Каналы и шлюзы

Человечество уже давно использует реки для орошения полей и перевозки различных грузов. Но природные русла рек не всегда соответствуют тем или иным требованиям, и тогда на помощь приходят каналы, которые во многих уголках мира уже давно стали неотъемлемой частью пейзажа. Эти гидротехнические сооружения долго соединяли водоёмы с одинаковым уровнем, и лишь в XV ст., когда появились шлюзы — сооружения, служившие для подъёма или опускания судов с одного уровня воды на другой, — перед строителями каналов открылись новые возможности.

Сегодня благодаря достижениям строительной техники есть возможность быстро сооружать каналы даже в твёрдых породах и перемещать огромные массы грунта. Это самый большой в мире внутриматериковый глубоководный маршрут (его длина — 3 769 км), по которому океанские суда из Атлантики проходят в глубь Канады и США, до Великих озёр. После того как судоходные участки реки Св. Лаврентия были дополнены рядом каналов и шлюзов, суда получили возможность обходить знаменитый Ниагарский водопад.

Этот водный путь — крупнейшая транспортная артерия США и Канады, которая обслуживает самый развитый промышленный регион континента, снабжая его такими важными грузами, как железная руда, каменный уголь и нефть, сельхозпродукция и различные промышленные товары. Ирригационные (оросительные) каналы играют важную роль в сельском хозяйстве стран с засушливым климатом, зачастую являясь единственной возможностью вырастить урожай.

А где, как не в ближайшем канале, можно в летний зной освежиться и ребятишкам, и взрослым? В V ст. до н. э. в Восточном Китае началось строительство грандиозного канала длиной 1,5 тыс. км, который должен был соединить водным маршрутом север страны с югом — его назвали Великим, или Императорским каналом, а работы над ним велись вплоть до XIII в.

Европейский путешественник Марко Поло так описал это уникальное сооружение: «плывут по нему большие корабли, и их настолько много, что кто не видел собственными глазами — не поверит». И всё-таки самые важные для мирового судоходства каналы, Суэцкий и Панамский, появились только в XIX и XX веках, причём вдохновителем их строительства был один и тот же человек — французский инженер Фердинанд Мари Лессепс.

Первое из этих сооружений почти вдвое сократило морской путь из Европы в Юго-Восточную Азию, а второе позволило судам добираться с западного на восточное побережье Северной Америки, не огибая мыс Горн. Проход корабля через шлюз называют шлюзованием. Первые шлюзы — гидротехнические сооружения, расположенные между водоёмами с различными уровнями и с двух сторон ограниченные металлическими воротами (затворами) — появились на каналах Голландии и Италии в самом начале XV ст.

Когда в нижнем участке канала к шлюзу подходит корабль, перед ним открывается затвор; пропустив судно внутрь камеры, последний закрывается. Через водопроводные галереи в камеру начинает поступать вода — до тех пор, пока уровень в шлюзе не сравняется с уровнем верхнего участка канала; после этого открываются верхние ворота, и корабль продолжает свой путь по каналу.

Точно так же, только в обратном порядке, повторяется эта последовательность, когда судно подходит к шлюзу на верхнем участке канала. Корабль заходит в камеру, за ним закрывают затвор и через водопроводные галереи сливают воду до тех пор, пока не сравняется уровень нижнего участка канала и шлюзовой камеры. Иногда уровень воды в канале начинает снижаться: это происходит либо в результате частого шлюзования, либо интенсивного испарения, либо активного впитывания воды грунтом.

В таких случаях уровень канала поднимают, самотёком или с помощью насосов перебрасывая сюда воду из других водоёмов — например, из озёр, расположенных по соседству с ним. Если при слишком большой потере воды шлюзование становится вовсе невозможным, тогда суда начинают транспортировать с одного уровня канала на другой с помощью специальных подъёмников или тележек на рельсах.

На Эльблонгском канале в Польше, который соединяет верховья реки Дрвенца с озером Дружно и Вислинским заливом, вместо шлюзов используют пять «похилен» — особые тележки на рельсах, которые, начинаясь на дне нижнего канала, заканчиваются на дне верхнего. Ни на каких других шлюзах мира подобный способ перемещения судов не используется.