Канал (гидрография)
Водный канал (лат. canalis — труба, жёлоб ) — искусственная водная артерия, предназначенная для сокращения водных маршрутов или для перенаправления потока воды.
Существует два основных назначения канала:
- ирригационное, канал используется для доставки или отвода воды
- каналы, осуществляющие транспортные функции, например для доставки грузов или людей
Зачастую каналы совмещают в себе обе функции.
Цель создания судоходного канала — соединение бассейнов двух водоёмов в случае отсутствия такового, сокращение пути между двумя водоёмами, обеспечение гарантированного судоходства, решение проблемы транспортной доступности по водным путям пунктов назначения, создание экономически выгодных путей транспортировки.
Содержание
Общая информация
Каналы относятся к водопроводящим сооружениям (водоводам) — искусственным руслам, с помощью которых осуществляется подача воды из одного пункта в другой. Наряду с каналами, к водопроводящим сооружениям относятся лотки, трубопроводы, гидротехнические тоннели. От лотков каналы отличает то, что они располагаются в земле, тогда как лотки — на земле или над землёй. В отличие от трубопроводов и гидротехнических тоннелей русла каналов открыты.
Виды каналов
В зависимости от предназначения каналы делятся на несколько видов.
С древнейших времён важную роль в сельском хозяйстве играли мелиоративные каналы, которые, в свою очередь, делятся на ирригационные (оросительные) и дренажные (осушительные). Первые из них доставляют воду на поля и распределяют её там, поэтому чаще всего их можно встретить в пустынях и полупустынях Азии и Африки, а также на территориях, где ведётся интенсивное земледелие — например, в Калифорнии и Средиземноморье. Вторые, наоборот, отводят воду из заболоченной местности.
Водопроводные каналы подают воду к месту её потребления, причём 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.
Ещё один вид каналов — энергетические. Они подводят из рек воду к турбинам гидроэлектростанции, а затем отводят прошедшую через турбины воду за пределы ГЭС.
Судоходные каналы — пресноводные и морские, — которые соединяют реки, озёра и моря, рассчитаны, как правило, на всевозможный водный транспорт — от маленьких лодок до огромных сухогрузов. Судоходные каналы подразделяются на открытые и шлюзованные. Первые из них соединяют водные пути с одинаковым уровнем воды, вторые — водоёмы с разными уровнями. Из открытых каналов можно назвать крупные Суэцкий канал и Коринфский, однако подавляющее большинство подобных сооружений — второго типа: их шлюзовые системы позволяют судам подниматься из низких участков канала на более высокие, и наоборот. Самые знаменитые шлюзовые каналы — Панамский и Кильский. В свою очередь, пресноводные каналы делятся на транзитные (соединяют несколько водоёмов), водораздельные (связывают бассейны двух рек), обходные (обводные) или спрямляющие (огибают порожистые или бурные участки, а также сокращают путь между двумя пунктами извилистого русла) и соединяющие (их прокладывают от водных путей к крупным промышленным центрам).
Также различают лесосплавные каналы, предназначенные для транспортирования по воде древесины.
По способу подачи воды каналы разделяются на самотечные, в который вода течёт под действием силы тяжести, и с механическим подъёмом воды, для чего используются насосные станции.
История
Каналы в древности
Первые оросительные каналы появились в конце VI тысячелетия 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 тысячелетий в обеих странах была создана широкая сеть оросительных каналов, забота о которых легла на плечи верховной власти. Не исключено, что в Древнем Египте появился и первый в мире судоходный канал, который соединил Красное море с одним из притоков Нила — реки, впадавшей в Средиземное море; благодаря этому пути корабли могли путешествовать из одного моря в другое. Строительство данной водной артерии было начато около 600 года до н. э. и продолжалось до 518 года до н. э., когда страну захватили персы. К сожалению, со временем канал был погребён под песками пустыни и о нем забыли.
XIX век
Августовский канал, соединяющий бассейны Вислы и Немана, — уникальный памятник инженерного искусства первой половины ΧΙΧ века. Находящееся на территории Польши (80 км) и Белоруссии (22 км), это гидротехническое сооружение — яркий пример замкнутого канала, вдоль которого построено 18 шлюзов. Строительство канала было начато в 1824 году и длилось 15 лет, а главным проектировщиком стал инженер Игнаций Пронджинский. Сохранившись до наших дней почти в первозданном виде, сегодня этот водный путь обслуживает в основном туристов: его русло проходит среди живописных ландшафтов Августовской пущи и Бебжанской низменности, соединяя озера Нецка, Белое и реку Черная Ганча. Сегодня Августовский канал является одной из достопримечательностей, которую, возможно, ждёт включение во Всемирный список культурного и природного наследия ЮНЕСКО [1] .
В 1893 был открыт Коринфский канал — канал в Греции, соединяющий Саронический залив Эгейского и Коринфский залив Ионического морей. Прорыт через Коринфский перешеек, отделяющий полуостров Пелопоннес от материка. Любопытно, что первое упоминание о подобном канале относится к VII веку до н. э., когда коринфский тиран Периандр, причисляемый к семи мудрецам древней Греции, попытался прорыть водный путь, но потом остановил работы.
Каналы в СССР и России
Россия до революции
Один из самых старых каналов на территории России — Вышневолоцкая водная система строительство которой началось в 1703 году по указу Петра I. [2] Вышневолоцкая водная система (движение открыто в 1709), Тихвинская (1811) и Мариинская (1810) соединяют Волгу с Балтийским морем и составляют Волго-Балтийский водный путь.
В СССР была создана единая глубоководная речная сеть Европейской части страны за счет интенсивного строительства гидроузлов, плотин ГЭС, водохранилищ и каналов. В ходе первой и второй довоенных пятилеток самоходный речной флот увеличился в 2,2, несамоходный — в 2,7 раза; в приречных городах были созданы порты, 50% погрузочно-разгрузочных работ механизированы, объём речных перевозок возрос более чем в 3 раза. [2]
После окончания Великой Отечественной войны, в 1946 году был принят «Закон о пятилетнем плане восстановления и развития народного хозяйства в СССР» (Четвёртая пятилетка СССР), а затем и ряд специальных постановлений, стимулирующих строительство и модернизацию гидротехнических сооружений в СССР.
В соответствии с особенностями планового хозяйства в СССР, строительство гидротехнических сооружений, реализовывалось в рамках комплексной программы, учитывающей интересы всех отраслей народного хозяйства: гидроэнергетики, орошения и обводнения, водного транспорта и водоснабжения.
В рамках реализации так называемого Сталинского плана преобразования природы был принят ряд специальных постановлений, стимулирующих строительство и модернизацию гидротехнических сооружений. К их числу относится:
- Постановление Совмина СССР от 1950 года «О переходе на новую систему орошения в целях более полного использования орошаемых земель и улучшения механизации сельскохозяйственных работ» [3] .
- Постановление Совмина СССР от 21 августа 1950 года «О строительстве Куйбышевской гидроэлектростанции на реке Волге» [4]
- Постановление Совмина СССР от 31 августа 1950 года «О строительстве Сталинградской гидроэлектростанции на р. Волге, об орошении и обводнении районов Прикаспия» [5]
- Постановление Совмина СССР от 12 сентября 1950 года «О строительстве Главного Туркменского канала Аму-Дарья — Красноводск, об орошении и обводнении земель южных районов Прикаспийской равнины Западной Туркмении, низовьев Аму-Дарьи и западной части пустыни Кара-Кумы [6]
- Постановление СМ СССР от 20 сентября 1950 года «О строительстве Каховской гидроэлектростанции на Днепре, Южно-Украинского канала, Северо-Крымского канала и орошения земель южных районов Украины и северных районов Крыма». [7]
В период с 1940 по 1965 годы было построено множество магистральных каналов общей протяженность более 2000 км, среди которых крупнейшими являются:
- Беломорско-Балтийский канал (227 км)
- Волго-Донской канал (101 км)
- Канал имени Москвы (128 км)
- Каракумский канал (1445 км)
- Северо-Крымский канал (403 км)
- Южно-Украинский канал (150 км)
Характеристики каналов
Главными характеристиками канала является форма и размер его живого сечения, то есть поперечного сечения потока. Форма каналов может быть разнообразной. Часто применяются каналы трапецеидального и полигонального очертания. Также сечение может быть прямоугольным, полукруглым, параболическим, очерченным более сложной кривой или составным.
Заложение откоса m, равное
