Факультет

Студентам

Посетителям

Человек и вода

Вода представляет для человека одно из необходимейших средств существования и связи с другими людьми, поэтому начало воздействия человека на водные ресурсы страны с целью их использования, перераспределения или удаления (если они находятся во вредном избытке) датируется с глубокой древности.

Сухие земли издавна подвергались искусственному орошению с помощью оросительных канав, каналов и сооружения водохранилищ, а также колодцев. Особенно широкие размеры ирригационная деятельность человека приобрела в последнее столетие. Ныне на всём земном шаре искусственно орошённая площадь составляет не менее 100 млн. га, и есть страны, где почти вся посевная площадь искусственно орошается: так, в Египте под искусственным орошением находится 96% всей посевной площади. В Индии к концу 1930—1931 гг. общая длина главных, боковых и распределительных оросительных правительственных каналов достигала 117 тыс. км.

В болотистых местностях человек, наоборот, направляет свою энергию на осушение почвы с целью получения удобных для сельского хозяйства земель. На Земле человеком дренировано уже 45—50 млн. га, и эта цифра с каждым годом возрастает. Болотные массивы сменяются нивами и сенокосными угодьями. С развитием техники человек становится всё более и более дерзким: он не только удаляет воду из болот, но и уничтожает водные бассейны, превращая их в участки суши, используемые для земледелия. Около 60% площади Нидерландов создано руками человека за исторический период. Первые, ещё несовершенные плотины были построены здесь в начале XI в. В XVI и XVII вв. осушены многие озёра и пруды северной и южной Голландии. До середины XIX в. в Нидерландах между Гарлемом, Амстердамом и Лейденом существовало озеро. В период с 1840 по 1853 г. вода из него была выкачана с помощью паровых насосов. Теперь на месте озера около 200 кв. км плодородной земли («польдеры»), занятой посевами хлебов и лугами; польдеры лежат на 4 м ниже среднего уровня моря, от которого они отгорожены плотиной.

В других случаях человек не осушает озёра, а создаёт их. К категории искусственных озёр относятся пруды, которые представляют в сухих местностях запас воды для полива, а во влажных создаются в целях разведения в них рыбы (например, зеркального карпа). При гидротехнических сооружениях при возведении на реках плотин происходит затопление значительных площадей суши и возникновение водоёмов крупного масштаба. Например, водохранилище, образованное подпором в Чёрном Каньоне р. Колорадо высокой (220 м) «плотиной Гувера», занимает площадь 650 кв. км, Волжское водохранилище (Московское море) 327 кв. км, Рыбинское водохранилище 4700 кв. км. Выгозеро, площадь которого до постройки Беломорско-Балтийского канала имени И. В. Сталина была около 500 кв. км, после постройки плотины, загораживающей выход из озера р. Выг, стала равной 1200 кв. км. Создание искусственного большого озера-водохранилища или многих небольших озёр в какой-нибудь местности обозначает не просто перераспределение площадей, занятых водой и сушей. Оно означает также и некоторое изменение климата в сторону увеличения влажности, смягчения годовых колебаний температуры воздуха в окрестностях озера, усложнения местной циркуляции воздуха, не говоря уже о появлении озёрной растительности и озёрных, животных.

Реки, искусственно созданные человеком (каналы, оросительные канавы), отличаются от естественных своей прямолинейностью, так как дно и берега их часто предохраняются от размыва каменной облицовкой или бетонированием. Но нам случалось видеть в предгорьях Джунгарского Алатау заброшенные большие арыки, протяжением во много километров, которые по внешнему виду ничем не отличались от природной реки: вода размыла их берега, арык приобрёл в плане извилистую форму, стал похож на реку с её обычными излучинами, а на склонах разработанной арыком долинки были даже террасы.

Человек связал каналами множество речных бассейнов. Достаточно упомянуть такие грандиозные сооружения, как Беломорско-Балтийский канал (длиной 227 км) с его 19 шлюзами, канал Москва—Волга (127 км), Волго-Донской судоходный канал имени В. И. Ленина (101 км), Великий: канал (Юй-Хе) в Китае, длиной около 1500 км (он строился с VI по XIII в.), соединяющий Пекин, с Ханчжоу.

Мировое значение имеют каналы Суэцкий и Панамский.

Реки, от которых отводятся в целях орошения арыки, часто не доходят до своего естественного устья, так как их вода разбирается на полив; человек и в этом случае нарушает естественный ход процессов. Так обстоит дело, например, с реками Мургабом, Тедженом, Зеравшаном и др.

Сооружение на реке плотины высотой 20—40 м означает, что для всего участка реки и для всего её бассейна, лежащего по течению вверх от плотины, базис эрозии поднялся на 20—40 м. Отсюда все следствия, проистекающие от повышения базиса эрозии: замедление течения, усиление аккумуляции и боковой эрозии и т. п. Таким образом, воздействие человека на жизнь реки, её работу сказывается не только в той точке, где это воздействие приложено, но и распространяется на значительные территории. Этот факт нельзя недооценивать. Однако его не следует также и переоценивать, а тем более делать далеко идущие практические выводы. Эту мысль мы иллюстрируем одним примером.

Если на пути потока, характеризующегося равномерным движением поставить плотину, то движение станет уже неравномерным и глубина потока по направлению к плотине будет всё время увеличиваться, всё более и более превышая нормальную глубину. Равномерное движение возможно только тогда, когда поперечное сечение русла, уклон дна, степень шероховатости и расход постоянны, что более или менее осуществляется лишь в искусственных каналах. Если же один или несколько из этих четырёх элементов меняются, движение будет неравномерным. Свободная поверхность потока, начиная от плотины вверх по течению, образует вогнутую кверху, близкую к параболе, кривую, которая асимптотически приближается к поверхности равномерного течения. Эта форма свободной поверхности называется кривой подпора. Как доказывается в гидравлике, полученный подпор распространяется вверх по течению теоретически до бесконечности, и поэтому наше рассуждение о том, что действие плотины сказывается на всём бассейне реки, расположенном вверх по течению от плотины, теоретически безукоризненно. Однако вместе с тем очевидно, что вверх по течению действие подпора ослабевает. В некотором расстоянии от плотины оно станет настолько малым, что окажется целиком поглощённым другими воздействиями и, следовательно, практически обратится: в нуль и тогда, конечно, его и не следует вовсе принимать во внимание.

Действие подпора считают окончившимся, если вызванное им изменение глубины не превосходит некоторой заданной малой величины, например 1 см.

Существует много способов расчёта и построения кривой подпора. Для наших общих рассуждений безразлично, какой из этих методов, взять в качестве примера, поэтому мы ограничимся результативной частью грубо приближённого метода Поаре, разработанного для построения кривой подпора в естественном русле применительно к рекам, имеющим весьма малый уклон. Иными словами, чем меньше уклон реки, тем дальше вверх по течению распространяется действие подпора.

Эти данные необходимо иметь в виду в качестве существенного корректива к дедуктивным выводам о влиянии плотин на речную эрозию.

То, что сделано уже человеком, не исчерпывает возможности современной техники, особенно в условиях социалистического общества. Недавно М Давыдов предложил соорудить на Оби (ниже впадения в неё Иртыша) плотину высотой 78 м. Подпор, распространившись вверх по Оби, Иртышу и Тоболу, образует гигантское водохранилище площадью в 250 тыс. кв. км, т. е. в семь раз больше Азовского моря. Воды нового «Сибирского моря» подступят вплотную к водоразделу между Арало-Каспийской низменностью и Западной Сибирью (Тургайское плоскогорье).

Если прорыть канал длиной 820 км через Тургайское плоскогорье, обская вода выйдет на южные склоны последнего и отсюда по высохшим руслам древних рек и по существующим рекам пойдет на орошение Средней Азии и Казахстана. Для подкрепления Сибирского моря предлагается образовать на Енисее водохранилище, перегородив реку плотиной ниже устья Подкаменной Тунгуски, и каналом длиной 60—100 км послать енисейскую воду в Сибирское море. При осуществлении всего этого проекта в Среднюю Азию и Казахстан можно перебрасывать с севера ежегодно более 300 млрд. кубометров воды, что позволит оросить 40 млн. га и обводнить 30 млн. га пустынных земель.

В условиях социалистического общества проект М. Давыдова вполне осуществим, если наша страна сочтёт подобное мероприятие хозяйственно целесообразным во всех его разнообразных последствиях.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: