История мирового гидротехнического строительства

С древнейших времен наличие источников воды было непременным условием первобытных поселений человека. По мере развития человечества сфера использования водных источников постоянно расширялась. Пассивные формы их использования сменились активным воздействием посредством технических сооружений.

Наиболее древним видом гидротехнического строительства, вероятно, являются колодцы. Умение их сооружать для человечества значило не меньше, чем изобретение колеса. Колодцы сооружаются в местах, где отсутствуют поверхностные водные источники или где их недостаточно. Глубина одних колодцев не превышает нескольких метров, а на дне некоторых в самый солнечный день можно наблюдать звезды. Так, в средние века для обеспечения водой одного из замков (Кенигштейн) саксонских королей выкопан колодец глубиной около 200 м.

Однако в Средней Азии (Каракумы) известны колодцы, глубина которых достигает 300 м (возвышенность Карабиль). В предгорьях, где вода глубоко залегает от поверхности земли, для

водоснабжения поселений устраивались кяризы. Это – вертикальные колодцы, соединенные под землей между собой горизонтальными галереями. Система кяризов применяется человеком издавна. Наиболее древняя из них, устроенная свыше 3000 лет тому назад, обнаружена в Сирии. Впечатляют размеры кяризов. Средняя длина подземных галерей 5–10 км, а глубина головных (самых верхних) колодцев достигает 100 м и более. Общая длина подземных галерей в Сахаре составляет 3000 км. Еще больше она в Иране, где насчитывается свыше 40 тыс.

кяризов.

Искусство строить плотины насчитывает тысячелетия. Остатки самых древних насыпных плотин, построенных в 500–300 гг. до новой эры, обнаружены в Иране. Высота их достигает 25 м. Возведенная римлянами в 132 г. плотина Харбакуа в Сирии представляла собой величественное сооружение высотой 20,5 м, длиной 36,5 м, имеющее у основании ширину 18,5 м, а на гребне – 6,3 м. В чаше водохранилища, созданного этой плотиной, хранилось 5 млн. м³ воды, которая использовалась для орошения 2500 га земель.

Период создания садов и парков исчисляется несколькими тысячелетиями. В каждую историческую эпоху в соответствии с эстетическими установками, техническими возможностями и с учетом природных условий складывался свой комплекс принципов и приемов, который определял облик садов и парков. Важнейшим их компонентом являлась вода. В условиях жаркого и засушливого климата с горячими ветрами и почти полным отсутствием атмосферных осадков, что исключает возможность произрастания древесно-кустарниковой растительности, создавались ирригационные системы. Так, еще в XXII–XVIII вв. до новой эры на территории Древнего Египта было проведено мощное ирригационное строительство для обеспечения водой полей и городов. Неотъемлемой, а часто и главной частью древнеегипетского сада было наличие водоема. С учетом условий водоснабжения в эпоху средневековья и последующий период создавались сады и парки в Ассиро–Вавилонии (долины рек Тигра и Евфрата), в Античной Греции (южная часть Балканского полуострова и многочисленные острова Эгейского моря) и в Древнем Риме (Апеннинский полуостров).

Использование водной энергии в древние времена проводилось посредством водяных колес. В Киевской Руси водяные мельницы были известны в IX–XIII вв. В XVII в. круг применения водяных колес значительно расширился. Оборудование ряда заводов и фабрик приводилось в действие энергией воды, поступавшей на водяные колеса из специально построенных прудов, появились «бумажные», «суконные», «пильные» и другие производства. В XVIII в., в эпоху Петра I, в связи с мощным подъемом русской промышленности водяные колеса широко применялись в качестве двигателя в горнорудной промышленности, для приведения в движение кузнечных мехов, различных станков и др. машин. В феодальный период гидротехническое строительство сводилось к устройству малых сооружений – водяных мельниц, небольших сооружений для регулирования русл рек, для водоснабжения городов и

замков.

Развитие торговли и различных ремесел потребовало улучшения судоходных условий рек, и в Европе в XIV в. были построены первые судоходные шлюзы. В XVIII и начале XIX в. развитие гидротехнического строительства в Европе наблюдалось в основном в области водного транспорта и гидроэнергетики посредством строительства простейших гидроустановок. Возводились также заводские плотины – главным образом деревянные и земляные. В России были построены Мариинская, Тихвинская и Вышневолоцкая водные системы. Указанные искусственные водные пути строили в расчете на суда небольших размеров, шлюзы были деревянной конструкции, и техническое оборудование водных путей было очень примитивным. Даже до конца XIX в. суда тянули люди (бурлаки) и лошади. С развитием капитализма, после изобретения в начале XIX в. железных дорог и паровой машины, строительство водных путей и громоздких гидроустановок замедлилось.

Новый подъем гидротехнического строительства начался в конце XIX и начале XX в. после изобретения гидравлических турбин и внедрения в промышленность электричества, когда стали возводить гидроэлектростанции. Развитию гидротехнического строительства способствовало также появление бетона и железобетона. В этот же период рост транспортных потребностей промышленности и сельского хозяйства привел к новому развитию транспортных путей, а рост городов – к развитию водоснабжения и канализации. Для удовлетворения потребностей растущего населения и развивающейся промышленности в сельскохозяйственной продукции начали строиться осушительные и оросительные системы. Особенно интенсивно развивается водохозяйственное строительство в последние десятилетия. Построено много выдающихся гидротехнических сооружений. Высота отдельных плотин достигает 200 м и более. Например, высота Нурекской плотины (р. Вахш, Таджикистан) составляет 305 м, Ингурской (р. Ингури, Грузия) – 275,5 м и плотины Вайонт (Италия) – 266 м. Созданы каскады комплексных гидроузлов с крупными гидротехническими сооружениями на Волге (Горьковская ГЭС, две Волжские ГЭС, Саратовская и Чебоксарская ГЭС) и Днепре (Каховская, Кременчугская, Днепродзержинская, Киевская и Каневская ГЭС). Мощные гидроэлектростанции и высокие плотины построены на сибирских реках – Оби (Новосибирская ГЭС), Иртыше (Усть-Каменогорская и Бухтарминская ГЭС), Ангаре (Иркутская, Братская, Усть-Илимская ГЭС), Енисее (Красноярская, Саяно-Шушенская ГЭС). Были построены Волго-Донской канал с комплексом сооружений для нужд водного транспорта, орошения земель и энергетики, Волго-Балтийский канал, Каракумский, канал Иртыш – Караганда и др. В Средней Азии созданы ирригационные водохранилища Андижанское и Кировское с плотинами высотой соответственно 115 и 84 м.

.