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

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.

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 на большей части их длины открыты.

Виды каналов

«Королевский канал» в Ирландии

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 .

Профиль Беломорско-Балтийского канала

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 нём забыли.

XIX век

В 1879 году Франция стандартизировала габариты каналов и судов, введя габарит Фрейсине , что привело к появлению типа судов, названных пениш . На сегодняшний момент эти суда являются не только транспортом, но также образом жизни и местом жительства для семей многих речников. Габариты пенишей стали типом I в современной классификации европейских внутренних водных путей .

СССР

Расход воды в канале определяется водохозяйственными расчётами. Задача сводится к определению сечения канала и его размеров при сравнительно узком диапазоне возможной скорости потока. Узость диапазона скорости диктуется тем, что русло с одной стороны не должно размываться, а с другой - не должно заиливаться. Расчёт предельных скоростей по заилению и размыванию является сложной задачей и решается приближёнными методами. Для большинства материалов размывающие скорости определены и приводятся в соответствующих таблицах в зависимости от глубины потока.

Учёт русловых процессов

Многие крупные каналы по своей сути представляют собой искусственные реки. Часто они не имеют укрепления дна и откосов, что обуславливает протекание русловых процессов, свойственных обычным рекам. Это ещё более очевидно при использовании при строительстве каналов русел естественных водотоков. Большая протяжённость каналов, большие расходы воды, влияние стока с прилегающего бассейна , - всё это делает расчёт каналов сложной гидротехнической задачей.

Потери воды из каналов

Потери воды из каналов обусловлены как её испарением с поверхности открытых каналов, так и её фильтрацией через стенки и дно русла. При этом потери на испарение в большинстве случаев весьма малы, тогда как потери на фильтрацию могут достигать очень больших величин, заметно снижающих экономическую эффективность канала. Вдобавок к этому обводнение близлежащего грунта может привести к заболачиванию местности, при просадочных грунтах - к деформациям канала и разрушению сооружений, в горных условиях - к опасным обрушениям и селям.

Различают две стадии фильтрации: свободную и с подпором. При несвободной фильтрации с подпором фильтрационный поток из канала соприкасается с грунтовым потоком и подпирается им.

Бороться с фильтрацией можно как устройством облицовки дна и русла, так и снижением водопроницаемости грунта русла, что можно достичь механическим уплотнением и кольматажем - заполнением пор грунта мелкими частицами, например, для песчаных грунтов может применяться их кольматаж глинистыми и илистыми грунтами. Особым способом снижения водопроницаемости является способ добавления в грунт канала специальных материалов. Сюда можно отнести искусственное осолонение грунта, искусственное оглеение, нефтевание и т. п., однако такие методы ведут к загрязнению водного потока.

Сооружения на каналах

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

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

Водопроводящие сооружения

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

В тех случаях, когда грунтовые условия не позволяют устроить надежное русло канала или рельеф местности, где проходит участок трассы канала, слишком сложный (сильно пересеченная 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. Площадь сечения лотка обычно меньше, чем канала. В связи с этим им придают больший уклон. Пропускная способность лотка рассчитывается из рассмотрения его как водослива с широким порогом в канал.

Акведуки устраивают в местах пересечения каналом какого-либо препятствия: реки, оврага, дороги и т. п. От лотка на опорах акведук отличает капитальность. 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 участка прохождения канала. Трубопроводы могут располагаться как под землёй, 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 расчеты подобных труб аналогичны трубам, применяемым при пересечении водотоков насыпями автомобильных и железных дорог.

Лоток из железобетона (г. Бакли, штат Вашингтон, США)

О необходимости существования водных каналов задумывались варяги. Варяги были смелыми речными пиратами.

Им нужны были водные каналы , чтобы облегчить свой торговый путь и не тащить суда волоком, (подробнее: ). Но они не были первыми строителями каналов.

Тружеников, осуществивших мечты варягов, надо искать в другом месте и значительно раньше: на Тигре и Евфрате, в далеком Китае и в стране пирамид и Нила.

«Великий канал» в Китае

Древние культурные народы строили совсем не такие каналы, какие хотели иметь варяги.

Правители Китая думали совсем о другом. Более 2000 лет тому назад они приказали построить «Великий канал» , длиною 1782 километра , от Хонгчжоу до Пекина. По этому водному каналу налоги, взимаемые с населения в виде хлеба, чая и фруктов, стали бы поступать во дворец в Пекине быстрее, чем сухопутным путем.

Осушительные водоемы в Египте

Египтяне тоже не испытывали никакой «страсти» к путешествиям. Нил давал им все, в чем они нуждались. Они брались за лопаты, чтобы заставить Нил давать им еще больше.

Египтяне улавливали паводочные воды Нила, выходившего из берегов, не давая ему опустошить поля. Ловушки,которые они ему строили,были самыми обыкновенными ямами-водоемами.

Осушительных водоемов в Египте было так много, что если бы их можно было поставить в один ряд, они опоясали бы по экватору весь земной шар .

С помощью простых колодцев и водяных колес египтяне заставляли , и подниматься на такую высоту, на которую по доброй воле она никогда не вскарабкалась бы. И это было три тысячи лет тому назад!

Оросительные каналы на реке Амазонке

Оросительные каналы строили арабы, индейцы в бассейне реки Амазонки и рабы царей Урарту. Потомки племен Урарту живут сейчас в Армении. Имя их сохранилось в названии горы Арарат.

Многие водные каналы, построенные из огромных обтесанных камней, просуществовали тысячелетия и действуют еще и сейча с. Все они потрудились немало, чтобы покорить воду.

Канал, соединивший Нил с Красным морем

Особенно трудная работа выпала на долю армии рабов фараона Нехо, завоевателя Сирии. Нехо мечтал о канале , который соединил бы Нил с Красным морем (о Суэцком канале!).

Днем и ночью работали рабы в пустыне под неусыпным взором надсмотрщиков. На строительстве канала погибло 120000 человек .

Канал принес мало пользы стране. Советники фараона боялись, что он отнимет у Нила слишком много воды и может открыть ворота врагам в глубь страны. Первый в мире большой судоходный канал был опять засыпан.

В стране могущественных фараонов и угнетенных феллахов можно было встретить все семейство водных каналов : оросительные, осушительные и судоходные.

Каждый из них приносит пользу и, если нужно, добровольно приходит на помощь другому. В одном месте осушительный канал служит для судоходства, в другом судоходный канал отводит воду в пустыню.

Современные судоходные каналы с их шлюзами и механизмами для подъема судов - величайшее чудо техники .

Моряки используют рукотворные каналы со времен Месопотамии. Давайте вместе взглянем на 5 знаменитых исторических каналов, расположенных по всему миру.

Панамский канал – Панама

• Строительство канала было начато в 1904 и закончено в 1914 году.
• Общая длина: 77 км (48 миль).
• Соединяет Атлантический океан и Тихий океан.
• Стоимость: $375 млн.

Панамский канал — судоходный канал, соединяющий Панамский залив Тихого океана с Карибским морем и Атлантическим океаном, расположен на Панамском перешейке на территории государства Панама. Длина — 81,6 км, в том числе 65,2 км по суше и 16,4 км по дну Панамской и Лимонской бухт (для прохода судов к глубокой воде).

Строительство Панамского канала стало одним из крупнейших и сложнейших строительных проектов, осуществлённых человечеством. Панамский канал оказал неоценимое влияние на развитие судоходства и экономики в целом в Западном полушарии и на всей Земле, что обусловило его чрезвычайно высокое геополитическое значение. Благодаря Панамскому каналу морской путь из Нью-Йорка в Сан-Франциско сократился с 22,5 тыс. км до 9,5 тыс. км.

Канал пропускает через себя суда самых разных типов — от частных яхт до огромных танкеров и контейнеровозов. Максимальный размер судна, которое может пройти по Панамскому каналу, стал фактически стандартом в судостроении, получив название Panamax.

Проводка судов через Панамский канал осуществляется лоцманской службой Панамского канала. Среднее время прохода судна по каналу — 9 часов, минимальное — 4 часа 10 минут. Максимальная пропускная способность — 48 судов в сутки.

За три года до столетия канала, 4 сентября 2010 года через Панамский канал прошло миллионное судно - китайский сухогруз Fortune Plum с грузом 40 000 тонн стали по направлению из Тихого в Атлантический океан. С момента открытия канала через него прошел 1 миллион судов, что составляет 5% мировой торговли каждый год.

Год назад была начата работа по расширению канала строительством третьего пути для возможности прохождения гигантских современных контейнеровозов, круизных судов и танкеров, многие из которых сейчас слишком широки для канала. Работа была оценена в около $5,2 млрд. и планируется к завершению в августе 2014 года, к моменту празднования 100-летия канала.

Третий проход, параллельный двум предыдущим, сможет пропускать массивные суда до 366 м в длину, 49 м шириной и 15 м осадки. Целью канала является удвоение пропускной грузовой способности с 300 до 600 млн. тонн.

Канал Эри - Нью Йорк

• Строительство канала было начато в 1817 году и закончено в 1825 году.
• Общая длина: 584 км (363 мили).
• Соединяет озеро Эри с р. Гудзон, Нью Йорк.
• Стоимость: $7 млн.

Эри-канал – главная составная часть Нью-Йорк-Стейт-Бардж-канала — системы канализованных водных путей на С.-В. США, в штате Нью-Йорк. Э.-к. связывает систему Великих озер с Атлантическим океаном через р. Гудзон. Длина от г. Буффало на оз. Эри до г. Кохос у впадения канализованной р. Мохок в р. Гудзон свыше 540 км, ширина 50 м. На Э.-к. 35 шлюзов длиной до 94,5 м, шириной 13,2 м и глубиной 3,6 м. Грузооборот около 4 млн. т (нефть и нефтепродукты, стройматериалы, зерно). Построен в 1817—25; неоднократно реконструировался (последний раз в 1905—18). В середине 19 в. играл выдающуюся роль в освоении внутренних районов США.

Суэцкий канал - Египет

• Строительство канала было начто 25 апреля 1859 года, открытие состоялось 17 ноября 1869 года.
• Общая длина: 193,3 км (120,11 миль).
• Соединяет Средиземное море и Красное море.
• Стоимость: 560 млн. франков.

Суэцкий канал — судоходный бесшлюзовый канал в Египте, соединяющий Средиземное и Красное море. Зона канала считается условной границей между двумя континентами. Кратчайший водный путь между Индийским и Атлантическим океаном (альтернативный маршрут протяжённее на 8 тыс. км). Главные порты: Порт-Саид и Суэц.

Находится к западу от Синайского полуострова, имеет длину в 163 километра. Канал расположен в Египте между Порт-Саидом на Средиземном море и Суэцом на Красном море. На восточной стороне канала напротив Порт Саида находится Порт-Фуад, где размещена Администрация Суэцкого канала. На восточной стороне канала напротив Суэца находится Порт-Тауфик.

Канал позволяет водному транспорту проходить в обе стороны между Европой и Азией без огибания Африки. До открытия канала, транспортировка осуществлялась путем разгрузки кораблей и сухопутной перевозкой между Средиземным и Красным морями.

Канал состоит из двух частей — к северу и к югу от Большого Горького Озера, соединяя Средиземное море с Суэцким Заливом на Красном море.

На сегодняшний день является главным бюджетообразующим проектом Египта. По словам некоторых специалистов, канал даёт стране даже больше средств, чем добыча нефти, и намного больше, чем в настоящее время позволяет получать стремительно развивающаяся в стране инфраструктура туризма.

Царский канал - Ирландия

• Строительство канала было начато в 1790 году, открытие состоялось в 1817 году.
• Общая длина: 145 км (90 миль).
• Соединяет Дублин с рекой Шеннон в Клундара.
• Стоимость: £1 421 954.

Царский канал был изначально построен для движения грузового и пассажирского транспорта из реки Лиффи в Дублине до реки Шеннон в Клундара в Ирландии. Канал был заброшен, однако после вновь восстановлен для судоходства. Полная длина канала была заново открыта для движения судов 1 октября 2010 года.

Великий канал - Китай

• Строительство канала было начато в 5м веке.
• Общая длина: 1 776 км (1 103 мили).
• Соединяет Пекин и Ганчжоу, Китай.
• Стоимость: неизвестна.

Великий канал — судоходный канал в Китае, одно из древнейших ныне действующих гидротехнических сооружений мира. Строился две тысячи лет — с VI в. до н.э. до XIII в. н.э. В настоящее время является одной из важнейших внутренних водных артерий КНР, соединяет крупные порты страны Шанхай и Тяньцзинь. Протяжённость канала — 1782 км, а с ответвлениями в Пекин, Ханчжоу и Наньтун — 2470 км. Ширина в наиболее узкой части в провинциях Шаньдун и Хэбэй — 40 м, в самой широкой части в Шанхае — 3500 м. Глубина фарватера — от 2 до 3 м. Канал оборудован 21 шлюзом. Максимальная грузопропускная способность составляет 10 млн тонн в год.

Канал соединяет реки Хуанхэ и Янцзы, включая в себя русла таких рек, как Байхэ, Вэйхэ, Сышуй и других, а также несколько озёр.

Великий канал состоит из нескольких сооружённых в разное время участков. Самый южный участок проложен в VII в., самый северный — в XIII в., а часть центрального участка от Хуайинь до Цзянду проходит по древнему каналу Ханьгоу.