каналы Онежский, Приладожские, Белозерский, Береговой Мексиканский и др.) или в обход порожистых участков рек; могут спрямлять извилистые участки реки для сокращения длины водного пути (Хорошевский канал на р. Москве , канал на р. Дон ниже Цимлянской ГЭС и др.); могут выполнять роль судоходных подходов из моря, озера или реки к населённым пунктам, внутренним портам, промышленным предприятиям, сельскохозяйственным районам (Санкт-Петербургский и Волго-Каспийский морские каналы и др.). Обходные, спрямляющие и подходные каналы строят обычно открытыми (нешлюзованными). Почти все соединительные каналы – шлюзованные, ввиду разности уровней в соединяемых реках (морях), а также из-за необходимости уменьшения объёмов земляных работ при проведении каналов через водоразделы . Вода в судоходные каналы подается самотёком. Применяется облицовка берегов для защиты их от разрушения волнами, возникающими в результате движения судов. Самые знаменитые шлюзовые каналы – Панамский и Кильский.

Рыбоводные каналы сооружают для подачи воды на нерестилища, для пропуска рыб в обход гидротехнических сооружений , соединения с рекой отдельных изолированных водоёмов, в которых водится рыба, и т.д.

Лесосплавные каналы служат для сплава леса или плотами от мест заготовки до лесосплавной реки или лесопильного завода, для транспортирования древесины в обход гидротехнических сооружений.

Комплексные каналы строятся в целях комплексного решения нескольких хозяйственных задач. Например, Волго-Донской канал им. В.И. Ленина (с Цимлянской ГЭС) – судоходно-ирригационно-энергетический комплекс.

Главными характеристиками канала является форма и размер его живого сечения, т.е. поперечного сечения потока.

По форме живого сечения канала они подразделяются на следующие разновидности: трапецеидальные, полигональные, прямоугольные, полукруглые, параболические, очерченные более сложной кривой или составные.

В гидравлическом отношении наиболее выгодна полукруглая форма, но из-за трудности выполнения и сохранения в натуре криволинейных очертаний полукруглая и параболическая формы используются очень редко.

Прямоугольное сечение осуществляется при проведении каналов в скальных выемках, а в мягких грунтах – в особых случаях (на территории населённых пунктов, на косогорах и т. д.) путем возведения подпорных стенок.

В поперечном сечении каналы имеют прямоугольную, трапецеидальную и полигональную (многогранную) форму.

Ледяной покров снижает пропускную способность канала. Чтобы предотвратить появление в канале шуги (донного льда) принимают меры для получения поверхностного льда небольшой толщины. При неизбежном обильном количестве шуги предусматриваются сооружения для сброса её из канала, а сам канал трассируется с минимальным количеством поворотов.

Для предохранения ложа канала от разрушения течением и волнами, сокращения потерь воды на фильтрацию в грунт и уменьшения шероховатости живого сечения (для увеличения пропускной способности канала) применяются облицовки. Облицовки, служащие только для защиты откосов от размыва, выполняются в виде каменного мощения, каменной укладки и наброски, а также бетонных плит.

На всех каналах, кроме специальных сооружений, связанных с эксплуатацией канала (шлюзы на судоходных каналах, насосные станции на машинных каналах, водоспуски и др.), возводятся различные сооружения в местах пересечений канала с водотоками (трубы, дюкеры, акведуки), с путями сообщений (виадуки, туннели, мосты, трубы, паромные переправы и др.) и в местах резкого перелома рельефа местности (перепады, быстротоки).

Строительство каналов почти всегда требует устройства дополнительных сооружений, которые можно разделить на несколько категорий:

• водопроводящие сооружения;
• сопрягающие сооружения;
• сооружения, регулирующие общий режим канала.

Водопроводящими сооружениями могут заменяться отдельные участки каналов как по экономическим, так и техническим причинам. К таким сооружениям относятся лотки, трубы, туннели, акведуки, дюкеры, селеспускии пр.

В тех случаях, когда грунтовые условия не позволяют устроить надежное русло канала, или рельеф местности, где проходит участок трассы канала, слишком сложный (сильно пересечённая местность, горные склоны и т.п.) целесообразно использование лотков. Лотки также представляют собой искусственные русла, однако они располагаются на поверхности земли или же устраиваются над землёй на опорах. Могут выполняться из дерева, железобетона, металла и прочих материалов. Движение воды в лотках безнапорное. Иногда лотки сверху защищают каким-либо покрытием, что приближает их по своей сути к трубам.

Акведуки устраивают в местах пересечения каналом какого-либо препятствия: реки, оврага, дороги и т. п. Акведук, в отличие от лотка на опорах, – капитальное сооружение. В этом плане акведуки ближе к мостам, при этом непосредственно лоток может выполнять функции пролётного строения.

Трубопроводы позволяют пропустить воду канала под каким-либо препятствием, а также используются при неблагоприятных климатических условиях на отдельных участках прохождения канала. Трубопроводы могут располагаться как под землей, так и быть открытого типа с возможностью непосредственного доступа. Режим движения воды в трубопроводах обычно напорный.

Если необходимо пропустить под каналом какой-либо водоток , возможно устройство водопропускных труб. Конструкция и расчёты подобных труб аналогичны трубам, применяемым при пересечении водотоков насыпями автомобильных и железных дорог.

При большом уклоне местности скорости воды в канале могут достичь недопустимых значений. В связи с этим приходится устраивать участки каналов с разницей по высоте. Для соединения таких участков применяются сопрягающие сооружения, к которым в общем случае относятся быстротоки и перепады.

В перепадах вода часть пути движется по сооружению, а часть пути падает. В ступенчатых перепадах энергия падающей воды гасится специальными устройствами. В консольных перепадах падающая вода образует в месте падения воронку, которая постепенно достигает такой глубины, что размыв прекращается и энергия падения полностью гасится.

Быстротоки представляют собой лотки с большими уклонами, в которых вода движется со скоростью, большей критической. Скорость, однако, не должна достигать значений, допускаемых для материала дна и стенок. Для снижения скорости возможно применение повышенной шероховатости лотка в виде разнообразных выступов, ступеней и порогов. В конце быстротока устраиваются водобойные колодцы для гашения скорости.

Для сопряжения разных по высоте участков каналов используют также насосные станции.

К таким сооружениям, регулирующим общий режим канала относятся шлюзы-регуляторы и вододелители , аварийные заграждения, водосбросы и водоспуски, шугосбросы.

Шлюз-регулятор – это плотина , оборудованная затворами. В её функции входит регуляция расхода воды в самом канале, а также в ответвлениях от него. Аварийные заграждения представляют собой пороги, оборудованные затворами. В необходимом случае с их помощью может быть произведена изоляция отдельных участков канала.

Ю.В. Богатырёва, А.А. Беляков