книги из ГПНТБ / Зайков Б.Д. Очерки гидрологических исследований в России

К сочинениям обобщающего характера относится труд И. Ф.Леваковского «Воды России по отношению к ее населению» [214]. В этом сочинении, опубликованном в 1890 г., впервые делается попытка районирования территории страны по богатству «наруж­ ных» (реки, озера, болота и источники) и подземных вод, рас­ сматриваются причины неравномерного их распределения (см. стр. 123). Далее описываются свойства речных долин, размываю­ щая деятельность рек, реки как источники орошения и водной энергии и пути сообщения, дается краткая характеристика режима рек, затруднений и препятствий для судоходства, рассматриваются дельты и условия их образования (см. стр. 154), приводятся неко­ торые сведения по морям и, наконец, указываются временные и постоянные причины изменений состояния поверхностных и подзем­ ных вод.

В 1903 г. А. П. Нечаев в статье «Реки России» [271] дал крат­ кий обзор русских рек — их питания, основных фаз режима, овра­ гов и их связи с реками, происхождения рек и др.

В 1908 г. вышел сборник «Вопросы речного быта» [88], содер­ жащий следующие статьи русских и иностранных авторов: «Об изучении движения речных наносов» С. П. Максимова; «Инструк­ ции для исследования и описания рек» Н. А. Богуславского; «Опыт исследования главнейших явлений, наблюдаемых у рек» М. П. Рудского; «Общие замечания об условиях движения воды и. наносов в реках с подвижным дном» (пер. с франц. В. М. Родевича) Г. Жирардона; «Взвешивание твердых тел текучей водою» (пер. с англ.) Е. Гуккера; выборки, относящиеся к физическим свойствам воды; «Работа рек» (пер. с нем. О. О. Тейхмана)

А.Пенка.

ВТехнической энциклопедии товарищества «Просвещение». Оппоков опубликовал следующие статьи: болото (т. I ) ; водоносность рек, водосборная площадь, водомерный пост (т. I I ) ; гидрология,

В1914 г. вышел в свет «Словарь волжских судовых терминов», составленный С. П. Неуструевым [270]. В словаре дается объясне­ ние современных и старинных слов в связи с историей волжского судоходства. Объясняются также и некоторые гидрологические термины.

В1917 г. по инициативе Глушкова было предпринято составле­ ние «Водного словаря». В словарь предполагалось включить как технические термины, принятые в гидрологии, так и народные и областные слова и выражения. Эта работа по ряду обстоятельств была издана в советское время в виде «Материалов для област­ ного водного словаря» [253].

Врассматриваемый период неоднократно ставился вопрос о не­ обходимости создания центрального научного гидрологического учреждения. Впервые, как уже было сказано выше, он был по­ ставлен экспедицией Тилло в 1895 г. (см. стр. 100). На необходи-

117

мость организации в России центрального научного гидроло­

ном в 1903 г. при Министерстве земледелия и государственных имуществ Гидрологическом комитете, составленной Никитиным (см. стр. 101), функции такого учреждения возлагались на Коми­ тет.

На Акклиматизационном съезде в 1908 г. и на Съезде деятелей по прикладной геологии в 1911 г. создатель теории образования подземных вод А. Ф. Лебедев и другие ученые также высказы­ вались за необходимость организации в России центрального гид­ рологического учреждения; на съездах были приняты соответст­ вующие решения.

В 1913 г. Э. Ю. Берг, докладывая в Постоянной водомерной комиссии о ходе работ по исследованию весеннего половодья 1908 г., указал, что «при чрезвычайной сложности вопроса иссле­ дования причин и последствий выдающихся паводков в грандиоз­ ных системах наших внутренних водных путей сообщения только специальное государственное учреждение могло бы рационально поставить эти, столь важные в культурном отношении исследова­ ния» («Протокол заседания Постоянной водомерной комиссии при Академии наук 5 марта 1913 г.»).

В 1914 г. Совет мелиорационных съездов организовал комис­

гидрологических станций и об объединении их деятельности в осо­ бом центральном гидрологическом научном учреждении. В состав этой комиссии вошли: В. Г. Глушков, Л. И. Цимбаленко, П. В. Отоцкий, Л. А. Ячевский, А. А. Каминский, С. С Неуструев, В. Н. Су­ качев и др.

Комиссия постановила, что проектируемое гидрологическое уч­ реждение должно иметь научный характер и приближаться по типу к Геологическому комитету и к Главной физической обсер­ ватории.

Задачи проектируемого учреждения заключались: 1) в согла­ совании и объединении всех гидрологических исследований в стране; 2) в освещении научных вопросов гидрологического ха­ рактера, возникающих при производстве гидротехнических и иных работ и изысканий; 3) в собирании и разработке материалов, не­ обходимых для выяснения гидрологических условий страны; 4) в организации самостоятельных исследований и наблюдений для указанных в предыдущих пунктах целей [267].

«Однако условия времени, — писал Глушков [107], — не давали возможности осуществиться этому начинанию, хотя каждое из предложений в качестве основных аргументов выдвигало приклад­ ной характер учреждения и адресовалось в практические ведом­ ства».

118

В 1902 г. был открыт С.-Петербургский политехнический ин­ ститут, питомцами которого были такие видные деятели русской гидрологии, как Д. И. Кочерин, П. Н. Лебедев, И. И. Леви, Т. П. Марютин, Я. Т. Ненько, Б. В. Поляков, Г. И. Шамов,

Б.А. Аполлов и др.

В1907 г. в С.-Петербурге при Институте инженеров путей со­ общения по инициативе Тимонова была открыта первая в России гидротехническая лаборатория, в которой ставились опыты на мо­ делях рек [418].

В1914 г. в Петроградском политехническом институте профес­ сор С. П. Максимов впервые в России начал чтение лекций по курсу «гидрология». Литографированные лекции этого курса были

первым у нас учебником гидрологии. В 1918 г. были изданы также в литографированном виде курс В. М. Лохтина «гидрология» и курс С. И. Колупайло «гидрометрия».

В Институте инженеров путей сообщения специального курса гидрологии не читалось, а в курсе «водяные сообщения» [102, 151] давались краткие сведения об общих свойствах рек в их естест­ венном состоянии Более подробные сведения по гидрологии и гидрометрии содержались в переведенной с немецкого языка книге «Водяные сооружения» [9].

Вуниверситетах специального курса гидрологии также не чи­ талось и этому вопросу отводились специальные разделы (воды суши, океаны и моря) в курсе физической географии [50], читав­ шимся П. И. Броуновым.

В1915 г. Глушков сформулировал понятие «гидрология» и, как указывалось выше, впервые опубликовал схему, устанавливающую не только общий объем этого понятия, но и содержание его как науки [104]. Гидрология, по Глушкову, — наука, изучающая жизнь воды на земном шаре. Кроме этого общего понятия, в соответст­ вии с основными разновидностями водных объектов он выделил частные понятия: вода в атмосфере, на поверхности земли и в ли­ тосфере. По содержанию Глушков делит гидрологию на следую­ щие части:

I . Гидрономия — объединяет гидрофизику, гидрохимию и гид­ ромеханику, которые исследуют общие свойства воды как веще­ ства;

с различными комплексами внешних условий и с различным чере­ дованием этих комплексов во времени и в пространстве»;

I I I . Гидрография — «описывает определенные действительные объекты водного мира с качественной и количественной характе­

im

ФОРМИРОВАНИЕ ОСНОВ ГИДРОЛОГИИ КАК САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ОТРАСЛИ НАУЧНЫХ ЗНАНИЙ

Водный режим и сток

В 1884 г. были опубликованы замечательные сочинения выдаю­ щегося географа и климатолога (впоследствии члена-корреспон­ дента Академии наук) А. И. Воейкова — доклад «Реки России» [79] и классический труд «Климаты земного шара, в особенности России» [80], удостоенный в 1885 г. высшей награды Русского гео­ графического общества — Константиновской золотой медали.

В докладе, прочитанном еще в 1882 г. в отделении физических наук Общества любителей естествознания, антропологии и этно­ графии при Московском университете, Воейков впервые высказал следующую мысль: «Реки, как известно, — результат осадков; иначе сказать, ими возвращается в океаны и в непроточные озера часть воды, выпавшей в виде дождя, снега и града. Часть выпав­ шей воды испаряется с поверхности почв, вод или растениями, другая течет по поверхности почвы или проникает в более глубо­ кие слои ее и, наконец, собирается в более или менее крупные во­ дотоки — реки. Вода, текущая по поверхности земли, быстро до­ стигает рек; напротив же, которая проникает глубоко в землю, образуя родники (источники), течет очень медленно и часто дости­ гает рек спустя много месяцев после того, как она выпала на землю в виде дождя».

В этой краткой мысли Воейков сформулировал основной закон науки о реках — закон круговорота воды в речном бассейне, яв­ ляющийся частной формулировкой общего физического закона — закона сохранения вещества.

Лишь 14 лет спустя, в 1896 г., венский географ А. Пенк пред­ ставил этот закон в виде уравнения водного баланса

x=z-\-y,

120

В «Климатах земного шара» (глава 8 — Реки и озера в зави­ симости от климата) Воейков писал: «При прочих равных усло­ виях страна будет тем богаче текучими водами, чем обильнее осадки и чем менее испарение как с поверхности почвы и вод, так и растений. Таким образом, реки можно рассматривать как про­ дукт климата». Эта мысль может быть описана уравнением

y—x — z,

т. е. речной сток равен осадкам минус испарение.

Далее Воейков останавливается на факторах стока, а затем на впервые им установленной климатической классификации рек, охватывающей главные типы рек земного шара, в зависимости, как он пишет, от климата. В действительности же в классифика­ ции Воейкова, помимо климатических факторов, учтены и гидро­ логические— основные фазы внутригодового режима рек (поло­ водье и паводки, а также время их наступления).

Воейковым предложены следующие типы рек:

Тип А. Реки, получающие воду от таяния снега на равнинах и на невысоких горах до 1000 м (реки северных частей Сибири и Северной Америки).

Тип В. Реки, получающие воду от таяния снега в горах (реки горных частей Средней Азии и др.).

Тип С. Реки, получающие воду от дождей и имеющие половодье в летнее время (реки муссонных и тропических областей).

Тип D. Реки, на которых наблюдается половодье вследствие таяния снега весной или в начале лета, причем, однако, значитель­ ная часть воды доставляется в реки дождями. Летние дожди сов­

они выносят избыток осадков над испарением к морю или в более низкие долины.

122

В характеристиках типа рек, помимо основных источников пи­ тания, Воейков отмечает и второстепенные, указывая при этом, что в чистом виде питание за счет одного из источников имеет ог­ раниченное распространение.

Классификация Воейкова послужила основой для ряда клас­ сификаций, предложенных другими авторами.

В главе 35 своего труда (Реки и озера России) Воейков рас­ сматривает внутригодовой режим рек России в связи с установ­ ленной им классификацией и в заключение впервые делает по­ пытку определить коэффициент стока рек Волги и Москвы, а также водный баланс Каспийского моря.

Воейков был не только знаменитым русским географом и кли­ матологом, но и одним из основоположников науки о реках, ука­ завшим на единственно строго научный подход к изучению рек, наметившим основные пути развития гидрологии и использования

осадков, определило в дальнейшем подход к анализу режима реч­ ного стока.

Вопрос о распределении водных ресурсов по территории страны был рассмотрен И. Ф. Леваковским [214] в 1890 г. Он впервые под­ черкнул, что распределение внутренних вод (рек, озер, болот и источников) по территории России весьма неравномерно. Одни местности «наделены водою до излишества», тогда как другие стра­ дают от недостатка ее. Между многоводными и маловодными ча­ стями располагаются умеренно обводненные площади. Неравно­ мерность распределения вод ясно обнаруживается как в Европей­ ской, так и в Азиатской России.

В Европейской России к многоводным областям Леваковский отнес северную и северо-западную ее части, к умеренно обводнен­ ным — среднюю полосу и часть южной и к маловодным или без­ водным— южную и юго-восточную части. Для многоводной части характерно обилие рек, озер и болот; подземные воды здесь также

в многоводной части дают начало рекам. В умеренно обводненной части имеются только озера-старицы, расположенные в долинах рек. Число местных рек здесь прогрессивно уменьшается по на­ правлению с северо-запада на юго-восток. Подземные воды до­ вольно обильны.

Маловодная или безводная часть характеризуется тем, что не­ значительные местные реки имеются лишь по ее окраинам, а вну­ три находятся только временные ручьи, весной изливающие талые

123

Снегиревой, 1898), Докучаев пишет: «Прибавим к сказанному, что та же зональность, тот же всемогущий закон природы весьма резко выражен и в морях, и в океанах, и в реках».

Последующее развитие науки о реках полностью подтвердило правильность и благотворность учения Докучаева, способствовав­ шего развитию широких гидрологических обобщений на географи­ ческой основе.

Крупный вклад в развитие учения о реках внесли работы Эк­ спедиции для исследования источников главнейших рек Европей­ ской России, возглавлявшейся Тилло (см. стр. 97, [480—524]).

Экспедиция впервые изучила и описала несколько характерных небольших бассейнов верховьев среднерусских рек; были изучены условия их питания, зависимость питания как от природных осо­ бенностей, так и от деятельности человека; исследовались нару­ шения, которые вносит человек в природные условия, и указыва­ лись вместе с тем пути к поддержке всего, что благоприятствует водоносности страны, и к устранению или по крайней мере к умень­ шению вредных влияний на эту водоносность. При этом имелись в виду нужды как сельского хозяйства, так и судоходства.

Сотрудниками экспедиции впервые была высказана мысль, что «в природе существуют физико-географические организации в виде речных бассейнов, и каждую реку не следует рассматривать от­ дельно от тех площадей, которыми она питается» [483]. Таким об­ разом, экспедиция впервые конкретно рассматривала реки как элемент ландшафта.

Новым и весьма плодотворным в работе экспедиции явилось исследование изменений водоносности и физико-географических ус­ ловий территории под влиянием как естественных причин, так и деятельности человека. Экспедицией впервые была сделана по­ пытка учесть сток путем организации парных реечных постов на мельничных плотинах. Однако из-за несовершенства сооружений эти посты не оправдали тех расходов и труда, которые были за­ трачены на их содержание и особенно на сложную обработку ре­ зультатов наблюдений.

Экспедицией были рекомендованы практические меры по со­ хранению водоносности рек, причем леса, болота и озера рассмат­ ривались как хранители и регуляторы влаги, играющей сущест­ венную роль в питании рек.

Участник экспедиции Гейнц [493], исследуя водоносность бас­ сейна верховьев Оки и ее связь с осадками, пришел к следующим основным выводам:

щих летом, подавляющая часть просачивается в почву и испаря­ ется, почти не отражаясь на стоке, который к концу лета дости­ гает своего минимума. Осенние дожди, выпадающие при более низкой температуре, несколько увеличивают сток. В течение зимы река питается исключительно ключевыми водами.

125