Классификация гидротехнических сооружений и их основные виды в СПХ

Новый и резкий подъем гидротехнического строительства относится уже ко второй половине XIX в., когда были изобретены современные гидравлические машины с высоким коэффициентом полезного действия (турбины Френсиса, Пельтона и др.).

Водные пути стали вновь развиваться в связи с возросшими перевозками продуктов промышленности и сельского хозяйства. Рост крупных городов и предприятий потребовал снабжения их огромным количеством доброкачественной воды и удаления сточных вод. Необходимость расширения сельскохозяйственной базы привела к широкому развитию ирригационных и осушительных работ.

В России развитие капитализма запаздывало по сравнению с западными странами. Лишь в последней трети XIX в. наблюдался заметный рост производительных сил и промышленности.

В связи с этим снова приобрели значение водные пути сообщения, водоснабжение городов и промышленности, орошение земель в Закавказье и Средней Азии (под хлопок и другие технические культуры), расширился земельный фонд за счет осушения земель. Было составлено много проектов улучшения водных путей и их соединений: Волго-Донского (Н. Пузыревский), Камско-Иртышского (А. Фидман), Обь-Енисейского (Е. Близняк), Черно-морско-Балтийского (О. Тейхман) и др.

Однако реализация этих проектов шла в России исключительно медленными темпами и по сути ни один крупный проект не был осуществлен до конца.

Несколько более интенсивно в России велось морское портовое строительство, так как развивалась и международная торговля, требующая благоустроенных портов. В этот период были построены и реконструированы главнейшие русские порты на Балтийском (Ревель, Рига, Либава, Виндава) и Черном морях (Одесса, Новороссийск, Туапсе, Поти, Батум и др.), а также Владивостокский порт на Тихом океане. Следует отметить большую роль в развитии портостроения М. Герсеванова, А. Нюберга, Н. Вознесенского, В. Тимонова, Б. Кандиба и др.

В период с 1880-х гг. и до 1917 г. на помещичьих или государственных (царских) землях после земельной реформы 1861 г. велись крупные оросительные и осушительные работы (в Голодной степи — 45 тыс. га, в долине р. Маргуб — 22 тыс. га).

Водоснабжение быстро растущих при капитализме городов в России развивалось медленно. В 1911 г. только в 20,6 % городов с населением более 10 000 человек был водопровод и только в 1,8 % — канализация. В связи с этим многие реки были загрязнены стоками городов., заводов и фабрик.

Использование водной энергии в этот период носило крайне ограниченный характер. Существовали десятки тысяч водяных мельниц довольно примитивного типа. Гидроэлектроустановок имелось мало, в основном это были мелкие маломощные станции, сооруженные в конце XIX—начале XX в. Отсутствие капиталов в этой отрасли водного хозяйства и частная собственность на землю делали зачастую невозможным осуществление подпора рек и затопления земель, необходимого для гидроэлек-V троустановок.

Русские гидротехники (В. Добротворский, Н. Лелявский, В. Тимонов, Г. Графтио и др.) разрабатывали проекты крупных отечественных гидроэлектростанций. Несмотря на то что реальное гидростроительство в царской России эпохи капитализма было крайне малым, научно-техническая мысль опережала не только западную науку, но и реальные возможности того времени (труды Н. Жуковского, Д. Бобылева, С. Чаплыгина и др.). Основы речной гидрологии были заложены В. Лохтиным, Н. Лелявским и др.

Разнообразные вопросы гидротехники трактовались в трудах русских ученых и инженеров Д. Неелова («Устройство плотин», 1884), М. Герсеванова («Лекции о морских сооружениях», 1892), Ф. Зброжека («Курс водяных сообщений»), Н. Пузыревского (о новых типах судоподъемников), А. Нюберга (курс портовых сооружений) и др.

В 1910-1920-е гг. уделяется огромное внимание мелиоративному строительству. В декабре 1920 г. был утвержден комплексный план развития народного хозяйства страны на основе электрификации — ГОЭЛРО. В соответствии с этим планом были построены такие гидроузлы, как Волховский, Нижне-Свирский на слабом глинистом основании, Земо-Авчальский, Днепрогэс (1927-1932) с самой крупной для того времени гидроэлектростанцией в Европе с бетонной плотиной длиной 760 м и высотой 62 м.

Интенсивное строительство гидротехнических сооружений велось для всех отраслей водного хозяйства в 1930-е - начало 1940-х гг. Началось комплексное использование Волги (Иваньковский, Рыбинский, Угличский гидроузлы), были построены канал им. Москвы, ряд гидроэлектростанций на Кавказе и Средней Азии, Большой Ферганский канал, Северный Ферганский и Южный Ферганский каналы, Ташкентский канал и ряд других Средней Азии, Самур-Апшеронский канал в Азербайджане и др.

Гидротехническое строительство не прекращалось и во время Великой Отечественной войны. В этот период было построено много небольших гидроузлов, особенно энергетического назначения, на Урале и Средней Азии — для обеспечения энергией «эвакуированной» промышленности.

После окончания войны гидротехническое строительство приобрело исключительно широкий размах: создание каскада комплексных гидроузлов с крупными гидротехническими сооружениями на Волге (Горьковская, Волжская ГЭС и др.) и Днепре (Каховская, Кременчугская ГЭС и др.), достроены Волго-Донской и Волго-Балтийский каналы, осуществлено строительство мощных гидроэлектростанций и высоких плотин на крупных сибирских реках Оби (Новосибирская ГЭС), Иртыше (Усть-Каменогорская, Бухтарминская ГЭС), Ангаре (Иркутская, Братская и Усть-Илимская ГЭС), Енисее (Красноярская, Саяно-Шушенская ГЭС). В 1960-70-е гг. возведены крупные гидросооружения на Кавказе (земляная плотина высотой около 80 м для Мингечаур-ской ГЭС, самая высокая в мире арочная плотина — Ингурская); в Средней Азии созданы ирригационные водохранилища Андижанское и Кировское с массивно-контрфорсными плотинами, а также самая высокая в мире плотина из грунтовых материалов (Нурекская ГЭС) и др.

Особое значение для развития гидромелиоративного строительства имели решения майского (1966 г.) Пленума ЦК КПСС, посвященного мелиорации. В ходе их выполнения были осуществлены водохозяйственные гидромелиоративные работы на огромной территории СССР.

Только лишь в Беларуси было мелиорировано около 3 млн га, что позволило удвоить производство животноводческой продукции и решить многие социальные и экономические задачи республики.

В конце XX в. в Российской Федерации ввиду экономического и политического кризиса темпы гидротехнического строительства резко снизились.

Следует отметить, что в 1995 г. был принят второй в истории России Водный кодекс Российской Федерации (первый был принят в РСФСР в 1972 г.), который имеет сложную структуру. Он подразделяется на Общую и Особенную части. В нем закрепляются единые для отрасли водного законодательства терминология, цели, задачи и принципы правового регулирования водных отношений. Нынешнее положение водохозяйственного строительства Российской Федерации оставляет желать лучшего.

Начало гидротехнических работ на территории Беларуси относится к первой половине XVI в., когда в Кобринском старос-тве, принадлежавшем королеве и великой княгине Боне, был прорыт осушительный канал. Он берет начало у д. Павлополь и впадает в р. Мухавецчутьнижег. Кобрин. Его длина 20 км, площадь водосбора 52 км2.

Во второй половине ХУШ в. были построены два крупных канала: Огинский и ДнепровскО-Бугского. Они оказали значительное влияние на водный режим прилегающих территорий, хотя и предназначались для сплава леса и навигации. Огинский канал, который через Припять, Ясельду и Щару соединил Неман с Днепром, был построен в 1765-1784 гг. Его длина (с пятикилометровым Выгоновским озером) составила 54 км.

Строительство Днепровско-Бугского (бывшего Королевского) канала было начато в 1750 г., а через 68 лет он был сдан в эксплуатацию. Длина канала составила 75 верст (верста — 1,06 км) с шириной по дну 10 м, на нем было построено семь разборных деревянных плотин. Канал пополнялся водой Ореховского и Белого озер с помощью водопроводов. По нему пропускались небольшие суда и сплавлялся лес. После воссоединения западных областей Беларуси с основной ее частью Днепровско-Бугский канал был углублен, расширен и спрямлен. Было построено восемь новых гидроузлов с плотинами и водоспусками. Канал стал интенсивно использоваться для перевозки различных грузов.

В период с 1874 по 1897 г. в Беларуси Западная экспедиция под руководством полковника (впоследствии генерала) И. Жи-линского выполняла осушительные работы на Полесье: было проложено 4367 верст осушительных каналов, расчищено 127 верст речных русл, построено 549 мостов.

Что касается прудового строительства, то на территории Беларуси пруды с целевым назначением создавались давно. Впервые о них упоминается в Литовском статуте 1588 г. С начала XX в. в ряде мест было сооружено большое количество мельничных прудов. Часто один мельничный пруд приходился в среднем на 4...5 км русла реки. Так, на р. Лебедка (правом малом притоке Немана) действовали три водяные мельницы. В 1926 г. насчитывалось 643 водяные мельницы, а к началу 1941 г. действовало уже 1094, из них в западных областях 511.

Следует отметить, что до начала XX в. гидроэнергетические ресурсы Беларуси использовались только на водяных мельницах и лесопилках.

В 20—30-е гг. XX в. началось массовое строительство малых водохранилищ и к началу 1941 г. в Беларуси было создано 32 водохранилища при колхозных гидроэлектростанциях. Во время Великой Отечественной войны большинство их было разрушено. В послевоенный период началось восстановление и строительство новых межколхозных ГЭС и водохранилищ, особенно интенсивно они создавались в 1950-1960 гг. В результате к концу этого периода в республике было создано 175 гидросиловых установок с искусственными водоемами. В последующие годы в связи с более интенсивным развитием теплоэнергетики и строительством крупных ГЭС мелкие гидроэлектростанции закрывались, водохранилища либо спускались, либо реконструировались и расширялись.

Начиная с 1960 г. строительство прудов и водохранилищ преследовало главным образом мелиоративные, а затем и рыбохо-зяйственные цели.

К началу 90-х гг. XX в. в Республике Беларусь было построено более 100 водохранилищ и около 1500 прудов. Затем темпы гидротехнического строительства по отдельным причинам начали резко снижаться.

На данный момент гидроэнергетический потенциал республики освоен лишь на 3 %. Если на Днепре и в бассейне Припяти возможности строительства гидроэлектростанций ограничены из-за необходимости затопления огромных площадей, то на притоках Днепра, а также в бассейнах Западной Двины и Немана есть условия для создания достаточно экономичных и экологически безопасных гидроэлектростанций.

В последние годы в Республике Беларусь для решения энергетической и продовольственной программ восстанавливаются, реконструируются и проектируются малые ГЭС и рыбоводные хозяйства. Так, уже действуют Добромыслянская и Полоцкая гидроэлектростанции в Витебской области, Яновская и Ольховская в Гродненской, Вилейская — в Минской, Тетеринская — в Могилевской области и др.

В перспективе гидротехническое строительство в Беларуси может развиваться в форме строительства гидроузлов комплексного использования — создания водохранилищ для регулирования стока при одновременном использовании их в энергетике, для водообеспечения, рекреации, водного транспорта, мелиорации и охраны вод.