книги из ГПНТБ / Федосеев, Иван Андреевич (1909-1998). Развитие гидрологии суши в России

сiHa дом- _ не выдаете^

АКАДЕМИЯ НАУК СССР

Институт истории естествознания и техники

И. А. ФЕДОСЕЕВ

РАЗВИТИЕ ГИДРОЛОГИИ СУШИ В РОССИИ

ИЗДАТЕЛЬСТВО АКАДЕМИИ НАУК СССР

Москва 1960

Предисловие

Впротекающих на Земле процессах, органических и неорга­ нических, воде принадлежит первостепенная роль. В. И. Вер­ надский указывал что ни одно природное тело не может срав­ ниться с водой по влиянию на ход основных, самых грандиоз­ ных процессов па земной поверхности. Ввиду огромного значе­ ния воды в природе, а значит и в жизни человеческого общества,

возник целый ряд научных дисциплин, изучающих свойства

воды и ее превращения, а также те процессы, в которых она участвует в качестве главенствующего элемента. Важнейшее место в этом ряду занимает гидрология суши.

Гидрология суши 12 может быть определена как научная дис­

циплина, изучающая распределениевод суши, их режим и зако­ номерности их взаимодействия с земной поверхностью и воз­

душной оболочкой. Основную и наиболее развитую часть гидрологии суши составляет гидрология рек, главнейшими раз­

делами которой являются учения о стоке и учение о русловых процессах. Именно истории развития этих разделов, определя­ ющих инженерное значение современной гидрологии суши, в

этой работе уделено основное внимание.

Гидрология суши, начавшая свое формирование примерно с 80-х годов XIX в., до Великой Октябрьской социалистической

рия природных вод, ч. 1, вып. 1. Л., 1933, стр. 9.

2 Сам термин «гидрология», употребленный впервые в сочинении не­ мецкого ученого Мельхиора, изданном в 1694 г. во Франкфурте-на-Майне, появился в русской литературе едва ли раньше второй половины XVIII столетия. В статье «О натуральной истории вообще», напечатанной в марте 1762 г. в «Сочинениях и переводах к пользе и увеселению слу­ жащих», И. Варгентин пишет, что «под каким бы названием не рассу­ ждать о воде, однако знание оной, то-есть гидрология, есть полезная и нужная часть натуральной истории...». В русском переводе книги Баль­

знание о водах естественных, различая воды простыя от сложенных».

3

стоятельную научную дисциплину она выделилась лишь в 20-х

годах XX в. Следовательно, история развития гидрологии суши

в нашей стране может быть разделена на два периода: период до Великой Октябрьской социалистической революции и совет­ ский период.

В данной работе показано, что в первый период, начало ко­ торого уходит в глубокую древность, происходило накопление фактических данных и прежде всего гидрографических сведе­ ний об отдельных водных объектах. Наибольшее развитие полу­ чили в этот период гидрография (описательная часть гидроло­ гии) п гидрометрия (измерительная ее часть). И хотя постепен­ но накапливались элементы гидрологических знаний, появились

обобщающие представления по отдельным вопросам, гидрология в современном значении этого понятия начала складываться лишь в самом конце первого периода. Только после Октябрьской революции, когда все естественные богатства нашей страны ста­ ли общенародным достоянием и Советское государство присту­

пило к планомерному использованию их, явилась возможность широких комплексных исследований водных объектов и углуб­ ленного опытного и теоретического изучения проблем гидро­ логии.

Одной из характерных черт развития отечественной гидро­ логии является ее тесная связь с запросами практики, с хозяй­ ственной деятельностью людей. Но только практика социали­ стического строительства поставила перед гидрологией задачи, решение которых могло быть успешным лишь на основе разви­ тия всех разделов гидрологии, а не отдельных ее частей, как

это было раньше. И все же, несмотря на ограниченность запро­

сов, предъявлявшихся к гидрологии в первом периоде ее разви­ тия, роль русских ученых в создании гидрологической науки была исключительно плодотворной. Крупные достижения в гид­ рологии связаны с именами М. В. Ломоносова, А. И. Воейкова и В. В. Докучаева, В. М. Лохтина и Н. С. Лелявского, М. А. Рыкачева и Е. А. Гейнца, Ф. Г. Зброжека и Н. Е. Долгова, Е. В. Оппокова и Э. М. Ольдекопа, В. Г. Глушкова и многих других

деятелей русской науки.

Но хотя русские ученые внесли большой вклад в развитие гидрологии, пока еще не существует работы, в которой нашли бы обобщенное освещение гидрологические исследования и тео­

ретические достижения в области гидрологии суши в дореволю­ ционной России. Из дореволюционных работ, касавшихся исто­ рии гидрологии суши, можно назвать лишь книгу Е. В. Оппокова «Режим речного стока в бассейне верхнего Днепра», в первом томе которой (1904) содержится много сведений из истории учения о стоке, и книгу К. А. Акулова «Выправительпые рабо­ ты па р. Днепре» (1914), в которой автор кратко излагает исто­

4

рию развития учения о русловых процессах. Небольшие очеркп

по истории гидрологии суши имеются в современных учебниках

иучебных пособиях по гидрографии, гидрологии и гидрометрии (С. А. Советова, М. А. Великанова, Б. А. Аполлова, Е. В. Близняка, А. В. Огиевского, Л. К. Давыдова, Д. Л. Соколовского

идр.). Наиболее ранними историческими работами по гидроло­

гии суши, напечатанными после революции, являются два очерка: В. М. Родевича «Обзор произведенных до 1923 года ис­ следований рек России» и Л. С. Берга «Очерк исследований

озер России». Оба очерка относятся к 1923 г. В очерке В. М. Ро­

девича приводится достаточно полная сводка того, что было сделано в нашей стране к 1923 г. в области исследования рек. Однако автор, прослеживая развитие исследований вод суши, почти вовсе не останавливается па научных результатах иссле­ дований, на огромной роли русских ученых в создании гидро­ логии. Сказанное в равной мере относится и к работе Л. С. Бер­ га. Приходится вместе с тем отметить, что в работах некоторых авторов имеются — и порой досадные — неточности фактиче­

ского характера и встречается не всегда правильная оценка состояния исследований и развития науки.

Автор предлагаемой вниманию читателя книги взял на себя задачу осветить основные, этапы истории гидрологии суши в первом, дореволюционном, периоде ее развития, основывая свое исследование па литературных первоисточниках и в некоторых

случаях — на архивных материалах.

Хотя работа посвящена истории развития гидрологии суши

вРоссии, в ней показаны также достижения иностранных уче­ ных в области гидрологии. Там, где речь идет о развитии основ самой науки, трудам иностранных исследователей уделено долж­ ное внимание.

Автор считал необходимым предпослать основной части ра­ боты краткое «Введение», в котором даны сведения о познании вод древними народами.

Изложение ведется в хронологическом порядке. Однако в

некоторых случаях, ради цельности представления о развитии той или иной проблемы, автор считал целесообразным выходить за рамки рассматриваемых периодов. По тем же вопросам, кото­ рые и до сих пор остаются не вполне ясными и даже спорными,

всамом тексте или в сносках кратко излагаются современные

взгляды.

ВВЕДЕНИЕ

Накопление знаний о воде, ее круговороте в природе проис­

ходило в процессе непосредственного общения человека с мо­ рями, озерами, реками. На заре истории человеческого общества

реки, несомненно, имели огромное значение в его развитии.

Известно, что долины таких рек, как Тигр и Евфрат в Месо­ потамии, Инд и Ганг в Индии, Нил в Египте, Хуанхэ и Янцзы­ цзян в Китае, Днепр, Сыр-Дарья и Аму-Дарья на территории нашей страны, явились колыбелями наиболее древних человече­ ских культур.

Естественно, что человек, как только начал переходить к оседлому образу жизни, местами своей оседлости избирал прежде всего долины рек. Реки обеспечивали людей и скот во­ дой. В реках ловили рыбу, а в прибрежных лесах люди собира­ ли растительную пищу и занимались охотой.

Когда-то реки были почти единственными удобными путями

сообщения между племенами, и начало использования рек в транспортных целях уходит в самую далекую глубь веков.

В поймах рек с их плодородной илистой почвой человек находил благоприятные условия для возделывания сельскохо­

зяйственных культур, в том числе и таких, которые нуждаются в искусственном орошении. Попятно, что поливное земледелие могло возникнуть лишь в результате длительного накопления практического опыта. Сначала люди должны были убедиться в том, что па землях, временно затопляемых естественными раз­ ливами рек, получается более высокий урожай. Расшире­ ние площадей искусственного орошения находилось, в тесной

зависимости от потребностей общества в продуктах питания и от совершенствования средств труда.

Наиболее древними народами, столкнувшимися с необходи­ мостью вмешательства в естественный режим рек с целью из­ менения его применительно к нуждам земледелия, были народы Месопотамии.

■Уже первые общины, образовавшиеся в южных болотистых районах Междуречья еще за 5 тысяч лет до и. э., делали боль-

6

шие насыпи для устройства своих поселений и проводили осу­ шительные и оросительные работы. Позднее, в IV—III вв. до н. э., когда образовались рабовладельческие государства Шуме­ ра и Аккада, проводились уже крупные работы по регулирова­ нию рек Тигра и Евфрата и устройству больших каналов, имев­ ших общегосударственное значение и использовавшихся для орошения и судоходства. О системе одного из каналов, постро­ енного шесть тысяч лет тому назад, американскими учеными

недавно были добыты сведения, свидетельствующие о сложности системы и большом протяжении канала Г

Ценнейшим документом, из которого мы узнаем о широком развитии гидротехнических работ в древней Вавилонии, являет­ ся дошедший до нас кодекс царя Хаммурапи (1792—1750 гг. до н. э.), написанный на базальтовом столбе, найденном в 1901 г. французским ученым де Морганом *2.

К древнейшим временам относится зарождение земледельче­ ской культуры, основанной на орошении, в Египте. Экономиче­ ская жизнь Египта находилась в непосредственной зависимости от Нила, разливы которого, орошая долину и покрывая ее слоем плодородного ила, всецело определяли в этой жаркой стране урожаи сельскохозяйственных культур.

Греческий историк Геродот, посетивший Египет около 460 г. до н. э., отмечая исключительное значение Нила для земледе­ лия, пишет, что «река наводняет и орошает ноля, а оросивши, вступает в свои берега; тогда каждый засевает свое поле и пус­ кает на него свиней, которые и втаптывают семена в землю» 3.

Имеются свидетельства того, что еще в IV тысячелетии до п. э. египтяне устраивали дамбы для регулирования уровня Нила. К тому же времени относятся и открытые французской экспедицией в начале XIX в. первые ниломеры — устройства для наблюдения за колебанием уровня воды в реке. В книге английского инженера Г. Херста «Нил» дается описание по­ строенного около 711 г. и. э. водомера на острове Рода (Каир). «Это,— пишет Херст,— мраморная колонна, установленная в центре большого квадратного колодца, на стенах которого на­ несены арабские надписи религиозного содержания. Колодец посредством галерей сообщается с рекой, а сверху в него спус­ кается лестница, по которой наблюдатель может сойти до уров­ ня воды и прочесть отметку па рейке, высеченной на колонне» 4.

До нашего времени дошли сводки уровней, зарегистрирован­

ных описанным пиломером, начиная с 860 г. «В мире пет,—

отмечает Херст,— других последовательных рядов данных,

. 1 «Science», 1954, August 2'0, vol. 120, N 3221, p. 293.

2 В. И. Авдиев. История древнего Востока. М., 1948, стр. 75. 3 Там же, стр. 118.

4 Г. Хере т. Нил. М., 1954, стр. 261.

7

относящихся к метеорологическим явлениям, которые можно было бы сравнить с этими сводками уровней Нила» 5.

G целью регулирования уровня Нила египтянами во II тыся­ челетии до н. э. было создано в Фаюмском оазисе крупное водо­ хранилище (Меридово озеро), для наполнения и опорожнения которого были устроены два параллельных канала, соединяв­ ших водохранилище с Нилом.

В древнем Египте началось применение водоподъемных

устройств, в частности «шадуфа» («журавля»), основанного на принципе рычага. Его изображение имеется на стенах гробницы в Фивах, относящейся примерно к 1250 г. до н. э.

Стремясь разгадать причину разливов Нила, египетские фа­ раоны пытались отыскать его истоки. «Загадка» Нила, о которой

Гораций говорит: «Дивится Нил, что место рождения вод

таит» 6, была разгадана лишь в XVI в., когда было установлено,

что причиной разливов Нила являются дожди, выпадающие в Абиссинском нагорье.

Несомненно, что к временам глубокой древности восходит сознательное вмешательство человека в естественный режим рек и, следовательно, накопление гидрологических сведений в Китае и в Индии, где, как и в Месопотамии и Египте, земледе­ лие не могло развиваться успешно без искусственного оро­ шения.

Китайский народ, создавая первые очаги земледельческой культуры в области среднего и нижнего течения Хуанхэ, наряду с устройством сети ирригационных каналов, должен был вести упорную организованную борьбу с губительными разливами этой реки, часто выходившей из берегов. Из века в век населе­ ние Китая производило огромные работы по возведению огра­ дительных дамб вдоль берегов рек и устройству каналов для

отвода полых вод и наносов и орошения прилегающих к рекам земель. Но как ни велики были устраиваемые дамбы, они не могли по-настоящему обуздать стихийных разливов рек, надеж­ но противостоять напору катастрофически высоких вод во вре­ мя половодий. Оградительные насыпи вновь и вновь прорыва­ лись. Так, относительно Хуанхэ известно, что с 602 г. до н. э. (когда появились первые письменные сведения об этой реке)

до 1938 г. она в своем нижнем течении прорывала дамбы в среднем четыре раза в каждые десять лет 7.

Известно также, что в течение этого времени Хуанхэ пять раз изменяла направление своего русла в нижней части, пере­

8