Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Многие древние цивилизации развива­лись в аридных областях, где орошение земель было жизненной необходимо­стью, вело к оседлости населения и было важным фактором возникновения и раз­вития первых государственных образо­ваний. Создание водохранилищ относи­лось к крупнейшим строительным меро­приятиям и означало использование но­вейшей для тех времен техники и строи­тельного искусства.

Первые водохранилища были созданы, по-видимому, в Древнем Египте еще при основателях первой династии, т. е. более чем за 3 тыс. лет до н. э. При фараоне Менесе в целях отвода Нила от площадки, где строилась столица г. Мемфис, в 20 км выше по течению была сооружена плотина Кошиш длиной 450 м и высотой 15 м. Примерно за 2800—2500 лет до н. э. в 30 км южнее Каира была возведена плотина Садд- эль-Кафара на Вади-Гарави высотой 12 м и длиной 108 м, которая вскоре после строительства была размыта из-за отсутствия водослива (Schnitter, 1965). Около 2300 г. до н. э. было создано «зна­менитое и загадочное» водохранилище Мёрис емкостью более 1 куб. км (в 80 км юго-западнее Каира), которое впослед­ствии Геродот назвал одним из чудес света. Это водохранилище питалось водой, подаваемой из Нила по каналу (Schnitter, 1965; Smith, 1970).

Общая характеристика водохранилищ

Чуть позже, чем в Египте, началось создание водохранилищ на Ближнем Востоке. Около 2500 лет до н. э. была сооружена плотина Нимрод высотой 12 м на р. Тигр выше г. Самарра, которая просуществовала, по некоторым сведе­ниям, до VII в. до н. э.; плотина и водо­хранилище были величественнейшими сооружениями того времени, поскольку они построены на большой реке со сред­негодовым расходом 1300 куб. м/с. Из водохранилища начинался оросительный канал Нахрван, который проходил вдоль Тигра на протяжении 400 км; для пита­ния этого канала впоследствии также

была создана плотина на одном из левых притоков. В IX в. н. э. арабы предприняли неудавшуюся попытку восстановить пло­тину Нимрод (Schnitter, 1965; Smith, 1970).

Существует легенда, что разрушение Вавилона в VII в. до н. э. ассирийским царем Синахерибом было произведено с помощью специально созданного, а за­тем спущенного (путем разрушения пло­тины) водохранилища на Евфрате. При этом царе в Месопотамии строились и другие плотины; остатки некоторых из них (как, например, в 25 км северо — восточнее развалин Ниневии) сохрани­лись до настоящего времени (Smith,

1970).

Примерно за 1300 лет до н. э. на тер­ритории нынешней Сирии была возведе­на плотина Хомс на р. Оронт длиной 2 км. Около 750 г. до н. э. в государстве Саба (ныне это территория Йеменской Арабской Республики) была построена плотина высотой 4 м и длиной 600 м, образовавшая водохранилище Мариб (Королевское озеро, по Плинию) на р. Вади-Дхана для орошения земель. Примерно в 500-м и 325-м годах до н. э. эта плотина надстраивалась (соответ­ственно до высоты 7 и 14 м). Водохра­нилище просуществовало приблизитель­но до 575 г. н. э.; остатки плотины сохра­нились до сих пор (Smith, 1970).

В последующий период на Ближнем Востоке был создан еще ряд водохрани­лищ. В VII—VI вв. до н. э. севернее современного Мосула были созданы два водохранилища для водоснабжения древней Ниневии, а также два водохра­нилища для орошения (у Абу-Хабба и на р. Дияла, северо-восточнее Багдада) (Schnitter, 1965).

Создание водохранилищ продолжа­лось и в конце древнего периода — в пер­вые века нашей эры преимущественно в таких центрах цивилизации, как Месо­потамия, Иран, Римская империя и др. Так, в III в. н. э. в Западном Иране в це­лях развития ирригации была построена плотина Шустер. В начале нашей эры в Набатейском царстве (на территории современных Иордании и Израиля) были сооружены тысячи прудов и небольших водохранилищ для сбора дождевых вод; самое крупное водохранилище распола­галось на р. Сиг, у тогдашней столицы

царства г. Петра, и было образовано плотиной высотой 14 м. От тех времен сохранились две плотины (Schnitter, 1965).

Римлянами, особенно в период цар­ствования императора Траяна (I—II вв. н. э.), были сооружены водохранилища Корнальбо и Прозерпина в Иберии, Орюкайя-Кавдарахисар в Анатолии и не­которые другие. Несомненно, небольшие водохранилища сооружались и в Апенни­нах, однако сведений о них мы не имеем.

О высоком уровне гидротехнического строительства в римский период сви­детельствуют остатки римского акведука и других сооружений.

О масштабах гидротехнического стро­ительства дают представление данные по Ирану, где в эпоху царя Дария I (VI в. до н. э.) в интересах ирригации было создано 9 плотин на р. Джарахи, плотина Камжерд на р. Кор вблизи древнеиран­ского г. Персеполя и др. При правлении династии Сасанидов (III—VII вв. н. э.) построены плотины Бенде-Мижан на р. Карун, Гергер (существуют до сих пор), Дизфуль (сохранились бычки пло­тины) и др.

Создание водохранилищ до нашей эры велось также в Восточной и Южной Азии — на территории Китая, Японии, Индии, Шри-Ланки. В Китае с древней­ших времен проводились большие рабо­ты по строительству плотин, дамб, водо­емов, каналов в целях орошения и су­доходства. Из известных объектов мож­но указать на плотину Гуков в провинции Шэнси (240 г. до н. э.). В Японии в 172 г. н. э. создали водохранилище Каеруматойке вблизи будущей первой столицы, г. Нара. В Индии на полуостро­ве Катхиявар примерно за 300 лет до н. э., при правителе Чандрагупте, соору­жено водохранилище Сударсана (Schnit­ter, 1965). На Цейлоне в целях ирригации построили несколько обвалованных во­доемов, в том числе «Великую дамбу» (494 г. н. э.) и др.

В средние века (конец V — середина XVII в.) по мере развития материального производства, роста численности населе­ния и соответственно увеличения пот­ребности в сельскохозяйственной и про­мышленной продукции темпы водохо­зяйственного строительства, в том числе * создания водохранилищ, постепенно воз-

растали; они испытывали, конечно, зна­чительные колебания в зависимости от расцвета и гибели цивилизаций, крупных государств и империй. Так, татаро-мон­гольское нашествие привело к разруше­нию многих плотин на Среднем Востоке (юг Средней Азии, Иран и др.). К таким же результатам привело завоевание Центральной и Южной Америки испан­скими конкистадорами.

Продолжалось строительство водо­хранилищ для целей преимущественно ирригации в аридных регионах мира — в Средиземье, на Среднем Востоке, в Южной и Восточной Азии. Так, в Иране плотины строились в целях ирригации, водоснабжения, выправления русл рек и т. д. на рубеже 1-го и 2-го тысячелетий н. э., в том числе Бенде-Эмир (между Исфаханом и Ширазом), Савех, Караб и др. Плотина Савех на р. Фаврехан высотой 40 м и длиной по гребню 120 м просуществовала около 100 лет, как об этом можно судить по сохранившимся донным отложениям. До сих пор экс­плуатируется водохранилище Бенде — Эмир; оно может служить примером древнего комплексного объекта, посколь­ку предназначалось для орошения и по­лучения механической энергии (в на­стоящее время мельница заменена гидро­электростанцией) и использовалось для судоходства и водоснабжения. Сохрани­лось также водохранилище Караб в Центральном Иране, хотя оно сильно заилено (Hartung, 1972).

В Китае обширное водохозяйственное строительство велось в междуречье Ху­анхэ и Янцзы в интересах орошения и внутреннего судоходства. Известен при­мер создания плотины на р. Хуайхэ в провинции Аньхой (VI в. н. э.), закончив­шегося катастрофой. В XVI—XVII вв. ниже по течению этой реки дамбой Минг длиной 100 км создано водохранилище Хунизэху и ряд других, небольших водо­хранилищ.

В Японии за период 522—1603 гг. сооружено примерно 30 водохранилищ с плотинами выше 15 м, а в период само­изоляции Японии (1603—1867 гг.) — 540 водохранилищ с плотинами высотой более 15 м (Schnitter, 1965). На Цейлоне в средние века построены известные ныне плотины Паракрама (или Топавева, 1186 г.) и Падавиль. В Индии в XI в.

в Мадхья-Прадеш построена плот Бхойпур, в Майсуре у г. Мандья — п. п — тина Моти-Талав (эксплуатируется и ныне).

В Европе помимо указанных выше нескольких водохранилищ римской эп хи в Испании осуществлялось созда малых водохранилищ и прудов п строительстве мельничных плот (рис. 5). В Галлии (Франция) первые мельницы появились в III—IV вв.: т*» вблизи г. Арля сохранились оста і* каскада из 16 мельниц. Широкий размах строительство мельничных плотин полу­чило в VIII—IX и особенно в XII— XIII вв. Водохранилища при мельничных плотинах имели, конечно, небольшой объем и по современной классификации искусственных водоемов относятся боль­шей частью к прудам.

Более крупные водохранилища в Ев­ропе появились позднее, когда стали развиваться добыча руд, обработка ме­таллов, лесопиление и т. д. Так, в Гарце объем отдельных водохранилищ, создан­ных для промывки руд, достигал несколь­ких миллионов кубических метров. Со­здавались водохранилища и для ороше­ния земель, как, например, водохрани­лища Альманаса (XIV в.) и Рельса (XV в.) в Испании (World Register,

1971).

В социалистических странах Европы создание водохранилищ началось в раз­ные периоды истории. В северной поло­вине Восточной Европы (ГДР, ПНР, ЧССР) строительство их началось еще в средние века в связи с развитием ре­месленного производства (в таких рай­онах, как Богемия, Силезия, Саксония) и рыболовства; позже к этому приба­вились нужды водного транспорта.

В ЧССР до настоящего времени экс­плуатируются водохранилища, создан­ные еще в XIV—XVI вв. (Дворжиште — 1367 г., Иордан — 1492 г., Харузицки — 1512 г., Станьковски — 1545 г., Рожм — берк — 1590 г.). По данным Я. Буличека (1969), в Чехословакии в XVI в. общая площадь прудов и водохранилищ состав­ляла 1800 кв. км; использовались они главным образом для рыболовства и во­доснабжения; в последующие столетия многие из прудов и водохранилищ были спущены в целях получения дополни­тельных сельскохозяйственных угодий.

5. Средневековая мельница на р. Требишпица в Югославии

В Польше водохранилища стали со­оружать с XIV в.; до настоящего времени эксплуатируются 10 водохранилищ, созданных в XIV—XVIII вв. На террито­рии нынешней ГДР первые водохранили­ща появились в Рудных горах в районе Фрейбурга (Гроссхарменсдорф — 1524 г., Оберер-Харт — 1591 г., Дёрн — таль — 1790 г. и др.) и в Гарце — Той- фельстайх — 1696 г., Гросс-Зибер-

штайн — 1793 г. и др. (Ander, 1982).

Значительные гидротехнические соо­ружения строились инками и другими народностями в Перу до существования инкского государства Тауантинсуйу (примерно в XV в.). Несколько водо­хранилищ для сбора талых вод существо­вало у подножия Анд, как, например, водохранилище в долине Непенья длиной 1,2 км и шириной 0,8 км (Smith, 1970). Много плотин для забора воды строилось в Мексике народом майя; хорошо извест­но водохранилище у древнего г. Тикаль. Для водоснабжения городов майя соору­жали многочисленные резервуары; неко­торые из них сохранились до XIX в. Грандиозные по тем временам сооруже­ния возводили ацтеки (XIV—XVI вв.), например дамбу Нецауалькойотль дли­ной 16 км, которая разделила оз. Теско — ко и образовала водохранилище Мехико (Ивлева, 1973).

Испанские конкистадоры (XV— XVI вв.) разрушили большинство древ­них гидротехнических сооружений ац­теков, инков, майя. Создававшиеся ис­панцами подобные сооружения по слож­ности и размерам часто уступали преж­ним. Все же в XVII—XVIII вв. в Латин­ской Америке были построены некоторые большие водохранилища — Журурия объемом 220 млн. куб. м и площадью 96 кв. км (используется до сих пор) и Чалвири объемом 3 млн. куб. м, оба — хтя водоснабжения серебряных рудни­ков в Потоси в Боливии (Smith, 1970).

Общая

характеристика

водохранилищ

Несравненно больших масштабов со­здание водохранилищ достигло в эпоху промышленной революции и развития капитализма, т. е. в XVIII—XIX вв. Глав­ную роль в создании водохранилищ игра­ла увеличивавшаяся потребность в ме­ханической энергии (до периода широко­го распространения паровых машин) для прядильно-ткацких, металлообраба­тывающих, лесопильных, горнорудных предприятий; нередко такие водохрани­лища (заводские пруды) использовались и для промышленного водоснабжения. Много таких прудов появилось тогда в Англии, Германии, Франции, Австро — Венгрии (Мартонн, 1938), России (осо­бенно в Карелии, Центре и на Урале).

Другой причиной создания водохра­нилищ в этот период было развитие вод­ного транспорта; требовалось регулиро­вание стока в целях увеличения межен­ных расходов в реках и для питания водой многочисленных каналов. Напри­мер, для питания Южного канала, соеди­нившего Средиземное море с Бискайским заливом (Франция), построено водохра­нилище Сен-Перроль на р. Лодо объемом 7 млн. куб. м (Витвер, 1963); в интересах водного транспорта водохранилища со­здавались в Англии, Германии, России (например, Вышневолоцкое, Шлинское, Кубенское, Уверское).

В рассматриваемый период водохрани­лища создавались также для промыш­ленного и коммунального водоснабже­ния (в первую очередь в таких промыш­ленных районах Западной Европы, как Рурская область, Силезия, Средняя Ан­глия, а также на Урале в России, в Пенсильвании и Новой Англии в США и др.). Некоторые водохранилища со­здавались и для борьбы с наводнениями.

Следующий этап создания водохрани­лищ начался на рубеже XIX и XX вв. в связи с широким использованием электроэнергии; во всех развитых капи­талистических странах, а затем и в ос­тальных государствах стали строить гид­роэлектростанции; вначале их сооружа­ли преимущественно в расчете на исполь­зование незарегулированного стока, но затем для повышения надежности элек­троснабжения и увеличения выработки электроэнергии стали создавать водохра­нилища. Наибольшего размаха их строи­тельство достигло в таких странах, как

Динамика роста количества и полного объема водохранилищ емкостью от 100 млн. куб. м по материкам и крупнейшим странам Материк, страна До 1900 г. 1901 — 1950 гг. После 1950 г. Всего Европа 9 104 399 512 3,3 121,7 461,2 586,2 В том числе СССР 6 31 95 132 3,0 68,6 336,1 407,7 Азия 5 47 595 647 1,7 17,9 1 516,7 1 536,3 в том числе СССР — 12 93 105 — 5,1 760,5 765,6 Китай — 1 146 147 — 0,2 237,1 237,3 Индия 5 23 174 202 1,7 9,9 215,3 226,9 Африка 1 15 99 115 0,1 15,0 869,6 884,7 Северная Америка 25 342 520 887 8,4 344,7 1 324,2 1 677,3 в том числе США 25 272 392 689 8,4 244,2 526,3 778,9 Центральная и Южная 1 22 188 211 Америка 0,3 8,8 679,6 688,7 в том числе _ 10 82 92 Бразилия — 3,4 349,2 352,6 Австралия — 10 10,6 60 65,1 70 75,7 Итого по миру 41 540 1 861 2 442 13,8 518,7 4 916,4 5 448,9 в том числе СССР 6 43 188 237 3,0 73,7 1 096,6 1 173,3

Примечание. В числителе — количество водохранилищ, в знаменателе — полный объем в куб, км.

Швейцария, Австро-Венгрия, Франция, Германия, Италия, Швеция, Норвегия, США, Япония.

Наряду с гидроэнергетическими все больше водохранилищ стало создавать­ся в интересах ирригации, промышлен­ного и коммунального водоснабжения, борьбы с наводнениями (особенно в США, Индии, некоторых европейских странах) и т. д.

Современный этап массового и повсе­местного создания водохранилищ начал­ся после второй мировой войны. Регу­лирование стока стало проводиться не только для решения традиционных про­блем развития энергетики и ирригации, но и для водообеспечения городских аг­ломераций, промышленных районов, районов отдыха и улучшения экологи­ческого состояния крупных природных объектов и районов.

В этот период водохранилища созда­ются почти во всех странах мира, но осо­бенно их число увеличивается в социали­стических странах, в том числе в СССР, в развивающихся странах, а также в не­которых капиталистических — напри­мер в Испании, США, Канаде, Австра­лии, Норвегии, Швеции и др. Темпы со­здания водохранилищ в текущем столе­тии показаны в табл. 1-1. Экономиче­ские и социальные факторы создания водохранилищ рассмотрены в следующей главе.

Комментарии запрещены.