Солнечная печка. Как сделать солнечную печь своими руками

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

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

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

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

Волго-Донской судоходный канал

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Среднегерманский канал

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

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

Судоходный канал – искусственный водный путь, предназначенный дня соединения отдельных водных объектов (рек, озер, морей и океанов). Кроме транспортных связей каналы могут использоваться для водоснабжения населенных пунктов и промышленных предприятий, орошения земель и решения других водохозяйственных целей.

Судоходные каналы классифицируются по следующим основным признакам:

По назначению: обходные и соединительные.

Обходные каналы устраивают в обход препятствий, опасных для судоходства на отдельных участках естественного водного пути (каменистое русло реки, пороги, водопады, волновой режим озер, морей и океанов и т.п.). Примерами таких каналов могут служить канал в долине р. Выг по трассе Беломорско-Балтийского канала, Уэллендский канал в Канаде между озерами Эри и Онтарио в обход Ниагарского водопада, Ладожский канал, который использовался для судоходства в периоды штормов и другие. К обходным каналам относятся также каналы, проложенные к различным гидротехническим сооружениям или в обход напорных ГТС, по мелководным участкам рек и водоемов. Они являются подходными каналами к шлюзам и судоподъемникам, пристаням и портам, промышленным предприятиям, а также для входа в устья рек и водоемов.

Соединительные каналы обеспечивают воднотранспортные связи между отдельными водными объектами и позволяют существенно сократить протяженность водного пути. Так, например, Панамский канал обеспечивает движение судов по кратчайшему пути между Атлантическим и Тихим океанами, а Беломорско-Балтийский – между Белым и Балтийским морями. Большинство построенных каналов в России и за рубежом – соединительные.

По техническому устройству: открытые и шлюзованные каналы.

Открытые каналы не имеют в своем составе напорных сооружений и соединяют водные объекты примерно с одинаковыми отметками уровней воды. Примерами таких каналов являются: соединительный Суэцкий (Средиземное и Красное моря), обходной Ладожский и другие. К достоинствам открытых каналов относятся: хорошая обеспеченность их питания водой и свободное движение судов, а к недостаткам – большие объемы земляных работ, связанные с рельефом местности и необходимостью обеспечения гарантированных судоходных глубин, а также наличие течения при изменяющихся отметках уровней воды в соединяемых водоемах.

Шлюзованные каналы имеют в своем составе различные напорные гидротехнические сооружения - плотины, шлюзы, насосные станции, дамбы, гидроэлектростанции, водоспуски, и представляют собой зарегулированные участки водного пути. Концы таких каналов, как правило, выходят в водные объекты с различными отметками уровней воды, а трасса каналов может проходить через один или несколько водоразделов между водосборными бассейнами рек, озер и морей. Шлюзованные каналы могут быть обходными (Белозерский, Уэллендский) и соединительными (Волго-Балтийский, Панамский и др.), односклонными (Уэллендский, Сайменский) и двухсклонными (Волго-Донской, Кильский и многие другие каналы России и мира). В шлюзованных каналах обеспечиваются зарегулированные водные режимы бьефов и гарантированные судоходные глубины, отсутствуют течения и меньшая их заносимость по сравнению с открытыми каналами. К основным недостаткам таких каналов можно отнести наличие дорогостоящих напорных гидротехнических сооружений и необходимость шлюзования при проходе судов, а также затруднения с питанием каналов водой, в особенности на водораздельных участках.

По классу проходящих судов: морские, озерные и речные.

Морские каналы предназначены для плавания по ним морских судов и имеют большие размеры по ширине и глубине. Морскими каналами являются Суэцкий, Панамский, Петербургский, Вентспилский и др. По ним могут плавать и суда смешанного (река-море) плавания.

Речные и озерные каналы также позволяют плавание судов типа “река-море”, но они имеют меньшие размеры по сравнению с морскими каналами. Примером озерного канала может служить Уэллендский канал, а из речных, кроме уже упомянутых, – Днепро-Бугский, канал им. Москвы, Средне-Германский и др.

По способу питания водой: каналы с естественным и искусственным питанием.

Каналы с естественным питанием обеспечиваются водой за счет естественного стока в бассейн канала (Беломорско-Балтийский, Волго-Балтийский, Сайменский, Кильский и др.).

Каналы с искусственным питание обеспечиваются водой частично за счет естественного стока, а также посредством насосных станций, перекачивающих воду из нижних бьефов в верхние до водораздельного бьефа (Волго-Донской, им. Москвы, Средне-Германский и др.).

По условиям прокладки и расположения: по дну морей озер, водохранилищ и в руслах рек, по суше в материке.

Каналы, прокладываемые по дну водных объектов, как правило, являются подходными каналами к пристаням, портам и другим объектам (Петербургский, Архангельский, Волго-Каспийский и др.). Они имеют неполное поперечное сечение: их нижняя часть является прорезью (выемкой) на дне водоема, а верхняя часть находится в водоеме.

Каналы, прокладываемые по суше материка, выполняются в выемке, полувыемке - полунасыпи и реже в насыпи; они имеют полное поперечное сечение.

По условиям эксплуатации: с односторонним и двухсторонним режимом движения судов. Каналы с односторонним движением имеют меньшую ширину судового хода, чем каналы с двухсторонним движением.

По длительности навигации различают каналы круглогодичного и сезонного плавания судов. Каналы с сезонными условиями плавания расположены в климатических зонах с длительными периодами отрицательных температур (каналы Северной Америки, северо-западной и центральной части России и др.).

По использованию: судоходные каналы и каналы комплексного назначения.

Каналы комплексного назначения, кроме судоходства, используются также и для решения других водохозяйственных целей, таких как, орошение земель (Волго-Донской, Каракумский), водоснабжение и обводнение малых рек (канал им. Москвы), гидроэнергетика (Волго-Балтийский, Беломорско-Балтийский и др.) и т.п.

По интенсивности судоходства: каналы делятся на классы.

Морские каналы подразделяются на три класса: 1 – при суточном судообороте свыше 5 судов; 2 – от 2 до 5 судов; 3 – менее 2 судов. Речные каналы России подразделяются на семь классов в зависимости от гарантированной глубины судового хода (см. п. 1.2 гл. 1). Речные каналы Западной Европы делятся на шесть классов.

При проектировании судоходных каналов особое внимание уделяется выбору трассы, района соединения водных объектов и отметки водораздельного бьефа.

Трасса – ось канала на плане местности, состоящая из прямолинейных и криволинейных участков. Ее намечают по кратчайшему расстоянию между водоемами и стремятся проложить по наиболее низким отметкам местности во избежание больших объемов земляных работ. Необходимо также учитывать, что стоимость каналов зависит от рода разрабатываемых грунтов. Устройство каналов в нескальных грунтах обходится дешевле, чем в скальных.

При выборе района соединения предпочтение отдают экономически развитым районам с целью привлечения дополнительных грузопотоков на водный транспорт. Водораздельный бьеф должен быть обеспечен водой и иметь наименьшую отметку. При небольших отметках водораздела уменьшается общее количество напорных гидротехнических сооружений, а следовательно, и стоимость строительства судоходного канала.

При проектировании судоходных каналов необходимо также учитывать возможность комплексного использования водных ресурсов с целью удовлетворения различных нужд водопотребителей.

Обычно намечают несколько вариантов трассы канала и выполняют их сравнение по строительной стоимости, эксплуатационным расходам и себестоимости перевозок грузов.

Поперечное сечение судоходного канала, проложенного по суше материка, может иметь следующие основные формы: прямоугольную, трапециевидную, ложбинообразную и полигональную (см. рис. 11.1).

Каналы прямоугольного или близкого к нему сечения (рис. 11.1, a) возводятся, в основном, в скальных грунтах и иногда в нескальных грунтах при прохождении трассы канала через крупные населенные пункты. Они требуют меньшей ширины, удобны по условиям эксплуатации судов, однако трудоемки в исполнении и имеют высокую стоимость.

Каналы трапециевидного сечения (рис. 11.1, б) чаще всего устраивают в нескальных грунтах, они являются простыми по условиям изготовления, но подвержены размыву от воздействия судовых волн и движителей судов. Их рекомендуется применять на каналах с малоинтенсивным движением судов.

Ложбинообразная форма поперечного сечения (рис. 11.1, в) является более устойчивой от размывов, однако сложна по устройству. Каналы такой формы строятся редко, могут применяться только в качестве обходных при возведении отдельных гидроузлов и имеют сравнительно небольшую длину.

Полигональное сечение (рис. 11.1, г) более устойчиво от размывов по сравнению с трапециевидной формой, оно устраивается в нескальных грунтах и получило широкое применение при строительстве каналов с интенсивным двухсторонним движением судов.

Рис. 11.1. формы поперечного сечения каналов:

а) прямоугольная; б) трапециевидная; в) ложбинообразная;

г) полигональная

Формы поперченного сечения каналов, представленные на рис. 11.1, приведены для одинаковых габаритов судового хода: ширины по дну (В ) и глубины воды (S k ). Размеры поперечного сечения каналов определяются по условиям безопасности плавания судов и будут рассмотрены ниже на примере речного судоходного канала полигональной формы.

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

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

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

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

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

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

Ровно 80 лет назад был открыт знаменитый Беломорканал, ставший одним из самых величайших рукотворных водных путей в мире. В честь этой памятной даты рассказываем о самых знаменитых и удивительных каналах, на которых можно побывать.

Проложенный на костях тысяч заключенных ГУЛАГа канал стал не только названием знаменитых советских папирос, но и одним из символов индустриализации СССР, выведшей страну в число мировых сверхдержав. Будучи построенным за рекордно короткие сроки, Беломорканал изначально именовался в честь Иосифа Сталина, чей памятник когда-то красовался на одном из берегов. В настоящее время это по-прежнему важная транспортная артерия и набирающее популярность туристическое направление, каждый год увеличивающее пассажиропоток.

Важнейший немецкий водный транспортный путь, связывающий между собой несколько канальных систем, рек и озер, до сих пор пропускает через себя миллионы тонн грузов. Живописнейшие берега привлекают к нему тысячи туристов, любящих путешествовать на прогулочных кораблях. Но главными достопримечательностями канала являются удивительные и впечатляющие водные судоходные мосты - Магдебургский и Минденский. Каждое прохождение огромного корабля по ним привлекает сотни любопытных зевак.

Живописный действующий канал, служащий кратчайшим путем для судов, следующих из Балтийского в Северное море. Верно служивший на благо шведской казны с середины девятнадцатого века, к настоящему времени он утратил свое стратегическое значение - с тех времен и тоннаж кораблей поменялся, и железные дороги получили бурное развитие. Зато в обмен на звание главной северной транспортной артерии он получил должность очень посещаемого путешественниками туристического канала - высокая наполняемость круизных теплоходов и популярность Геты у любителей парусного спорта оставляют этот водный путь востребованным.

Величайший канал за всю историю человечества, соединивший собой воды Тихого и Атлантического океанов. Служа важнейшим судоходным путем, он переваливает через себя умопомрачительное количество грузов (тем самым наполняя бюджет Панамы), являясь еще и популярным туристическим объектом. Проплыть под знаменитым «Мостом Двух Америк» - отличный способ дополнить яркими впечатлениями свой морской круиз.

Другой из числа величайших каналов мира, похоже, никогда не утратит своей востребованности для международных грузоперевозок. На протяжении 163 километров водной дороги, без единого шлюза связывающей Средиземное и Красное море, располагается немало достопримечательных чудес инженерной мысли, которых без «Суэца» никогда бы не существовало. Это - поворотный мост Эль-Фердан, туннель Ахмеда Хамди и вантовый мост, носивший имя свергнутого диктатора Хосни Мубарака.

Система каналов в Таиланде долгое время служила важнейшими водными дорогами для доставки людей и грузов из удаленных друг от друга уголков страны. Как и престало устаревшим, а от того слишком узким и мелким рукотворным рекам, свое экономическое значение клонги к настоящему времени потеряли, что навсегда поставило крест на некоторых из них, засыпанных и превращенных в обычные мостовые. Но не всем - часть таиландских каналов остались нетронутыми, добавляя этой стране туристической привлекательности. Так многие районы Бангкока из-за них именуют «азиатской Венецией», благодаря красивейшим видам водных улиц, на которых располагаются плавучие рынки, которые бороздят традиционные прогулочные лодки.

Несмотря на свою небольшую протяженность (всего шесть километров) важности для греческого судоходства Коринфскому каналу до сих пор не отнять, пусть он уже и не способен пропускать широкие океанические лайнеры. Но даже если когда-нибудь он перестанет использоваться для транспортировки грузов, от туристических кораблей этому водному пути не отделаться - естественные стены канала, достигающие в высоту 76 метров, впечатляют с любого ракурса. Но лучший - это в полете на банджи с одного из мостов.

Транспортная система, когда-то питавшая грузами всю Великобританию, к нашим дням полностью утратила свое стратегическое значение. Теперь Каледонский канал - популярнейшее место для прогулок на круизных речных теплоходах, популярность которого обеспечивается потрясающими видами на природные богатства Шотландии. Шутка ли, но именно эта канальная система связывает такие ледниковые озера, как Лох-Несс и Лох-Лохи.

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

V = C R ⋅ I , {\displaystyle V=C{\sqrt {R\cdot I}},} Q = ω C R ⋅ I , {\displaystyle Q=\omega C{\sqrt {R\cdot I}},} V - средняя скорость потока, м/с; C - коэффициент сопротивления трения по длине (коэффициент Шези), м 0,5 /с, являющийся интегральной характеристикой сил сопротивления; R - гидравлический радиус , м; I - гидравлический уклон , который при равномерном движении потока со свободной поверхностью равен уклону свободной поверхности; ω - площадь живого сечения, м 2 .

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)