CC BY
33УДК 627.09 (282.5)
М. В. Молчанова, ассистент.
М. А. Сметанина, студент, ВГАВТ.
603600, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5.
ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ РАЗВИТИЯ ИСКУССТВЕННЫХ ВОДНЫХ ПУТЕЙ
В статье освещена история создания искусственных водных путей за рубежом, приведен обзор основных крупнейших судоходных каналов, а также дана сравнительная
характеристика отечественных и зарубежных каналов 20 века.
Впервые подобное строительство было начато в Европе в 1605 году - строительство Нивернейского канала, соединяющего бассейны рек Сены и Лауры. В 1626 г. начато сооружение канала Рейн - Маас, Первый канал в Великобритании - Бриджуо-терский - между Манчестером и р. Мерсей - построен в 60-е годы 18 века. Первый канал в США - между р, Меримак и Бостонской гаванью - открыт лишь в начале 19 века. 1805 г. - начало строительства в США крупнейших водных систем, например Бардж-канала- от Великих озер к Нью-Йорку общей протяженностью 813 км.
Вторая половина 18 века - начало 19 в. вошли в историю как «эпоха каналов». Бурное развитие производительных сил после промышленного переворота в середине 18 в. определило резкое возрастание объема перевозимых грузов, с которыми гужевые перевозки не могли справиться. До появления железной дороги каналы и реки были основными путями внутреннего сообщения, поэтому сеть каналов развивалась очень быстро.
К середине 19 в. конкуренция железной дороги приостановила строительство искусственных водных путей, но в странах Европы к этому времени уже сооружено огромное количество каналов. Например, в Великобритании каналы вдвое превышали по протяженности реки. Каналы соединяли центральные промышленные районы Англии (Мидленд) с крупными морскими портами (Лондон, Ливерпуль, Бристоль). Были соединены внутренними водными путями и морские порты северо-запада и северо-востока Англии (Ливерпуль и Гулль), юго-запада и юго-востока (Лондон, Бристоль, Саутгемптон),
Во Франции каналы соединяли промышленный узел Парижа с главным сельскохозяйственным районом - бассейном р. Муара и с р. Роной - путем к Средиземному морю и в бассейн р. Гароны. На востоке каналы соединяли бассейн Сены с Рейном и реками Бельгии.
На западе Германии искусственные водные пути сооружали преимущественно в бассейне Рейна, соединенного к середине 19 в. со всеми соседними крупными реками.
В 40-х годах 20 в. выстроено очень сложное в техническом отношении соединение Рейн-Майн-Дунай, названное каналом Людвига (в честь баварского короля, по повелению которого велось строительство). Протяженность канала - 172 км, имел 101 шлюз.
В 17 в. были заложены основы водных путей в междуречье Эльбы и Одера - так называемые водные пути Бранденбургской марки. В середине 18 в. реки Германии и Польши были соединены каналом Бромберг (Быдгощский канал) - от Одера к Висле.
В начале 19 в. после присоединения Польши к Российской империи водные пути бассейна Вислы были соединены с реками бассейна Днепра (Королевский или Днеп-ровско-Бугский канал) и бассейна Немана (Августовский канал). В 1805 введено в строй водное соединение Днепра с Западной Двиной.
К середине 19 в. сложилась система внутренних водных путей Европы от Днепра до Гаронны. По ней можно было пройти от Смоленска или Киева до Гамбурга, Пари-
жа или Марселя. Правда, эта система представляла собой сочетание разных по времени постройки и пропускной способности водных путей и потому как единое целое ее использовать было нельзя.
В начале 19 в. стал ощущаться недостаток лишь ускоренного развития железнодорожного транспорта. Поэтому в Европе производится улучшение водных путей, а в России - строительство новых.
В США в 1919 г завершена очередная реконструкция Бардж-канала. В 1930 г. введен Новый Уэллендский канал в обход Ниагары. К концу 30-х годов введено в строй водное соединение между Великими озерами и бассейном Миссисипи: Чикаго-Иллинойский водный путь. В межвоенный период проведены два береговых канала -вдоль Атлантического побережья и вдоль Мексиканского залива.
Во Франции и Великобритании проводились работы по улучшению состояния сети каналов, унифицировали габариты пути, каналы переводили на электрическую и механическую тягу. Например в Англии - реконструкция водного пути Гранд-Юнион (Бирмингем-Лондон).
В 1905 году в Германии принята программа улучшения водных путей. В том же году началось шлюзование Майна. 1921 - год организации АО «Рейн-Майн-Дунай», которое взяло на себя расходы по сооружению данного водного пути. В 1938 г открыт Средне-Германский канал, обеспечивающий устойчивую водную связь бассейнов рек Рейна, Эльбы и Одера. В 1939 г построен подходной Гливицкий канал, соединивший Верхнюю Силезию и Одер. В 40-х годах из-за военных действий строительство каналов прекращено.
В 1957 г проходит Европейская конференция министров транспорта. Приняты следующие направления реконструкции сети внутренних водных путей:
создание меридиональных соединений Рейн-Майн-Дунай и Рона-Рейн, обеспечивающих связь системы внутренних водных путей Европы с Черным и Средиземным морями;
реконструкция широтных соединений (Средне-Германский канал, Быдгощский канал);
формирование направления Днепр - Припять - Буг - Висла.
К настоящему времени планы создания меридиональных соединений практически выполнены. К 1985 г завершено шлюзование Роны, обеспечивающее необходимые глубины. Транзитное судоходство по каналу Дунай-Майн-Рейн торжественно открыто 25 сентября 1992 г. Канал является уникальным сооружением - построен в густонаселенной местности, под контролем «зеленых» на территории, хорошо обеспеченной другими путями сообщения. Канал преодолевает водораздел на отметке 406 м над уровнем моря, выше любого другого канала в мире. Часть его трассы проходит в акведуках, что для сооружений такого размера ранее считали невозможным. Также строились каналы в Нидерландах, Бельгии, на севере Германии.
В США в послевоенные десятилетия построен глубоководный путь Святого Лаврентия, заменивший систему обходных каналов. В 1985 г. крупный водный путь Тенне-си-Томбигби создал промежуточное направление воднотранспортных связей восточных штатов (между Береговым каналом Атлантического побережья и р. Миссисипи).
Общее изменение экономической и политической ситуации в Европе способствует реконструкции каналов широтного направления.
Крупнейшими зарубежными судоходными каналами считаются водные пути Тен-неси-Томбигби и Рейн-Майн-Дунай.
В январе 1985г. был официально открыт водный путь Теннеси-Томбигби, проект которого был одобрен конгрессом США в законе о реках и портах в 1946г. Работы по осуществлению проекта начались в 1947г. Однако вскоре стало ясно, что первона-
чальная стоимость строительства (323млн. долларов) была сильно занижена. Понадобилось 15 лет и 1,9млрд. долларов капиталовложений, чтобы построить канал длиной 62км в скалистой местности, которая образует географический водораздел между реками Теннеси и Томбигби, и превратить мелководную Томбигби в судоходную реку.
Соединение рек Теннеси и Томбигби стало самым крупным и дорогостоящим проектом, осуществленным Корпусом инженерских войск США. Проект обсуждался широкой общественностью с точки зрения его необходимости и времени реализации. И все же, несмотря на серьезные трудности, водный путь был построен, хотя до сих пор еще продолжаются споры относительно его целесообразности.
Водный путь Теннеси-Томбигби (Тен-Том), который заканчивается у глубоководного порта Мобил (штат Алабама), стал составной частью национальной системы внутренних водных путей протяженностью 25600км. Он обеспечивает наиболее прямой маршрут от внутренней территории США к Мексиканскому заливу и исключает необходимость использования Миссисипи.
Разница высот в системе Теннеси-Томбигби между шлюзами Демополис и Пиквик, которая преодолевается с помощью 12 шлюзов и плотин, составляет приблизительно 103 м. На первых девяти шлюзах, начиная от Гейнсвилле, суда поднимаются в среднем на 8,7 м. Последний шлюз системы у города Бей-Спрингс имеет высоту более 25 м, и таким образом водный путь соединяется с рекой Теннесси в районе города Пиквик. Весь водный путь Тен-Том разделен на три участка. Южная часть протяженностью 239 км называется обычно речным отрезком: фарватер реки Томбигби был расширен до 91,4 м с глубиной 2,7 м, Необходимая минимальная глубина обеспечивается шлюзами и плотинами около городов Гейнсвилл, Элисвилл, Колумбус и Абердин, Средний участок длиной 74 км представляет собой канальный отрезок, состоящий из серии водохранилищ с гарантированной глубиной 3,7м и шириной 91,4 м. Уровень воды здесь регулируется пятью шлюзами.
Северный участок длиной 62,4 км является водораздельным отрезком шириной 85,3 м и глубиной 3,7 м. Он проходит через водораздел между реками Тонбигби и Теннеси. Здесь имеется только одно судоходное сооружение; шлюз и плотина около Бей-Спрингс с высотой подъема 25,6 м.
Водный путь, действующий круглосуточно, рассчитан на эксплуатации различных типов судов - от прогулочных катеров и яхт до толкаемых баржевых составов. Размеры судов, способных пройти по водному пути, ограничиваются габаритами шлюзов (длина 182,9 м, ширина 35,5 м). Они могут вмещать толкач и восемь барж размером 10,7 х 59,4 м. Надводный габарит при высокой воде составляет 15,8 м. Глубина фарватера 2,7 м на речном участке водного пути ограничивает осадку судов приблизительно до 2 м. Водный путь содержится Мобилским округом Корпуса инженерных войск США, имеющим постоянный штат из 103 работников. Эксплуатационные расходы, включающие общие затраты, заработную плату и стоимость контрактов на техническое обслуживание и ремонт, составляют 15-17 млн. долларов в год.
Проект водного пути Тен-Том имел с самого начала многочисленных противников. Одним из наиболее важных доводов в пользу строительства был предполагаемый высокий спрос на поставки угля из штатов Кентукки, Западная Вирджиния и Теннеси в порты Мексиканского залива, откуда большая часть его должна отправляться за рубеж, прежде всего в Японию.
Сильная оппозиция из-за страха перед конкурентами возникла со стороны железнодорожных компаний, которые возбудили судебное дело в федеральном суде Вашингтона с требованиями прекратить дальнейшее строительство. Представители железных дорог заявили, что предполагаемый водный путь будет дублировать железнодорожный транспорт. Кроме того, они считали, что водные пути ставят их в невыгодное положение, так как баржевые перевозки осуществляются беспошлинно. По их
мнению, федеральное правительство должно вернуть затраты, связанные со строительством и эксплуатацией водных путей. Исторически сложилось так, что большинство конкурентов речных компаний выступает против того, чтобы строительство и эксплуатация водных путей осуществлялись федеральным правительством.
Специалисты в области охраны окружающей среды были также против строительства водного пути Тен-Том, считая, что наличие шлюзов и плотин отрицательно повлияет на одну из последних на юге свободно текущих рек.
Положение сторонников строительства Тен-Том усугубилось еще и тем, что президент Картер включил этот проект в список водных ресурсов (32 %), освоение которых должно быть детально проанализировано. Такое решение было принято ввиду предполагаемых отрицательных последствий осуществления строительства для экономики и окружающей среды. Длительное исследование показало, что проект водного пути Теннеси-Томбигби не отвечает существующим экономическим критериям и может оказать отрицательное воздействие на окружающую среду.
Несмотря на сильнейшее противодействие, проект был спасен в основном благодаря усилиям сенаторов Джона Дж. Спаркмана (штат Алабама) и Ховарда Бейкера (штат Теннесси), которые назвали водный путь «Рурской долиной юга». В пользу дальнейшего осуществления проекта свидетельствовал тот факт, что к 1978 г. уже были выполнены работы на сумму 477 млн. долларов, и поэтому даже самым ярким противником строительства пришлось отступить.
Сторонники проекта, прежде всего Корпус инженерных войск, местные политики и бизнесмены, подчеркивали, что новый путь приведет к значительному экономическому росту преимущественно в зоне площадью 128 тыс. км, включающей восточную часть штата Миссисипи, западную штатов Кентукки и Алабама. По наиболее оптимистическим оценкам, водный путь должен был обеспечить к 2000 г. более 100 тыс. новых рабочих мест и почти 3 млрд. долларов личного дохода, увеличить частные капиталовложения и привлечь 270 тыс. новых жителей.
Доводы оппонентов были отвергнуты главным образом из-за того, что проект, финансируемый на 90 % федеральным правительством, должен стать самоокупаемым. В исследовании, проведенном Аппалачинской региональной комиссией в 1976 г., прогнозировалось, что в 2000 г. водный путь обеспечит 134 тыс. новых рабочих мест и 1,4 млрд. долларов личного дохода. Вообще в семидесятые годы появились некоторые признаки экономического роста, но это были отдельные примеры, и многие критики продолжали сомневаться, что экономический подъем возможен с завершением строительства.
В докладе конгрессу (февраль 1977 г.) Корпус инженерных войск утверждал, что новый водный путь позволит получить 1,5 доллара на каждый затраченный доллар (увеличение с 1,08 доллара против предыдущего года благодаря развитию инфляции). Однако противники проекта заявили, что Корпус инженерных войск использовал устаревшие данные при определении отношения дохода к издержкам. По их мнению, расчет производится на основе ставки процента 3,25, и если она повысится, то доход будет меньше доллара. Корпус инженерных войск согласился с этим доводом и подчеркнул, что при ставке 6,5$ доход состоит всего лишь 64 цента на каждый затраченный доллар, но применил низкие ставки процента согласно требованию конгресса при утверждении закона о развитии водных ресурсов (1974 г.)
С 1970 по 1977 г. стоимость осуществления проекта Теннеси-Томбигби возросла на 1 млрд. долларов. Корпус инженерных войск объяснил это изменениями в проекте согласно новому законодательству, а также увеличением стоимости строительных материалов. Критики выступили с обвинениями по поводу заниженной первоначальной стоимости.
Одним из аргументов в пользу строительства нового пути был фактор расстояния. При перевозке грузов по рекам Теннеси и Огайо к Мексиканскому заливу с использо-
ванием Миссисипи маршрут удлиняется приблизительно на 880 км. Таким образом, сокращение расстояния позволяет снизить затраты в среднем на 40 %.
В ряде случаев водный транспорт имеет преимущество перед другими видами транспорта, даже если протяженность водных путей больше. Исследование, проведенное компанией «Транспортейшен ревью» для администрации водного пути Тенне-си-Томбигби, показало, что при перевозке лесных грузов из северных районов в порт Мобил с учетом тарифов речной транспорт оказался наиболее выгодным, несмотря на то, что водный путь имел большую протяженность, чем железные и шоссейные дороги. Однако это справедливо только в отношении отправления грузов из пунктов, расположенных на водном пути или вблизи него. В противном случае, ставки баржевых тарифов не могут конкурировать со ставками железнодорожных и даже автомобильных тарифов при доставке экспортируемых лесоматериалов в порты Мобил, Новый Орлеан и Чарлстон.
Оценивая экономическое значение водного пути Теннеси-Томбигби, необходимо принимать во внимание два взаимосвязанных фактора. Во-первых, этот путь увеличивает сеть внутренних водных путей США и обеспечивает непосредственное соединение рек Теннеси и Огайо с портами Мексиканского залива, минуя более длинный путь по реке Миссисипи. Во-вторых, его следует рассматривать как путь, способный создать спрос на «свои» грузоперевозки.
Пока еще мало статических данных по водному пути Теннеси-Томбигби, чтобы говорить о влиянии транспортной инфраструктуры на экономическое развитие региона. Если судить по проекту реки Камберленд, то этот процесс является долговременным. Однако факт остается фактом: водный путь расширил доступ к различным районам региона.
В настоящее время большинство критических замечаний касается неспособности Тен-Том конкурировать с рекой Миссисипи. Проведен ряд исследований, касающихся снижения транспортных расходов при использовании Тен-Том в качестве альтернативного водного пути по отношению к реке Миссисипи. Другие исследования концентрируют внимание на роли Тен-Том как части инфраструктуры прилегающих районов, что может способствовать экономическому развитию региона. В обоих случаях нужно ответить на очень важный вопрос: является ли меньшая протяженность этого водного пути гарантией снижения транспортных расходов?
В исследовании Чанга и Форбуса (1986 г.) из университета южной Алабамы говорится, что на водном пути Тен-том могут эксплуатироваться толкаемые составы максимум из шести барж со средней скоростью 7км/ч, в то время как для Миссисипи обычными являются составы из 30-40 барж со средней скоростью 15-16 км/ч. Таким образом, был сделан вывод, что стоимость перевозок по новому водному пути не меньше, чем по реке Миссисипи, которая находится к западу на расстоянии приблизительно 256 км. Следует отметить, что эти результаты являются неполными, так как основная задача исследования состояла в том, чтобы проверить предположение о более низких транспортных расходах на Тен-Том, чем на Миссисипи при перевозке грузов из речных портов Падьюка и Кэйро к Мексиканскому заливу. Исследование не включает перевозки вверх по течению реки, для которых необходимо предусматривать затраты, связанные с преодолением быстрого течения по реке Миссисипи.
Более тщательный анализ грузовых перевозок в обоих направлениях даст иные результаты, свидетельствующие о конкурентоспособности водного пути Теи-Том. Это подтвердила также засуха летом 1988г., которая затруднила судоходство на реке Миссисипи, в то же время не повлияла на работу нового водного пути.
В анализе, проведенном грузоотправителями, утверждается, что Тен-Том не сокращает транспортные расходы при перевозке большинства грузов к Мексиканскому заливу из портов, расположенных севернее города Падьюка. Водным путем Тен-Том
широко пользуется лишь несколько компаний, особенно к югу от реки Теннеси. Представитель компании «Рейнольдс металз» заявил, что его компания расширяет свои операции благодаря более дешевым тарифам по сравнению с железнодорожным и автомобильным транспортом. Дополнительным стимулом к использованию Тен-Том является сокращение времени перевозок почти на пять дней, если сравнить с маршрутом по реке Миссисипи.
Сотрудники Корпуса инженерных войск предсказывали, что в первый год эксплуатации водный путь Тен-Том позволит перевезти 27,3 млн. т грузов, причем экономия транспортных издержек составит 104млн. долларов. В дальнейшем ежегодный объем перевозок должен увеличиться до 40млн. т и более. Однако за первый год (1985) эксплуатации водного пути было перевезено только 1,7 млн. т., а на следующий год объем перевозок удвоился. Представители Корпуса инженерных войск объяснили такое неудовлетворительное положение неблагоприятными экономическими условиями и завершением строительства водного пути на два года раньше запланированного срока, в результате чего не были подготовлены портовые сооружения, оказались не готовы и отрасли экономики. В августе 1985 г. Корпус инженерных войск изменил свою оценку и дал более реалистичный прогноз: 14,5 млн. т. груза в год.
Действительный объем грузоперевозок по водному пути Тен-Том оказался значительно ниже, чем предсказывалось Корпусом инженерных войск в январе 1985 г. Ошибка в прогнозе объясняется невозможностью предугадать быстрое изменение экономического положения в мире. В результате значительного уменьшения спроса на американскую сельхозпродукцию и уголь водный путь Тен-Том использовался мало.
Однако существует надежда, что этот водный путь позволит открыть новые возможности для экономического развития. С восьмидесятых годов прошлого века реки и каналы привлекают к себе повышенное внимание со стороны городов. Индустрия отдыха становится важным фактором получения определенных экономических выгод от канала, ввода в эксплуатацию которого давно ждали. Таким образом, организация отдыха может стать более ценным решением проблемы использования водного пути Теннеси-Томбигби.
Другим значительным судоходным каналом можно назвать водный путь Рейн-Майн-Дунай, трасса которого с севера проходит по реке Рейн - наиболее оживленной водной магистрали Европы, - реке Майн, новому соединенному каналу, преодолевая водораздел между Рейнским и Дунайским бассейнами на отметке 406 м, и затем по реке Дунай (2411км) до Черного моря. Общая протяженность трассы по территориям девяти европейских государств составляет почти 3400 км. По этому показателю водный путь Рейн-Майн-Дунай вполне сопоставим с водным соединением между Балтийским и Азовским морями в России - 3800 км, но по высотному положению водораздельного бьефа он не имеет себе равных.
Река Рейн от устья до города Майнца, расположенного в месте впадения в нее реки Майн, не имеет шлюзов. Вместе с тем называть Рей и естественной рекой было бы не совсем правильно, так как практически на всем протяжении русло реки выправлено с помощью бун (полузапруд) и струенаправляющих сооружений, берега закреплены камнем, а вдоль пойменных террас построены дамбы, ограничивающие разлив реки в период половодья. Более того, в последние годы в Германии с успехом проводятся мероприятия по регулированию твердого стока реки Рейн. Для того, чтобы исключить посадку уровня воды в результате эрозии дна потоком, в русло реки в верхнем ее течении ниже гидроузла Иффецхейм искусственно вносится твердый сток в виде фракционированного мелкого щебня (200 тыс. м3 ежегодно).
Габариты судового хода на отдельных участках Рейна различны. Так, в нижнем течении, ниже Кельна, минимальная глубина 2,5 м, а ширина - 150 м. Далее вверх по течению на участке длиной 129 км глубина в меженное время 2,1 м. Ещё выше (до
устья реки Майн) расположен наиболее лимитирующий участок длиной 49 км, на котором гарантируется глубина лишь 1,9 м при минимальной ширине фарватера 120 м. Здесь река протекает в гористой местности и имеет каменистое русло. В ближайшем будущем планируется на этом участке увеличить глубину до 2,1 м за счет проведения дноуглубительных и скалоуборочных работ.
Рейн используется для судоходства очень интенсивно круглый год. Лишь в отдельные годы бывают кратковременные перерывы зимой. Рейн - международная река, по которой плавает флот под флагами разных стран. Вся судоходная обстановка неосвещаемая, однако и береговые, и плавучие знаки оборудованы пассивными радиолокационными отражателями. На Рейне расположено множество портов, в их числе крупнейший в Европе речной порт в Дуйсбурге.
Объем перевозок грузов речным транспорта по Рейну увеличивается от истока к устью и в 1990 в створе города Эммериха на границе Германии с Нидерландами составил 136 млн. т. На примере использования Рейна можно отметить успешную конкурентоспособность речного транспорта с другими видами, несмотря на исключительно развитую сеть автомобильных и железных дорог в Германии. Доля речного транспорта в общих перевозках грузов составляет около 25 %. Из перевозимых по Рейну грузов 41 % составляют массовые (уголь, руда, кокс), 17 % - строительные материалы всех видов и 24 % - так называемые "опасные" грузы (бензин, нефть, сжиженные газы); их транспортировка по суше считается более рискованной.
Река Майн, правый приток Рейна, судоходна на протяжении 388км от устья до города Бамберга. В начале двадцатого столетия началось шлюзование этой реки и к 1962 г. построено 34 гидроузла с общим перепадом 149,3 м, то есть средний напор на один шлюз составляет 4,4 м. Все шлюзы имеют полезную ширину камер не менее 12 м и глубину воды на порогах до 4 м. Расположенные в самом нижнем течении реки шлюзы Костхайм, Эдерсхайм и Грисхайм имеют вторые, параллельные, нитки с камерами шириной 15 м, а шлюз Оффенбах - вторую нитку шириной 13 м. Длина камер на этих нижних шлюзах 350 м, а на всех остальных - 300 м. Кроме того, на всех гидроузлах, за исключением двух, предусмотрены шлюзы для маломерного флота с размерами камер: длина 12-20 м, ширина 2,5—4 м.
В составе гидроузлов на Майне построены 33 гидроэлектростанции с общей установленной мощностью гидроагрегатов 119 МВт, которые вырабатывают 685 млн. кВт • ч электроэнергии в год.
В судоходном отношении Майн в нижнем течении на участке длиной 87 км (от Майнца до города Ашафенбурга) относится к пятому классу водных путей по европейской классификации с шириной судового хода 50 м и глубиной 2,9 м. Выше (до города Бамберга) - это водный путь четвертого класса с шириной фарватера 40 м (на отдельных участках до 36 м) и глубиной 2,5 м.
В настоящее время здесь реализуется целевая государственная программа улучшения судоходных условий. Предусмотрено за счет проведения дноуглубительных и выправительных работ обеспечить на всем протяжении реки Майн условия для двустороннего движения составов из самоходного судна с приставкой, имеющего характеристики: осадка 2,7 м, ширина 11,4 м, общая длина 185 м, грузоподъемность 3920 т.
Уже сейчас на Майне более 80 портов и перевалочных пунктов, в которых ежегодно перегружается 21 млн. т. грузов. На долю речного транспорта пока приходится 25 %, а в связи с вводом нового канала ожидается интенсификация его работы.
История водного соединения Рейна и Дуная при помощи искусственного канала начинается еще со времен Карла Великого, при котором была предпринята попытка такого строительства, но не удавшаяся из-за ограниченных технических возможностей.
Первое соединение между Майном и Дунаем появилось лишь в середине прошлого столетия, когда был построен канал Людвиг-Майн-Дунай (1836-1845 гг.). Однако
большое количество шлюзов (101), их малые габариты и неудовлетворительные судоходные условия на Майне и Дунае привели к тому, что в конце XIX века значение этого канала как водной путь было практически полностью утрачено.
В конце 1921 г было организовано акционерное общество «Рейн-Майн-Дунай», которому государство по концессионному договору предоставило право использовать водные ресурсы Майна, Дуная и Леха для производства электроэнергии при условии, что полученные доходы будут направляться на улучшение судоходства и строительство соединительного канала. С этого времени в бассейнах рек Майна, Леха, верховья Дуная началось интенсивное гидротехническое строительство энергетических и транспортных сооружений. Работы велись неравномерно, с перерывами из-за экономического кризиса и второй мировой войны. Например, в 1923 г. был построен гидроузел Кахлет, а в 1956г. - гидроузел Йохенштейн на Дунае, каждый с двухниточным шлюзом, имеющим полезные размеры камер 230 х 24 х 4 м (длина, ширина, глубина на порогах), что значительно улучшило судоходные условия на немецком, самом затруднительном участке этой реки.
После завершения работ по шлюзованию Майна приступили в 1962г. к строительству сооружений непосредственно на соединительном канале Майн-Дунай. Трасса этого канала проложена вдоль небольших рек Регниц и Альтмюль. Ее выбору предшествовали длительные и тщательные изыскания. Общая длина канала - 171 км, из них 107 км приходятся на северный склон (майнский) и 64 км на южный (дунайский). Водораздельный бьеф канала расположен на высоте 406 м над уровнем моря. Отметка уровня воды у Бамберга на Майне, где начинается канал, 231 м и у Кельхейма, где он выходит в Дунай, 338 м. Таким образом, следуя по каналу, судно преодолевает разницу высот 243 м, проходя 16 шлюзов: 11 на северном склоне канала и 5 на южном. Все шлюзы имеют полезные размеры камеры в плане 190 х 12 м и рассчитаны на пропуск толкаемого состава из двух барж типа «Европа-2» или самоходного грузового теплохода с приставкой, размеры которого указаны выше. Напор воды на разных шлюзах различен.
Участок трассы длиной 72 км (между Бамбергом и Нюрнбергом) введен в эксплуатацию в 1972г., а результате чего начал функционировать новый порт в Нюрнберге. На этом участке возведено семь шлюзов, из них шесть со сберегательными бассейнами, с помощью которых преодолевается суммарный напор 81,7 м. Два из этих шлюзов (в Эрлангене и Кригебоунне) имеют напор по 18,3 м. Для обеспечения равновеликого времени наполнения и опорожнения с другими шлюзами на Майне и Дунае здесь пришлось применить сложную эквиинерционную систему питания камеры водой, которая была разработана в университете в городе Карлсруэ. Такая система обеспечивает вертикальную скорость перемещения зеркала воды в камере шлюза при наполнении и опорожнении 1,7 м/мин, причем суда стоят так спокойно, что нет необходимости в их швартовке.
Для преодоления крутого 35-километрового участка между Нюрнбергом и водоразделом при проектировании рассматривался вариант строительства судоприемника, однако предпочтение было отдано шлюзованию, так как эксплуатация судоприемни-ков обходится дороже, чем шлюзов. Кроме того, последние более надежны.
На этом участке при перепаде уровней 93,5 м возведено всего четыре шлюза, причем три из них в Леерштеттене, Экерсмюлене и Гильполытойне имеют напор по 24,7 м, то есть являются самыми высоконапорными шлюзами в Германии. Это шлюзы железобетонные, шахтного типа, с эквиинерционной системой питания- водой и сберегательными бассейнами, позволяющими экономить 60 % объема сливной призмы. Они оборудованы плоскими воротами-подъемными на нижней голове и опускными на верхней. Для того, чтобы обеспечить поэтапный ввод канала Майн-Дунай в эксплуатацию, не дожидаясь окончания строительства системы искусственного водоснабжения, многие шлюзы оборудованы небольшими насосными станциями, перекачивающими слитую воду из нижнего бьефа в верхний (в перерывах между шлюзованиями).
На южном, дунайском склоне канала длиной 64 км, возведено пять шлюзов: три с напорами по 17 м, со сберегательными бассейнами и два шлюза с напорами по 8,4 м (без бассейнов). Именно с вводом в эксплуатацию в 1992 г. второй от водораздела 17-метровой «ступеньки» шлюза Берчинг и стало возможно транзитное судоходство по каналу Майн-Дунай, торжественное открытие которого состоялось 25 сентября 1992 г.
Довольно длительные исследования предшествовали выбору оптимального поперечного сечения канала, который проходит как в мягких, так и в скальных грунтах. Оптимальным было признано соотношение живого сечения канала к миделевому сечению расчетного судна равное 7,4. При глубине воды 4 м ширина канала по дну составляет 31 м, а по зеркалу воды 55 м. Крутизна заложения откосов 1 : 3. В скальных грунтах канал имеет прямоугольное сечение шириной 43 м с вертикальной бетонной облицовкой берегов. Для предотвращения фильтрации воды из канала по всему поперечному сечению проложен слой гидроизоляции (20 см) из глины, защищенный сверху слоем (40 см) гравелистого грунта и слоем (30 см) каменной наброски.
Таким образом, по результатам натурных испытаний было определено, что защитный слой толщиной 70 см достаточен, чтобы исключить повреждения гидроглины при отдаче якоря в канале.
Однако такого заглубления гидроизоляционного слоя оказалось недостаточно для того, чтобы избежать его промерзания. На одном из участков канала зимой от воздействия мороза произошло разрушение гидроизоляции в урезной зоне. Это потребовало корректировки проекта и увеличения здесь толщины защитного слоя до 110 см. Крепление откосов с заложением 1 : 3 из каменной наброски выполнено качественно и хорошо зарекомендовало себя в эксплуатации. Вдоль всего канала с каждой стороны проложены дороги со щебеночным покрытием проезжей части.
Канал Майн-Дунай проходит по давно и хорошо обжитой местности. Только на участке южнее Нюрнберга по мостовым переходам он пересекает 48 автомобильных и железных дорог. Расчетный по высоте подмостовой габарит на канале составляет всего 6м, что является серьезным препятствием для развития судоходства. Такое же ограничение по высоте и на фарватерах Дуная, поэтому все суда имеют здесь низкие надстройки или подвижные рубки, а при проходе по каналу пассажирских судов исключается нахождение людей на верхней палубе и все выступающие элементы, вплоть до леерных ограждений, убираются.
При строительстве канала Майн—Дунай, особенно в последние годы, очень большое внимание уделялось вопросам экологии и сохранения ландшафта. Все отвалы грунта тщательно рекультивированы, расчищены и озеленены места впадения боковых притоков. С целью быстрейшего восстановления нарушенного природного равновесия вдоль трассы созданы специальные заповедные зоны. Канал Майн-Дунай проходит по территории Баварии, где имеет место дефицит водных ресурсов, поэтому еще в 20-е годы было принято (подписано) соглашение с придунайскими государствами о том, что воду, необходимую для эксплуатации канала, можно будет брать из Дуная. С учетом мероприятий по экономии воды (сберегательные бассейны на шлюзах, сплошная гидроизоляция ложа) расчетный расход воды при проектной загрузке канала для обеспечения его работы составляет 14 м3/с. Кроме того, предусмотрено использовать русло канала в многоводные годы для переброски части дунайского стока в бедный водой бассейн Майна с наибольшим расходом 21 м /с.
Для подачи воды в составе каждого из пяти гидроузлов южного склона канала построены насосные станции, каждая из которых оснащена пятью насосными агрегатами мощностью по 5 м3/с. Чтобы избежать перекачки воды в самые дорогие часы «пик», в районе водораздела сооружены два сберегательных бассейна-водохранилища, одно -для рабочей воды канала и другое — для подпитки майнского склона. Таким образом, необходимое количество воды можно забирать независимо от времени работы насосные
станции. Малые насосные станции на шлюзах северного склона, предназначавшиеся доя обеспечений их работы по временной схеме, в настоящее время утрачивают свое значение и могут рассматриваться как аварийный резерв.
Река Дунай в верхнем ее течении, которую следует рассматривать как часть описываемого водного пути, имеет судоходный участок по территории, Германии длиной 209км от Кахлета до границы с Австрией. На этом участке, кроме уже упоминавшихся гидроузлов Кахлет и Иохенштейн, построены еще три. С 1978г. начали действовать гидроузлы Аббах и Регенсбург со шлюзами, имеющими такие же размеры, как и шлюзы на канале, а с 1986г. эксплуатируется гидроузел Гейслинг, в составе которого построен уже, шлюз «дунайского» стандарта с размерами камеры 230 * 24 м. Река Дунай как водный путь и за пределами Германии имеет целый ряд затруднительных для судоходства участков с малыми глубинами и ограниченными подмостовыми габаритами.
Таблица
Сравнительная характеристика зарубежных и российских судоходных каналов 20 столетия
Канал Длина, км Перепад высот, м Стоимость работ в деи. ед. стран Год окончания строительства
Беломоро-Балтийский 222 171,8 101,3 млрд. руб 1932
Канал им. Москвы 128 139 1702 млрд. руб. 1937
Волго-Дон 101 132 - 1953
Волго-Балтийский 361 93,2 - 1965
Теннеси-Томбигби 375 103 1900 млн. 1985
Рейн-Майн-Дунай 171 243 4000 млн. марок 1992
Как показывает данный обзор, создание искусственных водных путей способствует увеличению экономического роста страны. Это происходит благодаря и повышению объема грузоперевозок при экономии транспортных издержек, и открытию новых возможностей для экономического развития. Речь идет, в частности, об индустрии отдыха, которая за рубежом является важным фактором получения определенных экономических выгод от рек и каналов. Как отличительную особенность зарубежного строительства каналов можно отметить создание сберегательных бассейнов в составе канала, что отсутствует в отечественном строительстве. Помимо приведенных фактов можно выделить повышенное внимание, которое за рубежом уделяется вопросам экологии и сохранения ландшафта при строительстве каналов. Все эти показатели заслуживают рассмотрения в перспективном создании отечественных искусственных водных путей.
Список литературы
[1] Дон Е.Бирман, В. Ридзиковский. Водный путь Теннеси-Томбигби // Речной транспорт, вып. 9. - 1989.
[2] Тенденции развития зарубежного речного транспорта // Сборник научных трудов / Под ред. Г.А. Моисеева. - М.: ЦНИИЭВТ, 1986. - 139 с.
FOREIGN EXPERIENCE OF DEVELOPMENT OF ARTIFICIAL WATERWAYS
М. V. Molchanova, M. A. Smetanina
The history of creation of artificial waterways abroad is covered in article, the review of the basic largest ship canals is considered, and also the comparative characteristic of foreign channels and channels of our country of20 centuries is given.
