CC BY
51УДК 902.034
DOI: 10.24412/2220-0959-2020-11-139-151
ИССЛЕДОВАНИЯ ДНА РЕКИ ВОЛХОВ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИМИ СРЕДСТВАМИ
Айвар Владимирович Степанов1,2, Сергей Анатольевич Луций3
' Институт археологии ИА РАН 2 Новгородский государственный музей- заповедник (Великий Новгород) 3 канд. техн. наук, Новгородская подводно-археологическая экспедиция (Великий Новгород)
Аннотация: В статье представлен опыт применения гидроакустических средств в подводно-археологических исследованиях нарекеВолхов. Краткорассматриваются характеристики различных приборных комплексов и практика их применения за последние несколько лет. Представлены результаты сканирования дна реки в районе затонувших судов, межевого камня, у средневекового памятника Холопий городок в окрестностях Великого Новгорода, а также в пределах вала Окольного города. Показана перспективность подобных методов, в том числе и на примере открытия опор древнейшего новгородского моста.
Ключевые слова: подводно-археологические исследования, методы дистанционного зондирования, Великий Новгород, река Волхов.
Abstract: The article presents the experience ofusing hydroacoustic devices in underwater archaeological researches on the Volkhov River. The characteristics of various instrument systems and the practice of their application over the past few years are briefly considered. The results of scanning the river bottom in the area of sunken ships, a boundary stone, near the medieval monument Kholopiy gorodok in the vicinity of Veliky Novgorod, as well as within the rampart of Okolny gorod are presented. The prospects of such methods are shown, including on the example of the opening of the pillars of the most ancient Novgorod bridge.
Keywords: underwater archaeological researches, remote sensing methods, Veliky Novgorod, Volkhov River.
Река Волхов является одним из древнейших путей сообщения, более тысячи лет его берега подвергались глубокому хозяйственному освоению, а дно хранит массу материальных тому свидетельств. Перспективность подводно-археологических исследований в этой акватории для изучения целого рада аспектов древнерусской материальной культуры не вызывает сомнений.
Подводные археологические памятники находятся в своеобразных условиях, что требует особых методов и технических средств для их выявления
Степанов А. В., Луций С. А. Исследование дна реки Волхов гидроакустическими средствами / А. В. Степанов, С. А. Луций // Вопросы подводной археологии. - 2020. - №11. - С. 139-151
и изучения. Множество климатических, гидрологических, организационных и иных факторов, а также свойства самой водной среды (состав, плотность, прозрачность, скорость течения, температура и др.) ограничивают возможности исследователей. Именно для преодоления этих сложностей в археологических разведках используются соответствующие эмстенсивнък и интенсивнък методы и аппаратное обеспечение.
Традиционно для визуального обследования относительно небольших участков дна применяется экстенсивный водолазный метод, включающий комплекс организационно-технических мероприятий, направленных на обеспечение жизнедеятельности и работоспособности человека под водой - от обеспечения дыхания, плавучести и терморегуляции до устранения недостатка освещенности, коррекции цвета и преломления света в воде. Даже при использовании комплекса технических средств и приемов, решающих вопросы существования человека под водой, возможности человека остаются весьма ограниченными. В любом случае, водолазное обследование дна во внутренних водных бассейнах имеет относительно низкую скорость и целесообразно при весьма ограниченных площадях.
Рис. 1. Схема работы приборов дистанционной разведки дна: 1— многолучевой эхолот; 2—гидролокатор бокового обзора; 3 — магнитометр.
Применение интенсивных методов, основанных на использовании определенных физических явлений и соответствующего специального оборудования, дает возможность выявить признаки подводных объектов культурного наследия за относительно небольшое время на больших площадях. Современные поисковые приборные комплексы, использующие различные физические принципы, могут работать одновременно (Рис. 1),
что позволяет эффективно обнаружить объекты, определить их геометрическую форму и размеры, а также материал, из которого они изготовлены. Так как антропогенные объекты обладают рядом признаков, отличающих их от природных объектов (например, магнитными свойствами), возникает возможность достаточно точно их идентифицировать на основе полученной от приборов разнородной информации.
Одним из простейших гидроакустических средств подводного поиска является однолучевой эхолот. Современный прибор этого типа, как правило, состоит из подводной приемоизлучающей антенны, устройства записи, обработки и отображения информации, а также навигационного спутникового приемника.
Основными параметрами, обеспечивающими качество съемки эхолотом, являются:
• угол излучения (у профессиональных эхолотов < 9°);
• точность навигации;
• плотность покрытия съемкой площади исследуемой акватории.
Цифровые данные, получаемые этим приборным комплексом (широта, долгота, глубина), визуализируются в батиметрическую карту, на которой можно прочитать особенности рельефа дна. С помощью однолучевого эхолота сложно обнаружить небольшой объект, но можно анализировать русловые процессы и структурные элементы рельефа дна (Рис. 2, справа).
Рис. 2. Сонограмма затонувшей барки «Ситно-1» на дне, полученная ГБО (слева), и батиметрическая карта участка дна с затонувшей баркой «Ситно-1», полученная однолучевым эхолотом (справа, масштаб по вертикали увеличен).
Более эффективным гидроакустическим прибором для поиска возвышающихся над грунтом объектов является гидролокатор бокового обзора (ГБО). Он состоит из двух наклонных, направленных перпендикулярно движению, приемо-передающих антенн в буксируемом устройстве, аппаратуры для записи, обработки и отображения информации, а также — навигационной спутниковой системы. Полученное изображение участка дна (сонограмма) является тенеграфическим (подобно аэрофотосъемке при низком положении солнца, когда возвышения над поверхностью ярко подсвечены со стороны излучения и дают длинные тени). Основными параметрами, обеспечивающими качество съемки с помощью ГБО, являются:
• равномерное прямолинейное движение приемо-передающих антенн;
• высота движения приемо-передающих антенн над грунтом;
• частота съемки, соответствующая поставленной задаче (высокая —
для детальной съемки, низкая — для съемки обширной площади).
При неправильном выборе указанных параметров изображение объектов на дне может геометрически искажаться, что затрудняет их идентификацию. Используя результаты съемки с помощью ГБО и специализированное программное обеспечение, можно собрать детальную карту обширного участка речного русла. Недостатки метода: сильная зависимость качества и достоверности изображения от указанных выше параметров, а также необходимость дешифровки изображения опытным специалистом.
В своих исследованиях, начиная с 2004 г., Новгородская подводно-археологическая экспедиция совместно с ЗАО «Искатель» (СПб.) и экспедицией «Нептун» (Москва) активно применяла ГБО на реке Волхов. В результате установлено месторасположение средневекового моста в Великом Новгороде, а также выявлено множество объектов, подлежащих дальнейшему изучению.
Экспедиция «Тайны затонувших кораблей» (Санкт-Петербург) в 2006-2007 гг. обследовала с помощью ГБО около 40% дна р. Волхов и обнаружила 32 подводных объекта, имеющие тенеграфические признаки корпусов затонувших деревянных судов [2, с.104].
Приведем несколько примеров результатов обследования объектов, выявленных на дне р. Волхов с помощью дистанционных гидроакустических методов.
В 2008 г. по инициативе И.Ю. Анкудинова нами были организованы поиски изчезнувшего межевого камня, известного по упоминанию в грамоте князя Изяслава Мстиславовича, в которой речь идет о передаче замель Пантелеймонову монастырю. В.Л. Янин датирует эту грамоту 1134 г. [10, с.68, 71, 77]. Располагался межник на левом берегу р. Волхов
напротив Городища. В июле 2008 г. с помощью ГБО «С-Мах2» в 35 м от уреза воды на глубине 2,3 м был обнаружен валун с выпуклым изображением восьмиконечного креста на Голгофе.
Совместными усилиями аквалангистов клуба «Аквилон» и МУП «Новгородский водоканал» валун был извлечен из мутных волховских вод (Рис. 3) и перевезен в музей деревянного зодчества «Витославлицы». Межник установлен вблизи церкви Успения Богородицы на территории бывшего Пантелеймонова монастыря, земли которого и обозначал с XII в.
Рис. 3. Юрьевский межник. Слева сонограмма, справа — извлеченный из воды камень.
В 2014 г. в зоне строительства мостового перехода реки Волхов скоростной автомобильной дороги «Москва - Санкт-Петербург» в Новгородском районе Новгородской области с помощью ГБО был обнаружен объект, обладающий признаками затонувшего деревянного судна. В результате исследований установлено, что это деревянная барка, использовавшаяся при перевозке строительных материалов в середине 30-х гг. XX столетия. Сонограмма, полученная при помощи ГБО (Рис. 3, слева), позволяет уверенно идентифицировать объект как затонувшее судно. Картинка, полученная при помощи однолучевого эхолота (Рис. 3, справа) не дает явного изображения объекта, но дает представление об окружающем его рельефе дна — судно лежит у основания берегового склона.
Следующее устройство, многолучевой эхолот, представляет собой более сложный аппаратно-программный комплекс, чем рассмотренные ранее приборы.
Основным назначением его до недавнего времени являлось составление точных трехмерных батиметрических карт; так как его технические параметры (в частности, количество лучей — 128 или 256) не позволяли получать достаточно детальное изображение для идентификации объектов на дне.
Весной 2017 г. ООО «ИТЦ Спецработ» (СПб) предоставило Новгородской подводно-археологической экспедиции для апробирования новейший 512-лучевой эхолот SeaBat Т50-Р производства Те^упе Reson. В качестве объектов исследования были выбраны:
• затонувший плавпричал в районе мкр. Кречевицы;
• участок русла р. Волхов в районе Холопьего городка;
• участок русла р. Волхов в пределах вала окольного города.
Затонувший плавпричал был обнаружен с помощью ГБО в 2008 г. в районе мкр. Кречевицы, а в 2017 г. использовался для калибровки SeaBat Т50-Р. Как видно на (Рис. 4, справа), изображение, полученное современным многолучевым эхолотом, превосходит по детализации и четкости сонограмму 2008 г. (Рис. 4, слева). Например, просветы секций, лишенных палубного настила, по углам оконечности плавпричала определяются также отчетливо, хотя больше занесены песком за прошедшие 9 лет.
Рис. 4. Плавпричал: сонограмма ГБО; съемка многолучевым эхолотом.
Укрепленное поселение Холопий городок находилось в 14 км от озера Ильмень на правом берегу Волхова (холм среди затапливаемой поймы при слиянии Малого Волховца с Волховом). Холопий городок представляется своеобразным аналогом Рюрикову Городищу, расположенному у истока Малого Волховца. Древнейшие слои поселения относятся к VШ-IX вв. В договоре 1270 г. Новгорода с Ганзейским союзом городов пристань Drelleborch (буквально, Холопий городок) упомянута как место последней остановки на Волхове перед Новгородом. Известен он также тем, что в 1979 г. здесь
был открыт клад восточных монет (самая ранняя — 810-811 гг.) [3, с. 35-36], а в 2006 г. — найден дирхем Аббасидов 796-797 гг. Поэтому неудивительно, что участок русла р. Волхов в районе Холопьего городка был выбран как весьма перспективный объект для подводно-археологических исследований.
Рис. 5. Батиметрическая карта участка русла р. Волхов в районе Холопьего городка на спутниковом снимке.
Расположенный на прижимном берегу излучины реки холм Холопьего городка, сложенный валунными ледниковыми отложениями, постоянно подвергается абразионному воздействию реки. Подводный ландшафт показал весьма многообещающую картину, проявив две интересные формы в рельефе дна. (Рис. 5).
У берега городища мы наблюдаем широкий развал каменистых моренных отложений. По всей вероятности, это размытая часть холма, изменившего свою конфигурацию под воздействием русловых абразионных процессов. Очевидно, что когда-то холм имел значительно большую площадь
и сильно сужал русло реки. У южной оконечности городища реку пересекает каменистая гряда, которая в свое время могла быть препятствием, разворачивающим реку в восточном направлении (по этой старице сейчас впадает в Волхов речка Робейка). Со временем Волхов проточил каменную гряду, и это место стало порогом, препятствующим судоходству в межень, но функционирующим еще и как переправа — брод. Ныне эти рыболовные угодья, известные как «Черные камни», пользуются популярностью среди местных жителей.
Мультидисциплинарное исследование этого участка могло бы реконструировать палеоладшафтную ситуацию и ответить на много вопросов, разъясняющих детали развития стратегической роли Холопьего городка и причин ее утраты.
Чрезвычайно интересен участок р. Волхов в пределах вала окольного города как место концентрации подводных памятников. С севера его археологические достопримечательности должна открывать башня, изображенная на плане штурма Новгорода шведами в 1611 г., но, к сожалению, ее следы пока никакими средствами обнаружить не удалось.
Далее, вверх по реке, за опорами моста Александра Невского видны явные остатки опор моста, не известного большинству молодых новгородцев (Рис. 6-1). Это был деревянный мост, созданный и существовавший после Великой Отечественной войны до строительства каменного моста Александра Невского.
На траверзе Тайничных (Владычных) водяных ворот Детинца, между Владимирской башней и Пречистенскими воротами, глубоко в русло выдается каменистая коса. По всей видимости, это упоминаемая летописями «релка» (Рис. 6-2).
Как известно, при новгородском архиепископе Макарии в 1528 г. Невежа Псковитин, человек Снетогорского мельника, пытался устроить на Волхове водяные мельницы. Место будущей мельницы было выбрано на Софийской стороне ниже моста там, где на релке стояла баня. Мельница представляла собой конструкцию из нескольких забутованных камнем срубных сооружений (прудов, ряжей) с колесами, частично перегораживающих русло. Мельница Псковитина, действующая сначала успешно, была разрушена при первом же паводке. Невежа не учел уровня подъема воды и мощности весеннего ледохода — от всего сооружения «толико мало срубов осталося да камение в воде» [8, с.203].
Наиболее заметным объектом подводного антропогенного ландшафта являются остатки каменных опор мостов, находящихся под современным пешеходным (Рис. 6-3).
Рис. 6. Батиметрическая карта русла реки Волхов в пределах вала окольного города: 1 — опоры временного моста; 2 — «релка»; 3 — остатки опор каменных мостов; 4 — остатки опор Великого мостаXII-XIXвв.; 5 — остатки опор Великого моста X в.
Первый мост с десятью каменными опорами и 11 деревянными пролетами в этом месте с 1825 г. по 1830 г. строил инженер Казимир Рейхель [4, с.95]. Второй мост (металлический) на старых опорах строился здесь с 1898 г. по 1902 г. по проекту инженера Г. Соловьева. При этом пять каменных опор у берегов подремонтировали, а по центру реки количество опор сократили до двух [1, с. 99-100]. К сожалению, этот красивейший мост был разрушен отступающими германскими войсками в 1944 г.
В полусотне метров выше по течению пешеходного моста выделяется структура, составленная из остатков деревянных мостов, существовавших до 1830 г., перекрытых в настоящее время подводными переходами: кабелями и трубой (Рис. 6-4). Подводно-археологическими исследованиями установлено, что груды камня образовались в результате разрушения свайно-ряжевых опор при демонтаже моста в 1830 г. Под валунной осыпью был обнаружен стратифицированный культурный слой XIV-XVI вв., образовавшийся в результате деятельности торга и мелкоремесленного производства на мосту [6, с.319]. Выявленные в грунте остатки свай датированы радиоуглеродным методом с XII по XVIII вв.
Южнее, в 170 м от Великого моста, сонограмма демонстрирует остатки опор еще неизвестного сооружения, вернее — груды камней, которые были зафиксированы гидроакустической съемкой еще в 2005 г. (Рис. 6-5). В то время их атрибуция оказалась неверной из-за одного казуса: на сонограмме у основания второй от правого (восточного) берега возвышенности был объект, внешне напоминающий памятник царю-освободителю Александру II, демонтированный во время субботника 1 мая 1920 г. Возвышенности были интерпретированы как остатки опор причальных сооружений, с которых сбросили памятник. Однако водолазное обследования «памятника» показало, что это замысловатое корневище дерева, а архивные исследования А.М. Иванова установили, что участники субботника разрушили памятник, а то, что осталось — загрузили на барку, и высыпали в одной из глубоких волховских ям.
Полученное в 2017 году многолучевым эхолотом детальное трехмерное изображение большой площади дна показало картину в контексте русловых процессов. Профиль русла в этом месте асимметричен (Рис. 7). К восточному (правому) берегу (Торговая сторона) прижимается глубокая часть русла, а примерно от середины реки дно круто поднимается на 2 м, затем выполаживается и продолжается в сторону левого, западного берега (Софийской стороны) подводной террасой с пологим уклоном. Стало очевидно, что четвертый (от правого берега) холм скрывается в бровке этой террасы,
явно имеющей аккумуляционное происхождение. Это обстоятельство указывает на вероятность того, что и ряд каменистых холмов продолжается и дальше к Софийскому берегу. Они имеют вытянутую по течению форму размером 20х10 м и высоту до 1,5 м. Среднее расстояние между центрами холмов составляет 22,5 м, что значительно больше, чем у опор ранее изучаемого средневекового моста.
Рис. 7. Батиметрическая схема участка русла р. Волхов с остатками опор неизвестного сооружения (вид с левого берега).
Подводные исследования позволили установить, что холмы представляют собой развалы бутового камня из разрушенных опор моста ряжевого типа. Сооружения продолжаются в сторону левого берега под поверхностью аккумуляционной террасы. Было вскрыто около 40 м2 грунта вдоль правой и задней стенок ряжа, также был вскрыт водорез — пятый (рогатый) угол. Сохранились от одного до семи венцов ряжа срубленного из дубовых и хвойных бревен небольшого диаметра (до 20 см), что ограничивает возможности дендрохронологического датирования. Результаты радиоуглеродного датирования 12-ти образцов, проведенного ЦКП «ЛРДиЭМ» ИГ РАН (Москва) и ЦИИ Университета Джорджии (США) с применением метода ускорительной масс-спектрометрии (AMS), дали среднюю вероятную дату образцов дерева из сруба — середина X в. Комплекс археологических находок сосредоточен на поверхности грунта. Датировка старших
вещевых находок, керамики XIV в. говорит о том, что формирование аккумуляционной терассы закончилось к этому времени. В толще донных осадков находки единичные. У основания обнаружено несколько фрагментов раннекруговой керамики рубежа X-XI вв. Очевидно, что выявленный ряжевый мост был предшественником изученного ранее в 100 м ниже по течению свайного моста XII- XIX вв. [5, с. 28 - 34].
Построенные в 1600 г. водяные мельницы на Волхове оказались более долговременными по сравнению с Псковитинскими. Сведения об этом событии содержатся в Пискаревском летописце, где под 1600 г. говорится, что по велению царя Бориса Федоровича (Годунова) поставлены на Волхове три мельницы по пяти и более жерновов в каждой [7, с.204]. Они зафиксированы на плане штурма Новгорода в 1611 г. шведскими войсками под командованием Якова Делагарди (Jakob de la Gardie), а также на чертеже 1674 г. Эрика Пальмквиста (Erich Palmquist) [9, с.108]. Их позиция на упомянутых планах совпадает с положением южной, самой верхней по течению, макроструктуры на отснятом участке дна реки. Пересекающая реку полоса на батиметрическом плане сформирована при прокладке дюкера (труба большого диаметра), заглубленного в дно и засыпанного грунтом в 1990-е годы. По словам водолазов, принимавших тогда участие в обследовании дна, дноуглубительные краны разбирали в этом месте остатки бревенчатых срубов (ряжей), забутованных камнем. По всей видимости, разрушенные мельничные сооружения утрачены безвозвратно.
Подводя итоги, можно с уверенностью сказать, что применение новейших гидрографических технологий исследования речного дна позволяет эффективно визуализировать подводный рельеф, дает массу разнообразного материала для историко-археологической интерпретации и последующих детальных исследований.
В заключение выражаем благодарность Е. П. Палю за инициативу в проведении исследований и их материально-техническое обеспечение.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лукошков А. В. Коллекция кораблей XVI-XIX вв. на дне Волхова. Новгород и Новгородская земля. История археология. Материалы научной конференции. Выпуск 22. Великий Новгород, 2008. С. 104.
2. Янин В. Л. Очерки комплексного источниковедения. С.204.
3. Носов Е. Н., Плохов А. В. Поселение Холопий городок под Новгородом // Краткие сообщения Института археологии Академии наук СССР. No 195 (Славянорусская археология). М.,1989. С. 35-36.
4. Филиппова Л. А. Из истории новгородских мельниц ХУ1-ХУП вв. Новгородский исторический сборник, вып. 6 (16), СПб., 1997 г. С. 203 - 320.
5. Пшанский А. Правнуки великого моста. «Чело» Альманах. 2000 г. №1. Великий Новгород, 2000. С. 94 - 97.
6. Данько Т. Последний мост старого Новгорода. «Чело» Альманах. 2000 г. №1. Великий Новгород, 2000. С. 99 - 100.
7. Степанов А.В., Трояновский С.В. (Великий Новгород), Хархордин О.В. (Санкт-Петербург), В поисках Великого моста: археологические исследования 2005-2006г.г. на дне р. Волхов. Новгород и Новгородская земля. История археология. Материалы научной конференции. Великий Новгород, 2007. С. 319.
8. Степанов А. В. Новые данные о средневековом мосте через р. Волхов // Материалы ежегодной научно-практической конференции, посвященной 110-летию А.П. Грекова. Великий Новгород, 19 - 20 марта 2019 г. - Новгородский музей-заповедник, Великий Новгород, 2020 г. С. 24 - 38.
9. Филиппова Л. А. Из истории новгородских мельниц ХУ1-ХУП вв. Новгородский исторический сборник, вып. 6 (16), СПб., 1997 г. С. 204.
10. Янин В. Л. Планы Новгорода Великого ХУП-ХУШ вв. М.: Наука, 1999. С.108
