11.6. Судоходные каналы России

Канал им. Москвы (рис. 11.9) длиной 126 км соединяет водохранилище Иваньковского гидроузла на р. Волге и р. Москву. Северный склон канала длиной 73 км имеет пять шлюзов, которые обеспечивают подъем судов на 38 м. Водораздельный бьеф канала имеет длину 49 км (между шлюзами № 6 и № 7). Короткий южный склон (4 км) в пределах г. Москвы преодолевается двумя двухкамерными шлюзами № 8 и № 9.

Водораздельный бьеф канала питается волжской водой, которая подается насосными станциями и расходуется как на шлюзование судов, так и на водоснабжение г. Москвы.

На водоразделе располагаются Икшинское, Учинское, Клязьменское и Химкинское водохранилища. Насосные станции размещены на гидроузлах № 2, № 3, № 4, № 5 и № 6.

Рис. 11.10. Продольный профиль Волго-Донского канала

Рис. 11.9. Продольный профиль канала им. Москвы

Волго-Донской (рис. 11.10) судоходный каналсоединяет р. Волгу с р. Дон. Длина канала 101 км. При этом Волжский склон имеет длину 21 км, на котором расположено 9 шлюзов, с помощью которых суда поднимаются от р. Волги до водораздельного бьефа на 88 м. Спуск судов от водораздельного бьефа, где между шлюзами № 9 и № 10 располагается Варваровское водохранилище, до Цимлянского водохранилища на р. Дон производится на 43 м через 4 шлюза. Питание водораздельного бьефа производится донской водой с помощью 3-х насосных станций.

Рис. 11.11. Продольный профиль Волго-Балтийского канала

Волго-Балтийский канал (рис. 11.11) распложен между Онежским озером и Рыбинским водохранилищем на р. Волга. На северном склоне канала (подъем 80 м) расположено 6 шлюзов (№ 1-6), на южном склоне (13 м) один Шекснинский шлюз (№ 7). В последние годы на Шекснинском гидроузле параллельно шлюзу № 7 построен шлюз № 8 с несколько большими габаритами. Этот шлюз является первым из шлюзов II-ой нитки Волго-Балтийского канала, которую планируется построить в перспективе.

Питание водораздельного бьефа канала, где расположено Белое озеро, осуществляется за счет естественного стока многочисленных рек, крупнейшими из которых являются река Ковжа, Вытегра, Шексна. Этого стока достаточно не только для шлюзования судов, но и для выработки электроэнергии на Шекснинской и Вытегорской ГЭС.

Беломорско-Балтийский канал(рис. 11.12) длиной 227 км соединяет Онежское озеро и Белое море. Южный склон канала имеет семь шлюзов, из которых шесть – двухкамерные. Высота подъема Онежского озера до водораздельного бьефа 70 м. Северный склон в сторону Белого моря имеет падение 100 м, которое преодолевается двенадцатью шлюзами. Питание водораздельного бьефа и промежуточных бьефов между полушлюзами естественное за счет стока рек и крупных озер. Крупнейшие реки Выг, Сегежа, а самое крупное – озеро Выг. На трассе Беломорско-Балтийского канала построено несколько гидростанций.

Рис. 11.12. Продольный профиль Беломорско-Балтийского канала

11.7. Крупнейшие судоходные каналы мира

Панамский канал(рис. 11.13) соединяет Атлантический и Тихий океаны, образуя водный путь через Панамский перешеек. Идея создания водного пути между океанами возникла еще в 1534 году, когда король Испании Карлос I приказал выполнить осмотр маршрута предполагаемого канала. Однако только в 1880 году к строительству канала приступила французская компания, но в течение 20 лет ей не удалось выполнить задуманный проект. В 1903 году США и Панама подписали договор о строительстве. Спустя 10 лет канал был построен, и 15 августа 1914 года через него прошли первые суда.

Рис. 11.13. Продольный профиль Панамского канала

Панамский канал имеет 3-х камерный Гатунский шлюз, который позволяет судам из Атлантического океана подняться на 26 метров над уровнем моря и выйти в оз. Гатун. Оттуда суда проходят каналом к однокамерному шлюзу Педро-Мигель, где опускаются на 9,5 м, а затем, пройдя озеро Мирафлорес и одноименный двухкамерный шлюз, попадают в Тихий океан. Подходной канал от океана до шлюза рассчитан на приливы и отливы высотой 3 м.

Камеры судоходных шлюзов канала имеют размеры: длина – 305 м, ширина – 33 м, напоры на каждую камеру 9,0...9,5 м.

Для шлюзования судов используются запасы воды, которые накапливаются в озере Гатун, площадью 423 кв. км за счет стока реки Чагрес. Постоянный уровень воды в озере Гатун поддерживается Гатунской земляной плотиной, а потери воды из озера компенсируются попусками воды из озера Модден, которое расположено в русле реки Чагрес и поддерживается водорегулирующей плотиной.

Через канал проходят суда с осадкой 12 метров. Время прохождения судна занимает 9 часов.

Затраты на эксплуатацию канала составляют 450 млн. долларов в год, при этом 100 млн. долл. затрачивается на техническое обслуживание и усовершенствование канала.

В настоящее время канал обслуживается совместной Панамо-американской комиссией. В дальнейшем предполагается передача канала в ведение государства Панама. В 2009 г. началось строительство на канале третьей нитки шлюзов, что расширит пропускную способность канала.

Суэцкий каналсоединяющий Средиземное и Красное море, имеет исключительно важное значение, открывая прямой водный путь из Европы в Азию и Австралию, сократив при этом на десятки тысяч километров прежний водный путь в обход Африки вокруг мыса Доброй Надежды.

Идея соединения двух морей – Средиземного и Красного – зародилась в глубокой древности. По некоторым данным такой канал существовал, но соединял он Красное море с одним из протоков Нила, по которому суда фараонов выходили в Средиземное море.

Существующий канал минует реку Нил и непосредственно соединяет Средиземное и Красное море. Первый проект соединения был составлен в 1803 году французскими инженерами по заказу Наполеона, однако только в 1858 году французскому предпринимателю Лессепсу удалось приступить к его реализации. Для строительства канала привлекались египетские крестьяне (феллахи). Число рабочих в 1863 году составляло более 36 тысяч человек. В 1869 году канал был открыт для судоходства.

Трасса канала с севера проходит по лагунам, сообщающимся с рукавами Нила и со Средиземным морем, затем по песчаной пустыне, возвышающейся сначала на 4 м, а потом до 12-15 м над уровнем моря. Это наиболее высокая часть местности. Затем канал проходит по болотистой местности, по озеру Тимза, по двум соленым озерам (Большое и Малое), снова по песчаной равнине, а затем пересекает скальный массив, протяжением около 10 км.

Общее протяжение канала после открытия составляло 164 км при глубине 8 м. В настоящее время глубина канала увеличилась до 12 м и его длина возросла до 171 км за счет продления мелководной части со стороны Средиземного и Красного морей.

Ширина канала по дну при открытии была равной 22 м, в настоящее время его ширина составляет более 60 м.

Колебания уровня Средиземного моря у Порт-Саида вследствие ветровых сгонов и нагонов составляют 0,6 м. Приливов и отливов здесь не наблюдается.

В южном устье канала у города Суэц в связи с сообщением Красного моря с Индийским океаном наблюдается приливно-отливные колебания от 1 до 2 м. Эти незначительные колебания уровней не вызывают существенных течений по каналу, тем более что на трассе канала расположен ряд озер, которые снижают уклоны вдоль канала. Это и позволило построить Суэцкий канал открытым, без устройства судоходных шлюзов - как в устьевых участках, так и по всей трассе.

Кильский канал(рис. 11.14) соединяет Кильскую бухту Балтийского моря с устьевым участком реки Эльбы, недалеко от ее впадения в Северное море.

Рис. 11.14. Продольный профиль Кильского канала

Создание глубоководного Кильского канала Германией было обусловлено рядом причин. Во-первых, стремлением избежать прохода судов по датским проливам, где извилистый фарватер и малые глубины допускают движение судов с осадкой не более 8-9 м. Во-вторых, необходимостью избежать опасности для судов, вызванных частыми туманами на северном побережье страны. И, в-третьих, необходимо было сократить протяженность водного пути.

В период, когда были принято решение о строительстве канала (1871 г.)Германии, необходимо было предвидеть возможность ведения боевых действий как в Северном, так и в Балтийском морях. Поэтому Кильский канал был построен в 1895 году в габаритах, обеспечивающих пропуск военных кораблей, а в 1914 году перед началом первой мировой войны был реконструирован.

Местность по трассе канала длиной 99 км представляет равнину, высота которой составляет в основном 10-15 м над уровнем моря.

Как со стороны Балтийского, так и стороны Северного морей возведены шлюзы, которые компенсируют колебания уровней.

В Кильской бухте, имеющей воронкообразную форму, происходят колебания уровней, вызванные ветровыми нагонами (до 3 м) и сгонами(до 2,3 м). В другом конце канала колебания уровней вызваны приливами и отливами, что приводит к ежесуточным колебаниям уровней до 9 м.

Шлюзы Кильского канала имеют габариты: длина 330 м, ширина45 м, глубина на пороге 13,8 м.

Сайменский канал(рис. 11.15) соединяет системы внутренних озер Финляндии (оз. Сайма) с Балтийским морем. Канал проходит частично по территории России, которая передана в аренду Финляндии. Так как уровень воды озера Сайма расположен на 70 м выше уровня Балтийского моря, то перепад между озером и морем преодолевается восьмью шлюзами, расположенными по трассе канала. Трасса канала по финской территории имеет длину 23,33 км, в том числе 21,15 км по искусственному руслу, а 2,18 км по озерам. На российской стороне 10,91 км по искусственному руслу, а 8,69 км по озерам.

Рис. 11.15. Продольный профиль Сайменского канала

Питание канала осуществляется из озера Сайма, а также за счет притока малых рек и озер на трассе канала. Регулирование уровней в бьефах производится через сифонные водосбросы, установленные в головах малых шлюзов старой трассы канала, построенного еще в позапрошлом веке.

Существующие шлюзы канала имеют габариты: длина – 85 м, ширина – 13,2 м, глубина – 5,2 м и рассчитаны на суда с максимальными габаритами: длина 82,0 м, ширина – 12,2 м, осадка – 4,35 м, надводный габарит – 24,5 м.

103