Меню

Материалы для описания русских рек истории улучшения их судоходных условий

Судоходное освоение внутренних водных путей России

Внутренние водные пути сообщения имеют многовековую историю и издавна занимали ведущее место в экономической жизни Российского государства. Наличие разветвленной речной сети, обширная территория и слабое развитие средств наземного транспорта в России способствовали развитию водных сообщений в стране. До настоящего времени в отдельных регионах Севера, Сибири и Дальнего Востока доставка массовых грузов осуществляется исключительно водным транспортом.

Роль рек и озер для транспортного сообщения на Руси становится понятной при взгляде на карту России. Территория преимущественно равнинного характера лишь в средней части имеет возвышенность, называемую Валдайской. Здесь берут начало многие реки, впадающие в Каспийское, Черное, Балтийское и Белое моря, по которым наши предки издавна перевозили грузы. В верховьях рек, близко расположенных друг к другу, организовывались специальные «волоки» по перетаскиванию судов.

В древности исключительную роль играла река Днепр – как основной водный путь Киевского государства. От Балтийского моря к Черному морю водный путь проходил через Неву, Волхов, Ловать, Десну и Днепр. Этот торговый путь известен как путь «из варяг в греки». С Днепром связано первое письменное свидетельство о проводившихся берегоукрепительных работах – в летописи по Ипатьевскому списку – у Видубецкого монастыря близ Киева в XII веке.

С Днепра был возможен переход на другой торговый путь Восточной Руси – Волгу. Верхняя Волга и Ока были основными транспортными магистралями Владимирского, Суздальского и Рязанского княжеств. С расширением и укреплением Московского государства в XVI в. и завоеванием Казани и Астрахани, река Волга получает значение главного торгового пути.

В XVI веке установились торговые сношения Московского государства со странами Европы по новому водному пути через Северную Двину и ее притоки. Этот путь до начала XVIII в. проходил от г. Вологды по рекам Вологде, Сухоне и Северной Двине. В устье Северной Двины был создан крупный торговый центр и морской порт Архангельск. В конце XVI в. началось продвижение русских в Сибирь по рекам Урала с перетаскиванием судов в верховьях на реку Туру и далее по рекам Тобол, Иртыш и Обь.

История водных путей сообщения севера, северо–востока и северо–запада России в XVI – XVII вв. была связана с объединением русских земель и превращением Москвы в политический, экономический и культурный центр.

Большое развитие внутренний водный транспорт получил в период царствования Петра I. Петровский этап освоения рек в качестве водных путей сообщения ознаменовался началом выполнения съемок и промеров русел рек, что позволило получить ценнейшие документальные свидетельства о состоянии внутренних водных путей в то время. В эти годы были обеспечены экономические связи между бассейнами Балтийского, Азовского и Черного морей, что потребовало совершенствования внутренних водных путей для пропуска нового российского флота.

Выход к Балтийскому морю и перенос столицы из Москвы на берега Финского залива потребовали улучшения водных путей от Волги до Балтики с таким расчетом, чтобы суда следовали без перевалки грузов в верховьях рек. В 1703– 1722 гг. была сооружена Вышневолоцкая шлюзованная система, соединившая Волгу с Невой через реки Тверцу, Цну, Мсту, оз. Ильмень, р. Волхов и Ладожское озеро. В 1719–1731 гг. были построены Приладожский и Онеж­ский обходные судоходные каналы, а также начаты изыскания по трассе Мариинской системы (1710 г.). В Петровские времена была предпринята попытка создания Волго–Донского канала, но экономика и технические средства того времени не позволили завершить начатые работы.

В этот период производятся исследования многих больших рек – Волги, Северной Двины, Свири, Невы, Западной Двины, Оки, Десны, Оби и др. – с целью улучшения их судоходных условий, а также для создания ряда новых искусственных водных систем – Тихвинской системы, Вишерского, Сиверсова и Огинского каналов, канала, соединяющего Волгу с Москвой, и др. На основании результатов этих исследований составлялись специальные судоходные атласы.Уровень исследований этого периода был еще низким. При отсутствии водомерной сети различные съемки производились без приведения их к какому–либо определенному уровню, поэтому материалы этих исследований сохранили свою ценность главным образом для изучения плановых деформаций русел рек.

Начало XVIII в. ознаменовалось дальнейшим освоением для судоходства рек Сибири и проведением на них крупных, по тому времени, гидротехнических мероприятий.

В 1784 г. в России был издан указ о промере глубин на судовых ходах рек и ограждению фарватера предостерегательными знаками. К этому же периоду относятся первые скалоуборочные работы на Днепровских порогах.

20 ноября 1809 г. вышел Манифест императора Александра I, которым было создано Управление водяными и сухопутными сообщениями. При Управлении «для образования способных исполнителей учреждается особый институт» – Институт для Корпуса Инженеров в г. Санкт– Петербурге. «Инспектором предполагаемого института для образования юношества в науках, нужных по части водяных сообщений» назначается генерал–лейтенант А. Бетанкур.

28 июля (9 августа по новому стилю) 1864 года император Александр II утвердил новое положение об институте, который стал называться Институт инженеров путей сообщения и был преобразован в открытое гражданское высшее учебное заведение первого разряда с пятилетним сроком обучения. По новому положению в институте впервые были открыты 12 специальных кафедр, среди которых были кафедры «Внутренние водные пути» и «Геодезия». Первым заведующим кафедрой внутренних водных путей стал профессор И.П. Глушинский (1834–1898 гг.), который в течение 25 лет (с 1861 по 1886 гг.) непрерывно вел в институте курс внутренних водных сообщений.

Развитие промышленности и внутренней торговли, появление парового флота в XIX веке, потребовало дальнейшего совершенствования внутренних водных путей. Было построено несколько искусственных систем водных путей. В 1810 г. было открыто движение судов по новой Волго–Балтийской трассе Шексна – Ковжа – Вытегра. Эта система была названа Мариинской, а в 1811 г. по трассе Молога – Тихвинка открылось движение по Тихвинской системе. В 1828 г. был сооружен Северо – Двинский водный путь, соединивший р. Шексну с р. Сухоной через Кубенское озеро. Он сыграл большую роль в развитии экономики Севера. Важное значение для освоения экономики западных районов Белоруссии и Полесья имел построенный в первой половине XIX в. канал, соединивший р. Припять с притоком Вислы – Западным Бугом.

Итогом многолетних гидрографических исследований, связанных с интересами водного транспорта, явился изданный в 1832 г. Главным управлением путей сообщения «Гидрографический атлас Российской империи». В числе географических обобщений следует упомянуть труд, известного русского географа К.И. Арсеньева «Гидрографическое обозрение России» (1836 г.). Позднее, в 1844–1849 гг., Штукенбергом была опубликована шеститомная монография «Гидрография России», где систематизированы результаты исследований и сведения о развитии водных путей почти за 150–летний период.

Для обеспечения регулярности судоходства на Верхней Волге в 1840 г. была построена плотина, образовавшая водохранилище с объемом до 400 млн. м 3 . Попуски воды из водохранилища обеспечивали устойчивые глубины на фарватере от г. Твери до г. Рыбинска. В 1874 – 1878 гг. было сооружена Москворецкая система, затем осуществлено шлюзование Северного Донца. В 1883 – 1893 гг. построен Обь–Енисейский канал, соединивший две великие сибирские реки через приток Оби – Кеть и приток Енисея – Касс (этот канал утратил свое значение после постройки Транссибирской железной дороги).

Во второй половине века было введено освещение навигационных знаков на Волге и других больших реках. В 1860 г. начали работать землечерпательные снаряды – сначала в Петербурге, затем на Волге и в последней четверти века на сибирских реках. К 1913 г. на реках страны работали 112 единиц дноуглубительного флота. В 1913 году протяженность судоходных водных путей России составляла около 64,6 тыс. км. Объемы перевозок грузов по водным путям достигли 49,1 млн. т, а число перевезенных пассажиров превысило 11 млн. чел.

Последние десятилетия XIX в. и начало XX в. знаменательны для России большим подъемом в области гидротехники свободных рек. Российские инженеры провели фундаментальные исследования гидрологии и геоморфологии рек, закономерностей проходящих на них русловых процессов и создали отечественную науку о строительстве, реконструкции и эксплуатации внутренних водных путей. Большое значение для нужд практики имели в то время работы профессора института Н.А. Богуславского «О реке Волге в гидрографическом и экономическом отношении», «Об определении расхода воды в Неве и морском канале», «О судоходных условиях в устьях Волги и о мерах к улучшению этого судоходства». В 1896 г. появилась работа В.Г. Клейбера «О дноуглубительных работах на перекатах» – первое исследование в области улучшения судоходных условий наших рек углублением русла.

В 1904 г. Н.С. Лелявский издал труд «Об углублении наших больших рек», в котором впервые были изложены результаты натурных исследований над распределением струй в речном потоке. Большой вклад в развитие гидротехнических дисциплин был сделан профессором Н.П. Пузыревским. Он написал такие крупные научные работы, как: «Мысли об устройстве водных путей в России», «Движение речного наноса», «Устройство водных путей при невыгодных условиях местности и питания». По этим трудам обучались студенты института, ими широко пользовались инженеры путей сообщения, работавшие на водных путях России. Выпускники института возглавляли многочисленные проектно– изыскательские экспедиции и руководили работами по улучшению судоходных условий на Днепре, Дону, Днестре, Волге, Оке, Каме, Амуре, Енисее и других реках, что способствовало развитию гидрографического обеспечения судоходства на внутренних водных путях.

В конце XIX – начале XX веков в Институте инженеров путей сообщения сформировалась крупная научная школа в области гидротехнического строительства водных путей и портов, широко известная своими публикациями в России и за рубежом. В 1907 году по инициативе профессора Тимонова В.Е. в Институте была создана первая в России Гидротехническая лаборатория для проведения гидравлических исследований водных путей. В 1908 г. в Петербурге был проведен XI Международный судоходный конгресс, Генеральным секретарем которого был избран профессор Института путей сообщения В.Е. Тимонов.

В конце ХIХ в. при Министерстве путей сообщения были созданы навигационно– описные комиссии, а несколько позднее стали работать «описные партии». В результате, к началу Первой мировой войны (1914 г.) было издано 30 атласов рек и 66 выпусков «Материалов для описания русских рек и истории улучшения их судоходных условий», а также отдельные лоцманские карты и записки. Гидрографическое изучение внутренних водных путей для судоходства на данном этапе включало в себя выполнение комплекса изыскательских и исследовательских работ по изучению гидрологического и руслового режимов судоходных рек и полноценную картографическую деятельность. По этим материалам с учетом анализа русловых переформирований выполнялись проектные работы по обеспечению судоходства на внутренних водных путях, в том числе проекты по транспортному шлюзованию водных путей.

С началом бурного развития водного транспорта в конце ХIХ – начале ХХ века были заложены основы современной теории русловых процессов, что ознаменовало переход к новому, научному (аналитическому) этапу изучения русловых процессов, приведшему к становлению русловедения – как самостоятельной отрасли знаний. В трудах инженеров – путейцев В.М. Лохтина, Н.С. Лелявского, В.Г. Клейбера, Н.Н. Жуковского, В.Е. Тимонова, В.М. Радзевича, С.П. Максимова и др. были подведены итоги исследований русел рек, описаны закономерности происходящих в них процессов. Важную роль в становлении теории русловых процессов сыграли съезды «русских деятелей по водным путям» и ряд международных конгрессов по судоходству. На них были приняты решения о стандартизации данных по рекам, а в дискуссиях о способах улучшения условий судоходства вырабатывались первые научные представления о русловых процессах.

Теоретические основы учения о русловых процессах были созданы в ставших уже классическими трудах В.М. Лохтина «О механизме речного русла» (1897) и Н.С. Лелявского «О речных течениях и формировании речного русла» (1893). В этих работах был сформулирован принцип взаимодействия потока и русла и высказаны мысли о связи выбора методов выправления (регулирования) русел с особенностями руслоформирования. Такой подход был принят на вооружение русскими гидротехниками и не утратил своей актуальности до настоящего времени. Суть его сводится к тому, что воздействие на речное русло и мероприятия по его регулированию должны основываться на закономерностях естественных природных процессов руслоформирования, обусловливая тем самым их положительный эффект, что создает предпосылки сохранения реки как природного объекта и обеспечивает экологическую безопасность этих мероприятий.

Новые научные результаты, полученные при решении практических задач по гидрографическому изучению внутренних водных путей для судоходства, создали фундамент для возникновения, становления и развития учения о русловых процессах. Последующий научно–технический прогресс во всех областях экономики, связанных с развитием инфраструктуры водного транспорта и смежных отраслей, привели к выходу этой области знаний на фундаментальный уровень. При этом водные пути – как объект прикладного приложения учения о русловых процессах (русловедения) –остаются по существу одним из немногих потребителей, которым необходимо знание морфологии и динамики русел на всем протяжение рек и во всех их проявлениях.

В 20–40–е годы главное внимание при оценке состояния водного пути и проведении путевых мероприятий, в первую очередь – при разработке дноуглубительных прорезей и возведении выправительных сооружений – уделялось условиям формирования, морфологии, сезонному и многолетнему режиму деформации перекатов. В то время существующий флот еще не требовал значительного роста габаритов пути. При этом важно было обеспечивать безаварийное прохождение судов через затруднительные участки, особенно в маловодные периоды. Для этого выполняются специальные исследования, публикуются первые труды, посвященные методам улучшения условий судоходства, результатам исследований руслового режима рек и обобщению опыта проведения дноуглубительных работ.

В 1934 г. в трудах Центрального научно–исследовательского института водного транспорта (ЦНИВТ) выходит из печати монография А.И. Лосиевского «Лабораторные исследования процессов образования перекатов», а в 1939 г. книга Е.А. Водарского «Выправление (регулирование) рек». В 1940 г. Н.И. Маккавеевым и В.С. Советовым было подготовлено первое руководство по проектированию и поддержанию судовых ходов на перекатах – «Трассирование землечерпательных прорезей на перекатах равнинных рек Европейской части СССР».

В 1949 г. публикуется монография Н.И. Маккавеева «Русловой режим рек и трассирование прорезей», в которой на основе обобщения опыта землечерпательных работ и данных русловых изысканий на Волге, Днепре, Оке и других реках рассмотрены основные закономерности руслового режима рек и методы трассирования землечерпательных прорезей на перекатах и перекатных участках. Единство и неразрывность изучения русловых процессов на реках и проектирование дноуглубительных работ подчеркивается структурой книги: первые три главы книги (почти половина ее объема) посвящены изложению основ современных (на то время) представлений о русловых процессах, что явилось фундаментом для изложения в остальной части книги методов трассирования эксплуатационных и капитальных дноуглубительных прорезей.

Вклад российских ученых и практиков – путейцев при изучении русловых процессов неоценим. Огромную роль в развитии учения сыграло издание сборника трудов «Вопросы гидротехники свободных рек». Вводную статью к этому сборнику написал М.А. Великанов, незадолго перед этим предложивший и обосновавший сам термин «русловые процессы». В ней было отмечено выдающееся значение работ В.М. Лохтина и Н.С. Лелявского – как ученых и инженеров, ставших основоположниками учения о русловых процессах.

В 1951 г. Речиздат выпускает два важнейших пособия для практических работников водных путей – «Практическое пособие для производства изыскательских работ на речном транспорте. Русловые исследования» и «Практическое пособие начальнику плеса». Завершающим этапом данных работ стали труды Центрального научно–исследовательского института экономики и эксплуатации водного транспорта, выпущенные в 1956 г. – «Русловые процессы и путевые работы на свободных реках».

Новые тенденции в развитии водных путей, связанные с необходимостью значительного увеличения гарантированных габаритов судовых ходов на внутренних водных путях в послевоенные годы, потребовали разработки новых приемов и расчетных методов для инженерного обоснования судоходных трасс. В эти годы были созданы и развили свою эффективную деятельность коллективы ученых в области внутренних водных путей.

В этот период в соответствии с запросами практики необходимо было создать современное расчетное и инженерное обоснование для проектирования путевых мероприятий на судоходных реках. Поэтому во второй половине прошлого столетия наиболее значимые научные результаты были получены в области динамики русловых потоков и речной гидравлики. Развитие теории руслообразования и изучение движения потока на перекатах, исследования сезонных деформаций перекатов, создание и развитие гидроморфологической теории руслового процесса и становление русловедения, позволили получить новые научные результаты, положенные в основу расчетных и методических рекомендаций для проведения путевых мероприятий на водных путях.

В результате выполнения совместной научной и практической деятельности инженерами – гидротехниками, гидрологами и геоморфологами была создана наука о содержании внутренних водных путей, представляющая собой, с одной стороны, учение о русловых процессах на судоходных реках, а с другой – практические приложения и расчетные рекомендации для решения инженерных задач по их дноуглублению и выправлению. Таким образом, усилиями специалистов ВУЗов водного транспорта и родственных учебных и научно– исследовательских организаций географического и гидрологического профиля удалось существенным образом повысить качество проектирования и улучшить практику проведения путевых мероприятий на судоходных реках.

Специалистами и учеными научно– исследовательских институтов и воднотранспортных вузов были разработаны, опубликованы и доведены до потребителей на производстве для использования в практической деятельности специальные руководства, пособия и расчетные методики по проектированию и производству путевых мероприятий на судоходных реках. Эти материалы основывались на новейших результатах исследований в области русловых процессов и речной гидравлики.

Читайте также:  Какая река протекает в usa

Широко востребованными в производственных путейских организациях Минречфлота стали «Проектирование судовых ходов на свободных реках» (1964), «Практическое пособие по производству выправительных работ на внутренних водных путях» (1969), «Руководство по проектированию коренного улучшения судоходных условий на затруднительных участках свободных рек» (1974), «Руководство по изысканиям и анализу руслового процесса на затруднительных участках свободных рек» (1981), «Руководство по улучшению судоходных условий на свободных реках» (1992), подготовленные специалистами ЦНИИЭВТа, Ленинградского и Новосибирского институтов водного транспорта и являющиеся, по существу, последними изданиями такого рода до настоящего времени.

Начиная с середины 70–х годов кафедрой водных путей и водных изысканийЛенинградского института водного транспорта (Санкт-Петербургского государственного университета водных коммуникаций) был выполнен целый ряд натурных экспедиционных исследований с целью изучения гидравлических характеристик речного потока и руслового режима при обеспечении судоходных условий на реках Волга, Дон, Ока, Волхов, Свирь и др., а также на приустьевых участках малых рек в бассейнах Онежского и Ладожского озера; на реке Обь в устьевой области и на ее малых боковых притоках, на реках Надым, Пур и Таз, их притоках и устьевых участках малых рек, впадающих в Обскую и Тазовскую губу. Это позволило получить качественные гидрографические материалы и разработать теоретическую базу для обеспечения судоходных условий на водных путях для доставки грузов в малоосвоенные районы Сибири и севера Тюменской области.

Кроме этого, был выполнен обширный цикл натурных и лабораторных исследований, посвященных оценке влияния дноуглубительных работ и карьерных разработок руслового аллювия на русловой режим рек Собь, Чулым, Кама, Луга, Северная Двина, Вычегда и Вятка и др., характеризующихся различными типами руслового процесса и различной водностью. Результаты натурных исследований были опубликованы в работах сотрудников кафедры Гришанина К.В., Селезнева В.М., Гладкова Г.Л., Зернова А.В., Николаева Б.М., Журавлева М.В. и др.

Значительные объемы русловых исследований на судоходных реках были выполнены Московским Государственным университетом имени М.В. Ломоносова. В опубликованных научных трудах ЧаловаР.С., Берковича К.М., Зайцева А.А, Алексеевского Н.И., Рулевой С.Н. и др., приведены сведения о результатах исследований, проведенных на судоходных участках рек Печора, Северная Двина, Вычегда, средняя и нижняя Лена, Енисей ниже г. Красноярска, нижняя Катунь, Алдан, верхняя Обь и др. Несомненный практический интерес представляют региональные монографии по водным путям, подготовленные научными сотрудниками МГУ совместно со специалистами Ленского, Обского и Северо– Двинского бассейнов внутренних водных путей по Лене и Оби. Эти материалы позволили детально описать процессы, происходящие на затруднительных для судоходства участках рек, улучшаемых средствами дноуглубления.

Проведенные гидрологические и русловые исследования показали, что к настоящему времени практически на всех судоходных реках Российской Федерации проявились неблагоприятные экологические последствия инженерных мероприятий, проводимых ранее на водных объектах. На отдельных судоходных реках этому способствовало транспортное гидротехническое строительство. В других случаях проявилось влияние дноуглубительных работ и карьерных разработок на гидрологический и русловой режимы реки. В подавляющем большинстве случаев превалирующим оказалось влияние добычи нерудных строительных материалов из русловых карьеров. Поэтому, при планировании габаритов водного пути на перспективу необходимо установить допустимые пределы возможного их увеличения с учетом современного состояния гидрологического и руслового режимов рек.

Анализ материалов натурных наблюдений, выполненных на судоходных реках, показывает, что проведение путевых мероприятий, связанных с обеспечением судоходных условий в подавляющем большинстве случаев не приводит к нарушению условий устойчивости естественных русел. На практике можно привести лишь несколько примеров судоходных участков, где достигнутые глубины превысили значения гидравлически допустимых судоходных глубин, и, в результате чего произошло понижение меженных уровней воды. Примеров негативного влияния карьерных разработок на гидрологический и русловой режимы судоходных рек значительно больше. В отдельных случаях эффект влияния дноуглубительных работ может усиливать влияние карьерных разработок.

В современных условиях инженерные воднотранспортные и водохозяйственные мероприятия на внутренних водных путях приходится осуществлять на практике с учетом происходящих изменений гидрологического и руслового режимов рек, обусловленных влиянием инженерной деятельности и климатообусловленных факторов. Исследования динамики изменения характеристик водных ресурсов страны [Георгиевский и др., 2012; 2013], охватывающие1936– 2012 годы, показывают, что за последние три десятилетия в этом ряду наблюдений водные ресурсы испытывают значительные изменения во времени.

При этом, для крупнейших рек бассейна Северного Ледовитого океана (Печора, Енисей, Лена) характерной является повышенная водность. Выше нормы был сток реки Волги, хотя последние годы были относительно маловодными. Существенное снижение водности в последние два десятилетия произошло в бассейнах Дона, Верхней Оби и Иртыша. Главной особенностью изменения внутригодового распределения стока воды в пределах значительной части равнинной территории ЕТР стало уменьшение роли половодья в формировании годового стока рек, уменьшение максимальных и значительное увеличение минимальных расходов воды. Типичный для рек региона восточно–европейский тип водного режима с одним годовым максимумом стока трансформируется в режим, для которого характерен гребенчатый тип гидрографа в период максимального стока. Ранее таких изменений водного режима не происходило вследствие доминирующей роли стока за период весеннего половодья. В этих районах в результате повышения зимних температур воздуха возросло число и продолжительность оттепелей, уменьшились предвесенние запасы воды.

Использование в проектной и практической деятельности современных методов гидравлических расчетов и русловых прогнозов, а также организация систематического мониторинга характеристик гидрологического режима и проведение натурных исследований на судоходных реках дают возможность обеспечить выполнение инженерных мероприятий на свободных реках в интересах водного транспорта без ущерба для состояния окружающей природной среды.

Качественное выполнение гидрологического обоснования путевых мероприятий на судоходных реках позволит оптимизировать объемы эксплуатационного землечерпания для обеспечения установленных значений гарантированных габаритов судовых ходов. Это даст возможность при организации путевых работ на судоходном плесе со временем сместить акценты на выполнение работ по выправлению русел рек для судоходства и коренному улучшению судоходных условий с целью получения долговременного эффекта от вложения бюджетных средств. Все это требует проведения серьезных научных исследований и разработки на их основе нового поколения методических указаний, руководств и пособий для практических работников. Поэтому вопросы, связанные с обеспечением судоходных глубин на внутренних водных путях РФ требуют проведения новых научных исследований и инженерных проработок.

Русловые изыскания и

Дата добавления: 2018-05-12 ; просмотров: 1062 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Очерк истории изучения вод территории России

Первые гидрографические сведения. Процесс формирования гидрологии как самостоятельной науки завершился только в сравнительно недавнее время, в конце XIX в. Но исследования вод имеют свою историю, которая тесно связана с культурным и экономическим развитием страны и, прежде всего, с такими отраслями народного хозяйства, как водный транспорт, лесосплав, энергетика, водоснабжение и мелиорация.

Первые сведения о главнейших реках Восточно-Европейской равнины относятся к глубокой древности. Так, например, первое описание Нижнего Днепра до порогов было сделано в V в. до нашей эры. В древних русских летописях начиная с XII в. появляются описания водных путей.
Развитие исследований водных объектов от эпохи Петра I до Советского периода. Более или менее систематические исследования водных объектов в России начинаются при Петре I. Были произведены описания некоторых рек с целью выявления их судоходных условий и возможности соединения рек каналами. В это время была построена Вышневолоцкая водная система, соединившая р. Волгу с Балтийским морем. Велись работы по соединению Волги и Дона, был построен Ивановский канал, соединивший Оку и Дон. При Петре I велись изыскания с целью постройки Мариинской и Тихвинской водных систем.

В 1715 г. на р. Неве у Петропавловской крепости был установлен первый водомерный пост, в 1749 г. Академия наук устроила водомерный пост в Петербурге на р. Мойке, а в 1752 г. — на р. Неве у Главного адмиралтейства. В 1752 г. был открыт водомерный пост на р. Северной Двине у г. Архангельска, а в 1792 г. — на р. Волге у г. Астрахани.

К настоящему времени из материалов наблюдений по водомерным постам, открытым в XVIII столетии, сохранились лишь сводки о наивысших наблюденных горизонтах воды по р. Северной Двине — г. Архангельск, р. Волге — г. Астрахань, р. Неве — Петропавловская крепость и Главное адмиралтейство и р. Днепру — порог Ненасытецкий.

В 1798 г. учреждается департамент (управление) водных коммуникаций и начинается более планомерное исследование и описание водных путей. Проводятся съемки на реках Неве, Волхове, Днепре, Доне, Северском Донце, Оке, Волге, Оби и Лене. Развиваются экспедиционные географические исследования. Сооружаются многочисленные небольшие плотины и водноэнергетические установки на Урале. Все это способствует накоплению сведений о водных объектах России и усовершенствованию методики водных исследований.

В начале XIX столетия в связи с развитием использования внутренних водных путей начала ощущаться необходимость в сведениях о повышении и понижении уровня воды в реках.

В 1818 г. управлением водными и сухопутными сообщениями дается предписание об обязательных ежедневных измерениях уровней воды на всех водных системах. С выходом этого предписания и даже несколько ранее стали производиться водомерные наблюдения на р. Волге у г. Нижнего Новгорода (1820 г.), на р. Каме у г. Дедюхина (1826 г.), на р. Немане у г. Смалининкай (1822 г.), на р. Западной Двине у г. Двинска (1816 г.), на р. Днепре у г. Киева (1839 г.).

Первая “Инструкция для производства наблюдений за изменением горизонта и ложа в реках” была издана Главным управлением путей сообщений в 1858 г. Несмотря на выход этой инструкции, водомерные наблюдения в большинстве пунктов по-прежнему производились по временным вбитым в дно реки рейкам и потому оказывались неувязанными между собой.

В рассматриваемый период впервые были произведены отдельные измерения расходов воды на некоторых реках, причем скорости течения определялись обычно поплавками.

Однако полученные в течение рассматриваемого периода сведения о режиме водных объектов страны и выводы о закономерностях его формирования были разрозненными, касались отдельных, наиболее ярких проявлений режима (выдающиеся половодья, засуха, низкая межень и пр.) и потому не могли еще явиться достаточной основой для выработки более широких представлений о закономерностях гидрологического режима.

Основное содержание добытых в этот период сведений было общегеографического и гидрографического направления и поэтому способствовало познанию водных объектов лишь в общем виде.

В середине 70-х годов XIX столетия, после постройки главных железнодорожных линий, выяснилась необходимость одновременно с дальнейшим развитием рельсовых путей развивать и улучшать водные пути. Этому, в частности, способствовало появление на р. Волге нового, — очень ценного массового груза — нефти.

В конце XIX и в начале XX в. были выполнены значительные для того времени работы по шлюзованию.

Одновременно с производством выправительных работ с конца 90-х годов XIX в. на р. Волге, а потом и на некоторых других реках для поддержания необходимых судоходных глубин начало широко применяться землечерпание.

В рассматриваемый период снова возник интерес к использованию водной энергии, чему благоприятствовало усовершенствование двигателей и развитие электротехники.

В связи со значительным развитием в этот период портостроения были начаты работы по улучшению судоходных условий устьев крупных рек, впадающих в моря.

В 1873 — 1898 гг. велись работы по осушению болот в северо-западных районах, в частности в Полесье.

Важным этапом в изучении водных объектов России в рассматриваемый период явилась организация в 1875 г. навигационно-описной комиссии министерства путей сообщения для изучения русских судоходных рек. В результате деятельности навигационно-описной комиссии, продолжавшейся до 1884 г., были составлены и изданы планы и продольные профили ряда рек (Северной Двины, Днепра, Камы, Оки, Волги, Дона и др.) с данными об измеренных скоростях и расходах воды.

В 1884 г. навигационно-описная комиссия была слита с техническим отделом департамента шоссейных и водных сообщений.

Навигационно-описная комиссия издала описания проведенных исследований, программу этих работ, инструкцию по организации водомерных наблюдений (1876 г.). Эта инструкция с изменениями и дополнениями, внесенными в нее (в 1881, 1882, 1885, 1888 гг.), регламентировала постановку водомерных наблюдений на больших реках вплоть до 1925 г.

В процессе проведенных работ навигационно-описная комиссия заложила основы методики водных исследований.

Дальнейшее изучение рек России осуществлялось управлением внутренних водных путей и шоссейных дорог министерства путей сообщения, созданным в 1899 г. на основе объединения департамента водных и шоссейных сообщений и портовой комиссии. В ходе исследований, проведенных описными партиями этого управления, более полно, чем партии навигационно-описной комиссии, выяснили гидрологические особенности рек.

С 1902 г. управлением водных путей и шоссейных дорог МПС издавались “Материалы для описания русских рек и истории улучшения их судоходных условий”. К 1916 г. вышло всего 65 выпусков, в которых содержится описание рек и озер, сведения о произведенных на них гидрометрических работах и специальных гидрологических исследованиях, проектах соединительных водных путей, а также отчеты бюро изысканий и местных округов путей сообщения.

Министерством путей сообщения в период с 1882 по 1902 г., а затем министерством торговли и промышленности были произведены изыскания в целях улучшения судоходных условий устьев крупных рек, впадающих в моря. Результаты исследований издавались в виде сборников под названием “Материалы по описанию русских коммерческих портов” (1882-1902 гг.), а затем под названием “Труды отдела торговых портов министерства торговли и промышленности”. В этих изданиях содержатся краткие гидрографические характеристики, планы с промерами глубин, сведения об уровнях, расходах и распределении их по рукавам, о течениях и режиме наносов.

В 1881 г. навигационно-описная комиссия издала атлас водомерных графиков за 1876-1880 гг. по 80 водомерным постам. Полный свод результатов наблюдений водомерных постов до 1910 г. был издан МПС в виде текста, таблиц и атласа водомерных графиков в 10 томах под наименованием “Сведения об уровне воды на внутренних водных путях России по наблюдениям на водомерных постах”. Материалы наблюдений последующих лет были изданы после Великой Октябрьской социалистической революции.

В результате исследований, произведенных МПС, были написаны монографии по отдельным рекам и районам, содержащие ценные сведения о водных объектах страны. Министерство путей сообщения, решая воднотранспортные задачи, при изучении гидрологического режима касались главным образом исследований сроков вскрытия и замерзания водоемов, режима уровней, скоростей потока и условий формирования русла.

Одновременно с исследованиями водных объектов как путей сообщения велись работы по изучению болот в связи с их осушением, а также исследования с целью использования водных ресурсов для орошения и обводнения засушливых областей. В период с 1873 по 1898 г. этими проблемами занималась главным образом в районе Полесья западная экспедиция по осушению болот. Эта экспедиция исследовала режим рек и болот бассейна р. Припяти. С 1880 по 1891 г. действовала экспедиция по орошению на юге России и на Кавказе. Большие для своего времени работы были проведены экспедицией по исследованию источников главнейших рек Европейской России под руководством А. А. Тилло (с 1894 по 1901 г.). Поводом к снаряжению этой первой в России гидрологической экспедиции послужило весьма распространенное с начала XIX столетия мнение, будто бы обмеление равнинных рек, в частности Волги, а также неурожаи, в особенности 1891-1892 гг., связаны с уменьшением водных запасов страны вследствие вырубки лесов в верховьях рек, распашки прибрежных лугов и склонов многочисленных оврагов и др.

Труды этой экспедиции, изданные в 63 выпусках, охватили разнообразные вопросы гидрографии и гидрологического режима истоков рек Волги, Днепра, Западной Двины и их главнейших притоков.

Большие исследования рек были начаты в 1909 г. отделом земельных улучшений (ОЗУ) главного управления земледелия и землеустройства. Изыскательские партии ОЗУ ставили своей задачей не столько получение топографических планов рек, как это делали изыскательские партии министерства путей сообщения, сколько получение сведений по водности рек, наносам, химическому составу и других данных, характеризующих гидрологический режим.

В 1903 г. при отделе земельных улучшений в качестве совещательного органа междуведомственного характера был образован гидрологический комитет. В составе комитета было учреждено четыре комиссии: 1) по крупным гидротехническим сооружениям с оросительной целью, 2) по общим гидрологическим и гидрогеологическим вопросам, 3) по исследованиям рек, речных долин и озер и работам, связанным с упорядочением течения рек, состояния речных долин и озерных котловин и 4) по юридическим вопросам. Начиная с 1907 г. все чаще поднимается вопрос о необходимости создания центрального гидрологического учреждения. Впервые этот вопрос был поставлен еще экспедицией А. А. Тилло.

В 1914 г. совет мелиорационных съездов организовал комиссию для разработки вопроса об учреждении районных гидрологических станций и об объединении их деятельности в особом центральном гидрологическом научном учреждении.

Для систематических, стационарных наблюдений на реках были организованы три особых управления, названные гидрометрическими частями; в 1910 г. в Туркестанском крае и при водном управлении на Кавказе и в 1913 г. в Европейской России. На основе работ, проведенных этими организациями, в значительной мере и была создана отечественная гидрометрия. К 1917 г. в России действовало более 150 водомерных постов и гидрометрических станций.

Читайте также:  Электронасос для полива огорода из реки

На основании исследований, проведенных в период с 70-х годов XIX столетия до революции, были установлены основные закономерности, существующие между климатическими факторами (осадками, испарением) и стоком, выяснены главные особенности формирования дождевых паводков, заложены основы научных исследований в области русловых процессов и зимнего режима. Кроме того, были сделаны первые попытки организации службы гидрологических прогнозов, начали создаваться методы расчета максимального стока при отсутствии непосредственных наблюдений, а также была создана значительная сеть гидрометеорологических станций на крупных реках и озерах и составлены первые инструкции для производства гидрометрических работ.

К концу этого периода начался процесс выделения гидрологии в самостоятельную отрасль знания. Начался систематическое чтение курса гидрологии в российских университетах. Впервые курс гидрологии суши вел в Петербургском политехническом институте проф. С. П. Максимов в 1914 г. Литографированные лекции этого курса были первым в России учебником гидрологии. Один из основоположников советской гидрологии проф. В. Г. Глушков считал С. П. Максимова своим учителем.

Исследование водных ресурсов после революции. В первые годы после революции (1918-1920 гг.) в связи с гражданской войной и иностранной интервенцией объем исследований рек и озер значительно сократился. С началом периода восстановления народного хозяйства (1921-1925 гг.) и особенно в последующие годы грандиозного социалистического строительства исследования водных ресурсов страны начали развиваться очень быстро.

Важное значение в деле организации планомерных исследований водных ресурсов в широком масштабе имел исторический план ГОЭЛРО — план электрификации и реконструкции народного хозяйства, разработанный в 1921 г. под руководством В. И. Ленина. Предусмотренное планом ГОЭЛРО широкое комплексное использование водных ресурсов страны потребовало не только всестороннего изучения естественного режима водных объектов, но и оценки будущих условий.

Крупнейшие водохозяйственные проблемы, связанные с реконструкцией рек Волги, Днепра, Дона, Урала, Оби, Енисея и др., и проблема использования малых рек, возникшие в связи с осуществлением пятилетних планов, имели решающее значение в развитии исследований водных ресурсов.

Большую роль в истории изучения водных ресурсов страны и оформлении гидрологии в самостоятельную науку сыграло учреждение в 1919 г. Российского, ныне Государственного ордена Трудового Красного Знамени гидрологического института (ГГИ), ставшего центральным научно-исследовательским учреждением Советского Союза в области гидрологии.

Учреждение в 1929 г. Гидрометеорологического комитета при Совете Народных Комиссаров СССР, преобразованного в 1933 г. в Центральное управление Единой гидрометеорологической службы. СССР (ЦУЕГМС), а в 1936 г. в Главное управление гидрометеорологической службы (ГУГМС), создало широкие возможности организации и развития планомерного комплексного изучения гидрометеорологического режима территории СССР в интересах обслуживания запросов всех отраслей народного хозяйства. Создание Гидрометеорологической службы СССР способствовало развитию сети гидрологических станций, установлению единой методики работ, улучшению качества гидрометрических работ и расширению программы исследований водных ресурсов. В 1941 г. число гидрометеорологических станций ГУГМС, ведущих наблюдения за режимом рек, озер и болот, достигло 4247, а к 1960 г. стало близко к 6000.

Наряду с опорной государственной сетью гидрометеорологических станций, входящих в систему Гидрометеорологической службы, существует и ведомственная сеть, создаваемая обычно на период проектирования и строительства гидротехнических сооружений, а также для обслуживания в период их эксплуатации. Ведомственные станции дополняют материалы наблюдений опорной сети и производят специальные исследования (скоростей потока, режима русла, зимнего режима и др.) применительно к конкретным задачам проектирования.

Весьма показательным для советского периода гидрологических исследований, особенно в области изучения рек, ягляется не только резкое развитие работ, направленных на изучение отдельных водных объектов, но и проведение широких и обстоятельных научных обобщений по гидрографии СССР и установление физических закономерностей, управляющих процессами, происходящими в них. Важнейшим этапом советского периода развития гидрологии явилось окончательное оформление ее как самостоятельной научной дисциплины.

Интенсивное развитие гидрологической науки началось примерно с 30-х годов нынешнего столетия, когда знание гидрологических закономерностей стало особенно необходимым вследствие быстрого развития гидроэнергетики и ирригации и связанного с этим широкого использования рек, строительства крупных водохранилищ и каналов. Гидрология суши из небольших разделов физической географии, гидротехники и водных исследований сформировалась в стройную обширную систему научных знаний с конкретными объектами и методами исследований.

Несмотря на значительные достижения и размах научных исследований, полученные в ряде случаев результаты не обеспечивают запросов практики водохозяйственного строительства. Еще недостаточно изучены закономерности колебания стока в многолетней перспективе и синхронность колебаний стока различных речных бассейнов, в малой степени вскрыты зависимости между речным стоком и формирующими его природными факторами, слабо разработан аппарат математической статистики применительно к оценке повторяемости многофакторных явлений.

Расчетные схемы нередко слабо подкреплены материалами натурных наблюдений, а в ряде случаев, наоборот, они недостаточно обоснованы теоретически.

Для изучения некоторых элементов гидрологического режима, например расходов донных наносов, малых скоростей течения, ветрового волнения и пр., еще не имеется надежно действующей аппаратуры. Требуется развитие методики гидрометрических работ, в частности в условиях зарегулированного режима.

Дальнейшее изучение ресурсов поверхностных вод необходимо осуществлять как путем развития рационализации массовой сети гидрологических станций и улучшения техники и методики наблюдений, так и путем постановки опытных лабораторных и полевых экспериментальных исследований. Более глубокое познание закономерностей формирования гидрологического режима позволит полнее удовлетворить возрастающие запросы водного хозяйства, требующего дальнейшего повышения точности гидрологических расчетов, повышения надежности и увеличения заблаговременности гидрологических прогнозов.

ГИДРОСФЕРА. КРУГОВОРОТ ВОДЫ

Общепринятое и наиболее обоснованное определение понятия “гидросфера” – это прерывистая водная оболочка Земли. По некоторым прежним представлениям, рамки гидросферы ограничивались Мировым океаном. Но воды рек и озер, так же как и подземные воды, являются составными частями гидросферы. А эти воды в отличие от океана дискретны. Отсюда и появляется необходимость определения гидросферы как прерывистой оболочки. Противопоставление дискретности вод речной сети, озер и подземных вод континуальности океана не лишено условности, поскольку относится к стационарному состоянию гидросферы, чего в природе не существует. Гидросфера отличается высокой динамичностью, движущей силой которой служит круговорот воды. Поэтому следует в понятие о гидросфере ввести определение ее динамичности, подвижности.

Из сказанного следует, что понятие “гидросфера” равнозначно понятию о всех свободных водах Земли. Свободных в том смысле, что воды гидросферы не связаны химически и физически с минералами земной коры, т. е. могут двигаться под влиянием гравитационной силы, а также под влиянием тепла. В понятие “движение” входит и переход воды из одного агрегатного состояния в другое. Переход воды через парообразную фазу служит механизмом естественного опреснения воды.

Происхождение гидросферы связывается с дегазацией воды из мантии Земли, в которой содержится около 2∙10 25 г воды или 20 млрд. км 3 .

Из приведенного определения гидросферы и ее краткой характеристики видно, что эта сфера Земли находится в тесной взаимосвязи с другими сферами — литосферой, атмосферой и биосферой. Связь гидросферы с земной корой происходит посредством подземных вод, а с мантией Земли — как с ее генетическим источником. Атмосферные воды (парообразная влага) связывают гидросферу с атмосферой. Гораздо сложнее взаимодействие гидросферы с биосферой. Общеизвестно, что большую часть живых организмов — растений и животных — составляет вода, но общая масса воды как часть органического мира незначительна относительно объема гидросферы, и не по этому признаку следует судить о биологической роли воды. В данном случае взаимосвязь гидросферы с биосферой гораздо сложнее, чем с литосферой и атмосферой. Важный фактор — участие воды в биологических процессах, начиная от возникновения жизни. Следует “исключить совершенно сухие участки из числа мест зарождения жизни и рассматривать жизнь как явление, присущее лишь гидросфере”, и “жизнь в сущности есть производное воды”, — писал Д. Бернал. Происхождениет воды на Земли из живого, становится в настоящее время, одной из распостраненых гипотез.

Другое значение воды — образование при ее участии в процессе фотосинтеза органического вещества — основы животного мира и почвообразования. При этом выделяется кислород, которым дышат люди и животные и который является основой для распространенных в природе и важных для обмена веществ окислительных процессов. Далее, вода с биосферой связана процессом транспирации, который мы относим к биологическому звену круговорота воды.

Переходя к количественной характеристике гидросферы, следует отметить, что представления по этому вопросу имеют свою историю, обзор которой довольно полно освещен в литературе.

Об объеме гидросферы дают представление данные, помещенные в табл. 1.

Весь объем гидросферы, по современным подсчетам, несколько превышает 1,4 млрд. км 3 . Точность современных представлений об объеме гидросферы колеблется в пределах около 50 млн. км 3 , что соответствует 3 % объема гидросферы. Такая сравнительно высокая точность связана с наиболее надежным определением объема Мирового океана, составляющего почти 94 % всего объема гидросферы. Действительно, за полувековой период, со времени появления эхолота, промеры морских глубин приобрели настолько массовый характер, что довольно точные вычисления объема даже наиболее отдаленных от суши частей океана не связаны с какими-либо затруднениями методологического характера. Теперь это уже в большей мере стало вопросом вычислительной техники.

Части гидросферы Объем воды тыс. км 3 % от общего объема
Мировой океан Подземные воды В том числе зоны активного водообмена Ледники Озера Почвенная влага Пары атмосферы Речные воды Итого 1 370 323 4 000 24 000 280* 85** 1,2 93,96 4,12 0,27 1,65 0,019 0,006 0,001 0,0001

* В том числе около 5 тыс. км 3 воды в водохранилищах.

** В том числе около 2 тыс. км 3 оросительных вод.

По последним данным, объем воды Мирового океана немного превосходит 1370 млн. км 3 при его площади 361,3 млн. км 3 и средней глубине 3790 м. Близкие к этой глубины были определены в последней четверти XIX века. Так, Дж. Меррей уже в 1888 г. определил среднюю глубину океана лишь на 14 м больше современной, а наш соотечественник А. Тилло (1889), известный ученый, составивший первую карту падения рек Европейской России, в результате тщатель­ных измерений оценил среднюю глубину океана в 3803 м. Объем воды океана, точно соответствующий установленному в настоящее время, почти 80 лет назад определил Карстен (Федо­сеев, 1967). Затем более полувека назад такие же данные полу­чил Э. Коссина (Kossinna, 1921). Как показали опре­деления (Степанов, 1974), в которых уже были использованы массовые измерения глубин эхолотом, данные Э. Коссина были подтверждены почти без изменений. Но параллельно с этими данными в литературе неоднократно появлялись устаревшие. Например, в известной книге А. В. Огиевского (1951) объем воды океана оценен в 1 304 млн. км 3 , в работах Р. Нейса (1964, 1968) — в 1 320 млн. км 3 , а в книге Р. Фюрона (1966) — даже в 1 200 млн. км 3 , т. е. на 170 млн. км 3 , или на 12 %, меньше действительного. Подобные расхождения носят, конечно, случай­ный характер, и они не меняют тех представлений об объеме воды океана, которые сложились в течение истекших десятиле­тий.

Сказанное о надежности данных об объеме воды океана в какой-то мере относится и к определению массы ледников, пред­ставление о которой значительно улучшилось в последние годы. Еще сравнительно недавно на основании всей имеющейся ин­формации масса ледников оценивалась рядом авторов, напри­мер, Р. Нейсом (Nace, 1964), в том числе и мною (Львович, 1964), в 29-30 млн. км 3 . Однако в результате большого коли­чества промеров мощности полярных ледниковых щитов геофи­зическими методами было установлено, что прежние пред­ставления об их массе были преувеличены в основном из-за недостаточно полных представлений о рельефе подледной по­верхности Земли. Под ледниковым щитом Антарктиды оказа­лось значительно больше возвышенностей и гор, чем представ­лялось прежде. Вместе с тем в результате исследований по программе последнего Геофизического года улучшились пред­ставления и о мощности горных ледников. Известные рас­четы показали, что масса полярных и горных ледников состав­ляет 2 398∙10 22 г (Shumskiy и др., 1964; Шумский, Кренке, 1965), или с округлением 24 млн. км 3 . Этот объем льда зани­мает площадь в 16,2 млн. км 2 . Следовательно, средняя мощ­ность покровных ледников равна около 1500 м. На долю всех остальных льдов, по данным этих же авторов, приходится око­ло 250 тыс. км 3 , в том числе примерно 200 тыс. км 3 грунтово­го льда (преимущественно зоны многолетней мерзлоты). Около 35 тыс. км 3 морского льда и айсбергов входят в объем воды океана, а 1,6 тыс. км 3 атмосферного льда — в объем паров атмосферы.

Наглядное представление об огромной массе ледников дают следующие цифры. Если бы весь лед растаял, то уровень океа­на повысился бы на 64 м, а его площадь возросла бы на 1,5 млн. км 2 , а площадь суши соответственно уменьшилась бы на 1 %.

Объем озерной воды, казалось бы, вычислить не сложно: большие озера — каждое в отдельности, малые — приближенно, общим числом. Тем не менее современные представления об объеме воды озер нельзя считать вполне надежными. Отчасти это связано с отсутствием систематизированных данных о глу­бинах и площади больших озер, трудно также учесть объем во­ды в малых озерах (хотя последние составляют небольшую часть общего объема, поэтому неточности в их определении не­существенно повлияют на выводы). Кроме того, объем озер, особенно бессточных, — это существенно изменяющаяся величи­на. Например, площадь оз. Эйр в Австралии в многоводные периоды достигает нескольких тысяч квадратных километров, а в сухое время оно превращается в небольшой солончак; весь­ма изменчив объем оз. Чад; площадь Каспийского моря в пос­ледние десятилетия уменьшилась больше чем на 50 тыс. км 2 , а его объем — приблизительно на 800 км 3 . Но неточности связа­ны также и с недостаточно полным статистическим учетом озер.

Данные Р. Нейса (Nace, 1964), определившего объем пресных озер в 125 тыс. км 3 и соленых — в 105 тыс. км 3 , вероятно, несколько преуменьшены. Следует, по-видимому, при­нять объем в 275 тыс. км 3 , в том числе около 150 тыс. км 3 воды приходится на проточные пресные озера и 125 тыс. км 3 — на соле­ные. Кроме того, необходимо учесть и объем искусственных озер — водохранилищ. В качестве исходной величины для опре­деления их объема приняты данные по водохранилищам мира емкостью более 100 млн. м 3 , она составила 4100 км 3 (Авакян, Овчинникова, 1971). Если учесть неполноту данных, неизбеж­ную при использовании литературных источников, а также объ­ем малых водохранилищ, то не будет, вероятно, сущест­венной ошибки, если принять объем всех водохранилищ в 5 тыс. км 3 .

В связи с увеличением озерной части гидросферы интересно определить, за счет каких других ее частей осуществляется этот процесс. Современный объем гидросферы стационарен, устой­чив, если не считать поступления в гидросферу в среднем до 1 км 3 воды в год за счет дегазации мантии Земли — процесса исключительно важного для происхождения гидросферы в гео­логическом аспекте времени. Однако этот объем не имеет прак­тического значения для тех периодов, которые нас интересуют в связи с процессом круговорота и использованием вод в срав­нительно недалеком прошлом и через десятилетия в будущем. Таким образом, изменение объема одной ее части не может произойти без влияния на объем других.

Водохранилища наполняются водой речного стока, который не достигает океана. Отсюда следует, что рост объема озерной части гидросферы происходит за счет океана, теряющего соответствующий объем. Поэтому 5 тыс. км 3 воды, собранной в водохранилищах, решают важные водохозяйственные задачи человечества, но не влияют сколько-нибудь заметно на океани­ческую часть гидросферы.

Несмотря на такой малый объем речных вод роль рек как путей сосредоточенного стока в круговороте вещества и энергии на зем­ном шаре очень велика. Реки связывают между собой материковое и океаническое звенья глобального круговорота воды на Земле.

Крупнейшему русскому климатологу А. И. Воейкову принадле­жит выражение «реки — продукт климата». В этом определении подчеркивается ведущая роль климатических условий в формиро­вании рек и их режима. Вместе с тем не следует забывать, что и другие компоненты природной среды (рельеф, почвы и расти­тельность, геологическое строение и др.), а также хозяйственная деятельность человека влияют на режим рек и формируют их при­родный облик.

Если, по образному выражению географов, вода — это кровь ландшафта, то реки — это кровеносная система ландшафта, пере­носящая вещество и энергию и преобразующая сам ландшафт.

В этой связи важнейшее значение приобретает понятие «сток». Сток в широком смысле (как его понимал известный гидролог С. Д. Муравейский) — это процесс стекания воды с водосборов вме­сте с содержащимися в ней веществами и теплотой. Поэтому реч­ной сток — важнейший элемент материкового звена глобального круговорота воды и веществ, а также мощный геологический агент, главнейший фактор, определяющий взаимосвязь между различны­ми объектами суши и гидросферы.

Что касается объема воды в руслах рек, то точно его опре­делить невозможно. Это вода в реках Земли протяжением в миллионы километров с размерами русел от нескольких метров до многих десятков километров. В результате приближенных расчетов, которые были произведены на основании общей про­тяженности речной сети, а также ширины и глубины рек, раз­деленных на три группы, я определил в 1940 г. общий объем воды в речных руслах в 1200 км 3 (Львович, 1945). Относитель­но малые размеры “стационарного” запаса воды в реках удиви­ли меня и многих других гидрологов. До этой прикидки пред­ставлялось, что воды в реках гораздо больше — до сотен тысяч кубических километров. Это явилось своего рода открытием в гид­рологии, особенно интересным и важным при сопоставлении с речным стоком, в 30-40 раз большим единовременного запаса воды в руслах рек. Объем русловых вод в 1200 км 3 впоследствии был принят Р. Нейсом (Nace, 1968). Правда, Г. П. Калинин (1968) считает возможным и объем русловых вод в 2 тыс. км 3 . По-мнению В.Н. Михайлова и А.Д. Добровольского (1991), единовременно во всех реках земного шара находится в сред­нем 2115 км 3 воды, или 0,0002 % объема вод гидросфе­ры.

Читайте также:  Как попасть в мировой рек в тик токе

Эти примерные прикидки убеждают, что прежде принятая величина вряд ли заметно преуменьшена, хотя никто не отрицает возможность ее уточнения. Существенное зна­чение имеет порядок величины, установленный в общем правильно.

Почвенная влага отличается от грунтовых и подземных вод более тесной зависимостью от условий погоды. Во влажные се­зоны влаги в почве содержится много, в сухие сезоны она быст­ро расходуется на испарение. Кроме того, распределение и режим почвенной влаги связаны с биологическими процессами более тесно, чем грунтовые и подземные воды. Одна из харак­терных особенностей состава почвы — содержание в ней орга­нических веществ, которые сильно влияют на водные свойства почвенного покрова. Вода входит в состав почвы и наряду с содержанием гумуса является одним из элементов, характери­зующих ее плодородие. Поэтому биологическая продуктивность территории в значительной степени зависит от содержания вла­ги в почве. Избыток почвенной влаги приводит к заболачива­нию почвы, в результате чего культурные растения и леса на­ходятся в угнетенном состоянии.

Приближенный объем почвенной влаги прежде я оценивал в 65 тыс. км 3 , потом на основании содержания влаги в почве в различных зонах — в 75 тыс. км 3 (Львович, 1964). Для этой цели была использована ограниченная информация, оправдан­ная задачей прикидочной оценки. Впоследствии результаты этих расчетов уточнялись в результате изучения водного балан­са суши, и в 1970 г. я ее оценивал в 82 тыс. км 3 (Львович, 1970), а в 1971 г., обобщая новые результаты исследований ма­териков земного шара, пришел к выводу, что она близка к 85 тыс. км 3 (Lvovitch, 1971). Важно, что и этот элемент гидро­сферы впервые получил в общем правильную оценку, изменяв­шуюся в процессе усовершенствования расчетов в пределах от 65 до 83 тыс. км 3 , не считая увеличения почвенной влаги за счет орошения. Можно полагать, что для существенных даль­нейших уточнений осталось теперь меньше возможностей, хотя не следует забывать, что оценка запасов почвенной влаги, полу­ченная воднобалансовым методом, зависит от атмосферных осадков, количество которых в последнее время подвергается уточнениям, связанным с разнообразием конструкции осадкомеров в разных странах и поправками на потерю из них воды на смачивание сосудов, испарение и выдувание, особенно сне­говых осадков. При расчетах запасов почвенной влаги учиты­валось, что обмен этой части гидросферы продолжается один год. Это допущение вполне оправданно, поскольку почвенная влага находится в непосредственном обмене с атмосферой и легко подвержена испарению, чему способствует и ее расходо­вание на транспирацию. Что касается расходования части поч­венной влаги на питание подземных вод, то оно составляет око­ло 14% ее запасов и, как мы увидим, хорошо увязывается с другими элементами водного баланса.

При равномерном распределении почвенной влаги на пло­щади суши слой ее равен около 570 мм. Эта величина реальна, если учесть, что в природе она колеблется в весьма больших пределах — от нескольких миллиметров в почве пустынь до не­скольких метров в болотах. Здесь речь идет о естественных за­пасах почвенной влаги. Но на орошение, которое следует рас­сматривать как умножение ресурсов почвенной влаги, в настоя­щее время расходуется около 2 тыс. км 3 главным образом реч­ных и отчасти подземных вод. Таким образом, общий объем почвенной влаги, включая воду, расходуемую на орошение, составляет 85 тыс. км 3 . Но, может быть, увеличение объема почвенной влаги в результате орошения происходит за счет ка­кой-либо другой части гидросферы? Это могло произойти толь­ко в том случае, если для орошения брались бы стационарные запасы подземных вод, не возобновляемые в процессе кругово­рота. Такие подземные воды используются на орошение в неко­торых районах, но объем их изъятий для этой цели невелик.

В орошаемом земледелии расходуются главным образом подземные воды, активно участвующие в круговороте воды и возобновляемые в его процессе. Например, в Индии, как это автор наблюдал во время его поездок по этой стране, орошение подземными водами производится преимущественно в тех слу­чаях, когда они питаются не только за счет фильтрации осад­ков, но также и оросительной воды. В таких случаях использо­вание подземных вод, требующее их откачки, позволяет избежать заболачивания орошаемых полей. Для борьбы с этим неблагоприятным явлением потребовался бы искусственный дренаж с густой сетью осушительных канав. Но вместо него вполне обоснованно практикуется откачка грунтовых вод с ис­пользованием их для орошения.

Источник

Описание реки Северский Донец

Андрей Словохотов 2 Материалы для описания русских рек и и истории улучшения их судоходных условий. Выпуск 23. Проект устройства водного пути от Белгорода и Харькова до устья реки Северского Донца. изыскания 1904-1908 г. Спб. 1910.

Обложкка сафьян, шелк, бумага лощеная) — ШИКАРНО.

В районие части реки Северского ДОнца и его притоков, пройденной изысканиями 1904-1906 гг. имеются следующие пункты, для которых географические широты и долготы определены триангуляцией Главного штаба.

с 43. координаты пунктов в осях 1906 г.
колокольня г. Белгорода — 1.107,38 — 760,69.
63
Река Северский Донец, самый главный и значительный приток Дона, впадает в него с правой стороны, на 202 версте от устья (Донских гирл) и в 149 верстах выше города Ростова. Исток Северского Донца находится в южной части Средне-русской возвышенности, которая пересекает Европейскую Россию в мереадиальном направлении, начинаяся на север, в Новгородской губернии, и оканчиваясь на юге, в Харьковской губернии и области войска Донского.

64. В той части этой возвышенности, где берет начало Северский Донец, возвышение плато над уровнем Черного моря колеблется от 129 до 117 сажень, а самый исток находится на высоте, может быть, 100 сажень над уровнем того же моря.
Недалеко от истока Севернаго Донца, берут начало и некоторые притоки Днепра, а именно Сейм, Псел с притоком Пеной, а также и реки Донецкого бассейна, Мокрый Корень и Короча. Общее направление верхняго течение реки Донца с севера на юг, но течет он в своем русле прихотливо извиваясь, описывая изгибы большие и малые и отклоняясь от общаго направления то к востоку, то к западу, до села Печенеги, находящагося верстах в 60 выше Змиева по течению, а от Змиева принимает общее юго-восточное направление, параллельное Дону и Днепру , и с этим направлением доходит почти до своего устья.
Местность где начинается Северский Донец: безлесая, изрезанная множеством живописных оврагов; лог реки начинается у деревни Плющины, где он имеет незначительную ширину, около 80 сажень, окружающие его нагорья круты и высоки, их абослютная высота над уровнем моря доходит до 129 сажень.
Самое русло Донца начинает обрисовываться верст 6 ниже,

здесь лог имеет ширину около 160 саж,несколько ниже, ширина его достигает 250 саж, здесь, около Донца, появляется лесная растительность, но сравнительно, на небольшом протяжении, она переходит в кустарник, и в 10 верстах от истока совершнно исчезает. В этом месте, река, в первый раз, разделяется на два рукава, образуя остров, имеющий 1,5 версты длины. Ниже острова, Донец преграждени плотиною, вследствии подпора этой плотины, ширина реки, на некотором протяжении, доходит до 50 саж, но сейчас же за плотиною, делается опять ничтожной. Такое же явление замечается и у следующих плотин, во множестве расположенных по Донцу, до Белгорода и утилизирующих, для промышленных целей, большое падение верхней части Донца, которое на этом 58 верстном протяжении реки , составляет около 55 сажень. Подходя к Белгороду, река имеет вид небольших прудов, соединенных друг с другом узкими протоками.
Ширина долины, на всем протяжении, до Белгорода, не превышает одной версты, долина покрыта травяною растительностью, местами, сильно заболочена, местами, на ней растут отдельные деревья и кусты. Высоты, окружающие ее, постепенно понижаются к Белгороду до 70-75 сажень над уровнем моря они состоят из меловых пород, преимущественно, из пишущего мела.

На всем верхнем протяжении реки, к долине ее примыкает множество оврагов, суходолов и впадает несколько незначительных притоков, леса встречаются только в нижней части верхнего участка реки.
мимо Белгорода, река протекает узкою лентой, сажени в 4 ширины, придерживаясь правых нагорьев обрамляющих долину, эти горы имеют значительную крутизну, с другой стороны, нагорья отодвинуты от реки и не так круты. Долина имеет здесь ширину около 2 верст, с левой стороны, она состоит, преимущественно, из песчанных отложений, а правая сторона имеет луговой характер.
В нескольких верстах от реки, с левой стороны, раскинулись большие лесные пространства, которые несколько ниже, у деревни Волковой, подходят к самой реке. леса тянутся к вдоль берегов Донца, на большой части его протяжения, до станицы Каменской, то занимая лишь ширину речной долины, то распространяясь на значительное растояние за ее пределы. Самые большие и лучшие леса находятся в Змиевском, Бахмутском, Изюмском уездах, в них растет дуб, клен, липа, ольха, осина, береза встречается лишь в незначительном колличестве, но сосна покрывает большие пространства, например у Святогорского монастыря, деревья этой породы здесь разводятся насаждением и достигают значительного роста, кроме переечисленных пород в долине Донца, растут фруктовые деревья: вишни, яблоки, груши, ореховый куст.
Несколько ниже Белгорода, река значительно расширяется и ширина ее доходит до 20, 30 и даже 50 сажень, это зависит от преграждения ее плотинами.

Против станции Нежеголь находится первое значительное староречье, которое образовалось при слиянии Донца с Нежеголью. Ниже у старой Товалжанки, река течет несколькими руслами, разделяясь на рукава, она имеет здесь вид маленьких озерков, соединенных между собой протоками. такой характер течения сохраняется приблизительно на 11 верстах, а затем, примерно, на 12 верстах, река течет в одном русле, имеющем ширину до 80 сажень. От слободы Рубежной, начинается вновь деление реки на рукава, здесь попадаются староречья в виде небольших озер, а ниже по течению, рукава, староречья и озера встречаются уже постоянно, до станицы Гундоровской, и заполняют местами, всю ширину затопляемой долины. Проитв слободы Мартовой, река образует большой остров, имеющий ширину более 4, 5 верст, здесь дно долины возвышается над уровнем моря на 40,5 сажень , а окружающие возвышенности имеют высоту от 70-75 сажень. Долина большею частью покрыта травяною растительностью, в перемешку с лесами, заболачиваний встречается мало, песков тоже.

У Змиева где течение заперто плотиною.

Гавани на шлюзованном С. Донце.

Гавани на шлюзованном Донце предполагается устроить в двух местах, а именно: в Харькове и Белгороде; проектом предусматривается уширение русла реки около этих городов. В Белгороде гавань имеет назначение перегрузочного пункта для грузов, следующих на север, а потому, на плане, показано, примерно, соединение с железным путем с путями станции Белгорода. Эти железнодорожные станции в смету не введены. Других искусственных пристаней на р. Сев. Донец устраивать не предполагается, имея в виду, что для этой цели может служить естественный берег реки, и, при достаточной ширине ей, не придвидится надобности в работах по уширению русла в тех пунктах, где условиями промышленной жизни эти пристани намечаются.

Источник



Alib.ru > Название книги: материалы для описания русских рек истории улучшения судоходных условий

Материалы для описания русских рек и истории улучшения их судоходных условий. Выпуск XLIV.Отчет по исследованиям рек и изысканиям соединительных водных путей в 1912 году.
13 больших раскладывающихся листов карт в приложениях Карта района рек Оби и Енисея , составленная по картам главного штаба в 1912 году. Карта средней части Урала.Балтийско -Черноморский водный путь..Общая карта изысканий Волжско-Депровско-Вислинской партии в 1912 году.Карта района рек Оби и Енисея , составленная по акртам главного штаба в 1912 году.Томский округ путей сообщения. 4 варианта построения Н.Тунгусско -Ленского канала.И другие карты. Из содержания: Отчет о работах по исследованию и составлению проекта Волжско-Сибирского водного пути в 1912году. Отчет о работах по исследованию Черноморско-Балтийского водного пути в 1912году. Отчет о работах Волжско-Днепровско-Вислинской изыскательной партии в 1912году. Отчет о работах Обь-Енисейской партии в 1912году. Отчет о работах партии по исследованию рек Кавказа в 1912году и др.

В продаже:

Продавец Описание Состояние Фото Купить по цене
1 BS-Trinity
Санкт-Петербург.
Санкт — Петербург Типография Училища глухонемых, 1907г. [3], 53 с.; Оригинальная издательская обложка, увеличенный формат. Состояние: хорошее ,штамп давно несуществующей организации Купить за 1500 руб.
2 BS-Bookingroom
Эстония.
СПб. Типография Министерства Путей Сообщения. 1903г. 37 с., 2 карты. Твердый изд переплет, энциклопедический (16,5 х 25,5) формат. Состояние: хорошее, старые печати, небольшие загрязнения. Ф1 – Ф2 – Ф3 Купить за 2000 руб.
3 BS-Trinity
Санкт-Петербург.
Санкт — Петербург Типография Училища глухонемых, 1907г. [3], 53 с.; составной издательский переплет, увеличенный формат. Состояние: хорошее ,штамп давно несуществующей организации Купить за 2200 руб.
4 BS-Trinity
Санкт-Петербург.
Санкт — Петербург Типография Училища глухонемых, 1906г. [6], 140 с.; твердый владельческий переплет, увеличенный формат. Состояние: хорошее ,штамп давно несуществующей организации Купить за 2600 руб.
5 BS-Trinity
Санкт-Петербург.
Санкт — Петербург Типография Училища глухонемых, 1906г. [6], 140 с.; составной издательский переплет, увеличенный формат. Состояние: хорошее ,штамп давно несуществующей организации Купить за 3000 руб.
6 BS-Trinity
Санкт-Петербург.
Санкт — Петербург Типография Училища глухонемых, 1907г. [3], 53 с.;+ Атлас — 6л.цв.карт. владельческий с кожаным корешком переплет, увеличенный формат. Состояние: хорошее ,штамп давно несуществующей организации Купить за 3000 руб.
7 BS-Atlas-sib
Новосибирск.
Санкт-Петербург Типография Мин.Путей Сообщения 1913г. 382с+13 карт издательский переплет, Энциклопедический формат. Состояние: хорошее, списан.библ.экз Купить за 4500 руб.
8 BS-Bookingroom
Эстония.
СПб. Типография Министерства Путей Сообщения. 1912г. VI, 183 c., 4 л.ил., 14 табл. Твердый изд переплет, энциклопедический (17,5*26,3) формат. Состояние: хорошее,печати на ин.яз. Ф1 – Ф2 – Ф3 – Ф4 – Ф5 – Ф6 Купить за 4500 руб.
9 BS-Trinity
Санкт-Петербург.
Санкт — Петербург Министерство путей сообщения (И.Н. Кушнерев и К). 1913г. VII,382 с.,13 л.карт. ил ., вкл. твердый владельческий переплет, Энциклопедический формат. Состояние: хорошее ,штамп давно несуществующей организации Купить за 6000 руб.
10 BS-Trinity
Санкт-Петербург.
Санкт — Петербург Министерство путей сообщения (И.Н. Кушнерев и К). 1913г. VII,382 с.,13 л.карт. ил ., вкл. твердый переплет, Энциклопедический формат. Состояние: хорошее ,штамп давно несуществующей организации Купить за 7000 руб.
11 BS-Trinity
Санкт-Петербург.
Санкт — Петербург В тип. Министерства Путей Сообщения (Товарищества И.Н. Кушнерев и Ко) 1912г. X 188с., ил., карт., пл., диагр.. Твердый полукожаный переплет эпохи., Увеличенный формат. Состояние: хорошее ,штамп давно несуществующей организации Купить за 7000 руб.
12 BS-domgen
Москва.
СПб. Министерство путей сообщения. И.Н. Кушнерев и К. 1912г. X 188с., илл., вкл., карты. Твердый полукожаный переплет эпохи., Увеличенный формат. Состояние: Хорошее, штампы. Переплет – Корешок – Оборот – Титул – Содержание-1 – 2 – 3 – Фото-1 – 2 – 3 – 4 – 5 – 6 – Карты-1 – 2 – 3 – 4 – 5 Купить за 10000 руб.
13 BS-pplbook
Москва.
СПб. Издание Управления Внутренних Водных Путей и Шоссейных Дорог (Типография Министерства Путей Сообщения). 1911г. 351с. Карты Твердый, авторский, полукожанный переплет, Состояние: Хорошее — очень хорошее. Есть штампы ликвидированной библиотеки Купить за 10000 руб.
14 BS-komo-antic
Москва.
С.-Пб. Тип. Министерство Путей Сообщения ( Т-ва И.Н. Кушнерев и Ко). 1912г. VI,183с.,ил.,XIV скл. табл. Картонный издательский шрифтовой переплет., Немного увеличенный формат. Состояние: Хорошее, следы от влаги, небольшая потертость перплета, владельческая подпись и наклейка на верхней крышке переплета. Посмотреть – Посмотреть – Посмотреть – Посмотреть – Посмотреть Купить за 12000 руб.
15 BS-komo-antic
Москва.
С.-Пб. Изд. Управления Внутренних Водных Путей и Шоссейных Дорог (по Отделу Водных Путей). Тип. Министерства Путей Сообщения (Т-ва И.Н. Кушнерев и Ко). 1906г. 85с.,1план,ил. Издательский шрифтовой картонаж. переплет, Немного увеличенный формат. Состояние: Хорошее, выцвел переплет, пометки владельческой библиотеки на форзаце. Посмотреть – Посмотреть – Посмотреть Купить за 12000 руб.
16 BS-labrador
Москва.
СПб. Типография министерства путей сообщения (Товарищества И.Н. Кушнеревъ и К). 1911г. 104 с, 6 л, 2 карты. Издательский картонный переплет, 17,5*25,6 см. Состояние: Удовлетворительная сохранность. Переплет с пртертостями, следы выцветания, надписи. На переплете, форзае, титул. л., стр. 17 штампы биб-к и музея водного транспорта, инв. номера. Следы реставрации. Небольшие расхождения кн. блока. переплет1 – титул – разворот стр с фото – разворот ст с картой – переплет2 Купить за 12000 руб.
Лучшие продавцы >>>

Copyright &#169 1999 — 2021, Ведущий и K&#176. Все права защищены.
Вопросы, предложения пишите в книгу

Источник

О природе © 2021
Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер.

Adblock
detector