Maailman tunnetuimmat kanavat. Vesikanavat

Tuhansia vuosia sitten heistä tuli veristen taistelujen syy, voimakkaat hallitsijat uhrasivat ihmisten henkiä päästäkseen vesistöön. Nopeat joet ja meret antoivat ihmisille tärkeintä - vettä maatalousmaan kasteluun, ruokaa ja mahdollisuuden matkustaa planeetan ensimmäiset suuret asutukset ja kaupungit muodostuivat juuri suurten jokien rannoille ja meren lähelle. Tuhansien vuosien aikana ihmiset ovat oppineet alistamaan vesielementin tämän alueen ihmisen voiman huippuna on vesikanavien rakentaminen – keinotekoisia vesivaltimoita, joilla voi olla erilaisia ​​tarkoituksia. Kanavia rakennetaan vesireittien lyhentämiseksi tai veden virtauksen suuntaamiseksi, monet nykyaikaiset kanavat palvelevat useita tärkeitä tehtäviä kerralla. Ulkonäöltään nykyaikaisia ​​kanavia on erittäin vaikea erottaa todellisista joista, ne ovat uskomattoman kauniita ja harmonisia. Planeetalla on myös melko vaarallisia kanavia, ja osa niistä on ollut pitkään turistien huomion kohteena.

Ainutlaatuinen maamerkki maailmanlaajuisesti kaikilta osin on Korintin kanava - planeetan kapein laivakanava. Tämä kanava yhdistää kaksi suurta lahtia - Korintin ja Saronin, ja se sai nimensä sen länsikärjessä sijaitsevan tunnetun kreikkalaisen kaupungin kunniaksi. Kanavan tärkein erottuva piirre ovat sen parametrit: kanavan pituus on yli 6 km, ja kanavan leveys on vain 25 metriä. Molemmin puolin kanavaa kehystävät korkeat kiviseinät, jotka kohoavat 76 metriä korkeaksi, ja yhden planeetan pisimmän kanavan syvyys näyttää vaatimattomalta, se on vain 8 metriä.

Paikalliset asukkaat alkoivat miettiä kanavan rakentamista kahden meren lahden väliin tuhansia vuosia sitten ensimmäisen suunnitelman kanavan rakentamiseksi kehitti tyranni Periander jo 700-luvulla eKr. Hänen suurenmoisten suunnitelmiensa ei koskaan ollut tarkoitus toteutua heti, kun työ alkoi, ne jouduttiin keskeyttämään monien syntyneiden vaikeuksien vuoksi. Nykyään matkustajien näkemää kanavaa voidaan helposti kutsua erinomaiseksi historialliseksi maamerkiksi.

Sitä alettiin rakentaa vuonna 1881, ja kanavan avajaiset vietettiin elokuussa 1893. Vielä muutama vuosikymmen sitten kanavalla oli suuri taloudellinen merkitys, nykyään se kiinnostaa enemmän turistia. Yli 11 000 alusta kulkee kanavan läpi vuosittain, mukaan lukien monet turistilautat, ja jännitystä etsivät ihmiset ovat käyttäneet kanavan ylittäviä siltoja benjihypymiseen useiden vuosien ajan.

Panaman kanava, jota usein kutsutaan "Amerikan sillaksi", on todellinen mestariteos insinöörin näkökulmasta. Se yhdistää kaksi valtamerta - Atlantin ja Tyynenmeren, ja se on monimutkainen vedenottomekanismien ja lukkojen järjestelmä. Kanavan pituus on noin 77 km, kun otetaan huomioon, että se avattiin jo vuonna 1920, kaikki edellä mainitut tosiasiat vaikuttavat vieläkin fantastisemmilta. Huolimatta siitä, että kanavan avaamisesta on kulunut lähes sata vuotta, sitä pidetään edelleen yhtenä ihmiskunnan suurimmista suunnitteluprojekteista.

Pohjanmeren ja Itämeren yhdistää Kielin kanava, joka on myös yksi Saksan tärkeimmistä matkailunähtävyyksistä. Kanava on nimetty läheisen Kielin kaupungin mukaan ja samannimisen lahden pituus on noin 98 km. Huolimatta siitä, että Kielin kanava on suhteellisen pieni ja noin 100 metriä leveä, sitä pidetään Euroopan vilkkaimpana ja suosituimpana kanavana.

Punaisen ja Välimeren yhdistävä Suezin kanava on edelleen yksi planeetan tunnetuimmista ja tunnistetuimmista. Ainutlaatuinen maantieteellinen sijainti Afrikan ja Euraasian välillä mahdollistaa sen, että se voi vaatia paitsi tärkeimmän liikenteen solmukohdan asemaa myös maailmanlaajuisesti merkittävän maamerkin tittelin. Kanavan pituus on 163 km ja suurin leveys pohjaa pitkin on 60 metriä. Suezin kanavan syvyys muihin verrattuna on myös melko suuri ja saavuttaa 20 metriä.

Iso-Britanniassa sijaitseva Caledonian Canal oli useita vuosikymmeniä sitten merkittävä liikenteen solmukohta, ja nykyään se on ennen kaikkea uskomattoman houkutteleva matkailukohde. Kanava yhdistää kaksi suurta järveä - Loch Lochyn ja Loch Nessin, rahtiproomujen lisäksi sitä pitkin kulkee valtava määrä huviveneitä. Kanava on avoinna liikenteelle maaliskuusta lokakuuhun, monet matkailijat vierailevat näissä paikoissa keväällä nauttiakseen harmonisista maisemista.

Venäjällä esitellyistä lukuisista kanavista tunnetuin on Valkoinen meri-Itämeri. Sen pituus on noin 227 000 metriä, kanavan leveys verrattuna muihin "maailman jättiläisiin" on myös melko suuri - 36 metriä ja syvyys vain 4 metriä. Yllä olevat parametrit huomioon ottaen on vaikea kuvitella, että kanavan rakentamiseen kului alle kaksi vuotta, valtava työ saatiin päätökseen vain 21 kuukaudessa.

Augustowin kanava yhdistää kaksi suurta jokea - Veikselin ja Nemanin, ja se sijaitsee kahden valtion - Puolan ja Valko-Venäjän - alueella. Ensimmäiset alukset kulkivat kanavan läpi vuonna 1839, joten sitä voidaan turvallisesti pitää erinomaisena historiallisena kohteena. Koska rakennusaloite kuului Puolalle, kanava sai nimensä puolalaisen Augustowin kaupungin kunniaksi. Suuren, 101 000 metrin pituisen kanavan rakentamisen tarkoitus oli äärimmäisen yksinkertainen.

Keski-Saksan kanava on maan todellinen johtaja useissa indikaattoreissa, ja se on pysynyt Saksan tärkeimpänä liikenteen solmukohtana useiden vuosien ajan. Saksan pisimmän kanavan pituus on 325 700 metriä, ja se yhdistää Reinin osavaltion tärkeimpiin vesistöihin, mukaan lukien Elbe-, Ems-, Weser- ja Oder-joet. Matkailijat ovat kiinnostuneita kanavasta ennen kaikkea sen rannoilla sijaitsevien maalauksellisten maisemien ja historiallisten nähtävyyksien vuoksi.

Ruotsissa on laaja Geta-kanava, joka rakennettiin 1800-luvun alkupuolella ja yhdistää Itämeren ja Pohjanmeren. Hieman alle 200 vuoden ajan se on palvellut maan kaupallisia etuja, ja viime vuosina se on saanut monia uusia arvoja. Geta-kanava avattiin 26. syyskuuta 1832. Nykyään se tunnetaan hyvin purjehduksen, veneilyn ja kalastuksen ystäville. Kanavan pituus on erittäin vaikuttava ja se on noin 420 000 metriä, se sisältää 58 sulkua ja valtavan määrän niihin liittyviä rakennuksia.

Nykyään kirjaimellisesti kaikki tietävät Kiinan muurista, jopa ne, jotka eivät ole koskaan käyneet Kiinassa. Toinen maan ainutlaatuinen nähtävyys, Kiinan suuri kanava, jää ansaitsemattomasti monien matkailijoiden huomion ulkopuolelle. Samalla se on planeetan pisin laivakanava, sen pituus on 1 794 km. Kanava yhdistää osavaltion pohjoisosassa sijaitsevan Hangzhoun kaupungin Pekingiin, ja se rakennettiin alun perin kauppaa varten.

Luku IV. Keinotekoiset vesiväylät.

Keinotekoisia vesiväyliä ovat tekoaltaat, kanavat ja sulkujoet.

§ 12. Säiliöt.

Altaat ovat keinotekoisia järviä, jotka muodostuvat patojen suvantovedestä. Ulkonäöltään altaat ovat samankaltaisia ​​kuin järviä, mutta eroavat niistä purjehduskelpoisissa ja hydrometeorologisissa olosuhteissa sekä joista, joiden tulvaan ne muodostuivat.

Altaille ovat ominaisia ​​muutokset pohjan topografiassa, entisessä joen pohjassa ja tulviva joen tulva. Syvien ja matalien paikkojen vuorottelu muuttuu melko usein ja satunnaisesti, mikä muuttaa laivareittien sijaintia. Rannikkoalueilla aaltojen aiheuttaman rantojen tuhoutumisen seurauksena kohokuvio muuttuu, mikä on tyypillisintä paikkoihin, joissa on suuria vedenkorkeuden vaihteluita, voimakkaita aaltoja ja pohja ja ranteet huuhtoutuvat helposti pois.

Joillakin säiliöillä on omat ominaisuutensa. Esimerkiksi Rybinskin tekojärvellä on turvepohja, joten turve kelluu siellä usein valtavilla kelluvilla saarilla, joiden pinta-ala on jopa 100 ha ja turvekerroksen paksuus jopa 6 m. Nämä turvesaaret ulottuvat väylään ja vaikeuttavat navigointia.

Altaiden syvimmät osat sijaitsevat lähempänä patoja, joissa uiminen tapahtuu sekä pääväylän varrella että sen ulkopuolella. Altaiden ylävirran osissa väylän ulkopuolella ei yleensä ole liikennesuunnistusta, koska syvyys siellä on pieni ja vaihtelee voimakkaasti säiliön tason muutoksista riippuen (johtuen veden vapautumisesta padon läpi). Siksi valtavista altaiden alueista huolimatta navigointi niillä tapahtuu vain päälaivareittejä pitkin. Ennen kuin lähdet säiliön pääreitiltä, ​​sinun on varmistettava, että sen ulkopuolella purjehtiessa vesihorisontissa ei ole putoamista, joka voi aiheuttaa aluksen kuivumisen.

Vaikka tekoaltaat ovat kooltaan lähellä suuria järviä, niiden tuuli- ja varsinkin aallot eivät ole samanlaisia ​​kuin järvissä tai meressä. Yksittäisten altaiden aaltojen korkeus voi olla erityisen korkea (katso § 35 "Aaltojärjestelmä").

Aluksen sijainnin suunta ja kurssin valinta altailla poikkeaa monella tapaa joki- ja järviluonnonolosuhteissa hyväksytyistä. Alukset kulkevat tiettyjä syvyyden ja leveyden suhteen etukäteen valmistettuja reittejä, jotka pääsääntöisesti tapahtuvat suurella etäisyydellä rannasta. Jos reitti kulkee jossain osassa rannikon läheltä, purjehdusolosuhteet ovat lähellä jokiolosuhteita.

Reittien etäisyys rannikosta tekee usein mahdottomaksi navigoida ja ohjata aluksen liikettä rannikon maamerkkejä pitkin. Tämä koskee erityisesti pieniä aluksia, koska niiden näkyvyysalue on pieni. Siksi, kun navigoit laivoja säiliön läpi, sinun tulee pystyä määrittämään aluksen sijainti ja tarkkailla kurssia kartan ja kompassin avulla, eli käyttää navigointimenetelmää.

Säiliökartat sisältävät yleensä suositeltuja, ennalta asetettuja kursseja. Navigaattorin navigointitapaa tulee käyttää päivittäin aluksen sijainnin ohjaamiseen, koska kelluva ympäristö voidaan siirtää normaalipaikoistaan. Syksyllä ja keväällä, jolloin säiliöreittien navigointilaitteita ei ole vielä asennettu, navigointi on mahdollista vain kompassin ja kartan avulla.

Muista aina, että altailla on erityisiä suojasatamia, joihin laivat lähtevät reiteiltä myrskyn aikana tai ennen sitä, mikäli ennusteet ovat epäsuotuisat. Turvasatamien sijainnit tulee olla amatööriveneilijöiden tiedossa etukäteen.

Edellä kuvattujen suurten tyhjennysaltaiden lisäksi NOIN, siellä on pieniä tyhjennysaltaita R, jossa navigointi ja navigointiolosuhteet eivät eroa jokiolosuhteista.

§ 13. Kanavat.

Laivaväylä on hydraulinen rakennelma, jossa on keinotekoisesti luotu purjehduskelpoinen kanava jokien, järvien, altaiden ja merien yhdistämiseksi. Navigointikanavat voivat olla yhdistäviä, lähestyviä ja ohittavia sekä lukittavia ja avautuvia.

Yhdyskanavat yhdistävät yleensä kahden eri meren, joen tai järven altaat. Esimerkiksi Lenin Volga-Don -kanava yhdistää Volga- ja Don-joet, Valkoisenmeren ja Itämeren kanava yhdistää Valkoisen meren Itämereen ja Moskovan kanava yhdistää Volga-joen Moskovan jokeen.

Lähestymiskanavien kautta laivat pääsevät pääväylältä meren, järven, joen pääväylältä asutusten ja yritysten laituripaikoille.

Ohituskanavat on suunniteltu ohittamaan järviä ja jokia, joissa navigointi on vaikeaa toistuvien myrskyjen, koskien jne. vuoksi. Siten on olemassa kanavia, jotka ohittavat Tonavan koski, Laatokan ja Prionežin kanavat jne.

Sulkukanavat yhdistävät eri vesihorisontteja omaavat vesialtaat, joten kanavaan tehdään laivaussulut. Suurin osa Neuvostoliiton sisävesikanavista on sulkukanavia.

Avoimet, lukitsemattomat kanavat yhdistävät vesialtaat, joiden vesitaso on yhtä suuri. Useimmiten nämä ovat merikanavia.

Suurin osa avoimista kanavista on laskettu luonnollisiin syvyyksiin, esimerkiksi Arkangelin, Hersonin, Volga-Kaspian, Dnepri-Bugin merikanavat Nikolaevin lähestymistavoilla Bugilla jne. Jotkut avoimet kanavat koko pituudelta tai tietyillä alueilla on aidattu keinotekoisilla pengerreillä - padot, esimerkiksi Leningradsky-, Kaliningradsky- ja Zhdanovsky-kanavat. Kahdessa viimeisessä kanavassa padot on rakennettu vain toiselle puolelle. Kanavien poikkileikkaus voi vaihdella: puolisuunnikkaan muotoinen, onton muotoinen jne.

Tyypillisesti laivakanavien leveys on suunniteltu kaksisuuntaiseen liikenteeseen niitä pitkin, mutta paikoin, erityisesti mutkissa, kanavat voivat olla leveämpiä kuin pääsuorat osuudet. Rajoitettu leveys tekee kanavalla olevan aluksen ohjauksesta lähellä jokilaivan ohjausta. Aluksen navigointia sulkukanavissa vaikeuttaa paitsi navigointiväylän tiiviys, myös huomattava määrä hydraulisia rakenteita ja kivireunattuja rinteitä.

Pienten alusten navigointia sulkukanavien läpi, joissa on paljon ja vilkasta liikennettä, vaikeuttaa se mahdollisuus, että nämä alukset imeytyvät muihin suurempiin uppoumaaluksiin, kun ne poikkeavat (ks. § 47, 48). Lisäksi suurten ja nopeiden alusten muodostama aalto, joka heijastuu kanavien kivirannoilta, luo väkijoukkoja ja kaataa pienen aluksen helposti pois kurssilta. Kanavan mutkissa ja suorilla osuuksilla junat liikkuvat tuulessa siten, että junan alku sijaitsee toisella rannalla ja työnnetyn junan loppu vastakkaisella rannalla. Tällaista hinausjunaa on usein mahdotonta ohittaa kanavassa pitkään. Kanavilla on erityisen havaittavissa pienikin tuuli, mikä vaikeuttaa laivojen ohittamista kohtaamisessa ja ohituksissa.

Riisi. kolmekymmentä. Yleinen kaavio lukosta ja lähestymisestä siihen: 1 - joki; 2 - oikea ranta; 3 - vasen ranta; 4 - pato; 5 - ilmalukkokammio; 6 - sulkun yläpää; 7 - yhdyskäytävän alapää; 8 -ylempi lähestymiskanava; 9 - alempi lähestymiskanava; 10 -ylempi portti; 11- alempi portti; 12 - kaappitila avoimien portin lehtien sijoittamiseen; 13 - lyhyt vedensyöttögalleria sulkukammion täyttämiseksi; 13a- vesivarasto sulkukammion tyhjentämistä varten; 14 - vesigallerian ikkunaluukku; 15 - ilmalukkokammion seinät; 16- pukkipollarien yläohjaimet; 17 - pukkipollarien alaohjaimet; 18 -ylempi jakorakenne; 19 - alempi erotusrakenne; 20 -valkoinen poiju; 21 - "Signaali" -merkki; 22 - pitkän kantaman semafori tai liikennevalo; 23 kaksinumeroiset liikennevalot, jotka sallivat tai estävät solusta poistumisen; 24 - rajoittavat valot yhdyskäytävän lähestymistavoissa; 25 - jarruvalot ilmalukkokammion seinillä; 26 - valot portin porteissa

Jos kanava kuuluu sisävesiväyliin, niin keinotekoisille vesiväylille asetetaan navigointiehdot; jos väylä on meri, meren navigointilaitteet asennetaan.

§ 14. Yhdyskäytävät.

Sulku on hydraulinen rakenne, joka on kammio laivojen siirtämiseksi yhdeltä kohonneelta vedenpinnalta - altaalta - sulkun (padon) yläpuolelta toiseen, alempi vesitaso sulkun alapuolelle tai päinvastoin alemmasta vedestä yläpuolelle.

Sulut rakennetaan jokiin hydraulikompleksiksi kutsutussa hydraulikompleksissa, joka sisältää sulkun lisäksi: padot, sulkua lähestyvät kiertokanavat, padot, laiturit laivojen lukkiutumiseen odottamiseen jne. Sulkuja rakennetaan myös kanaville .

Kammioiden lukumäärästä riippuen yhdyskäytävät ovat yksikammioisia (yleisin), kaksikammioisia jne. Yhdyskäytävien samanaikaista kaksisuuntaista kulkua varten suunnitellaan rinnakkaiset yhdyskäytävät - "kahdessa säikeessä".

Ilmalukko koostuu kammion ylä- ja alaosasta, itse kammiosta ja lähestymiskanavista (kuva 30).

Yhdyskäytäväpäissä yhdistyvät massiivimmat laitteet kammion päissä olevan rakenteen seinillä. Sulkupäissä on portit ja seinissä olevat syvennykset porttien sisäänvetämistä varten - sulkun kaappiosat sekä putkijärjestelmät kammion täyttöä ja tyhjentämistä varten. Sulkuportit voivat olla siipimuotoisia, segmentoituja ja alaslaskettavia (alaslaskettuja) sekä litteitä. Veden alla olevaa sulkureunaa, jota vasten suljettu portti lepää, kutsutaan kynnykseksi eli kuninkaaksi.

Sulkukammio on sulkunpäiden välinen allas, jossa alus liikkuu pystysuunnassa pyrstöstä toiseen. Suunnitelman mukaiset sulkukammiot voivat olla jopa 300 pitkiä m ja leveys jopa 30 m.

Lähestymis- tai kiertokanavia käytetään laivoille lähestymään sulkua ja odottamaan lukitsemista.

Laivojen kiinnitysköysien kiinnittämiseksi sulkukammio on varustettu erityisillä kiinnityslaitteilla. Näitä ovat kiinnityspollarit, kiinteät koukut ja silmukat, kelluvat silmukat ja koukut.

Tällaisten puuttuessa lyhennetään kahden vesistön välistä reittiä, varmistetaan navigointi, ratkaistaan ​​liikenteen saavutettavuus ongelman kohteiden vesiväylillä, luodaan taloudellisesti kannattavia kuljetusreittejä.

yleistä tietoa

Kanavat viittaavat vedenjakelurakenteisiin (vesijohtoihin) - keinotekoisiin kanaviin, joiden kautta vettä syötetään pisteestä toiseen. Kanavien ohella vesihuollon rakenteita ovat savuputket, putkistot ja hydrauliset tunnelit. Kanavat erottaa tarjottimista se, että ne sijaitsevat maassa, kun taas tarjottimet sijaitsevat maassa tai maan päällä. Toisin kuin putkistot ja hydrauliset tunnelit, kanavapohjat ovat auki suurimman osan pituudestaan.

Kanavien tyypit

Tarkoituksensa mukaan kanavat on jaettu useisiin tyyppeihin.

Muinaisista ajoista lähtien niillä on ollut tärkeä rooli maataloudessa. talteenotto kanavat, jotka puolestaan ​​​​jaetaan kasteluun (kastelu) ja salaojitus (viemäröinti). Ensimmäinen niistä toimittaa vettä pelloille ja jakaa sen siellä, joten niitä löytyy useimmiten Aasian ja Afrikan aavikoilta ja puoliaavikoilta sekä alueilla, joilla harjoitetaan tehoviljelyä - esimerkiksi Kaliforniassa ja Välimerellä. Jälkimmäiset päinvastoin ohjaavat vettä kosteikolta.

Putkityöt kanavat toimittavat vettä sen kulutuspaikkaan, ja käyttöolosuhteet ja saniteettivaatimukset pakottavat usein tällaiset rakenteet sulkemaan. Niiden päätarkoitus on toimittaa vettä vedettömille ja kuiville alueille paikoista, joissa on jatkuvasti ylimääräistä vettä.

Toinen kanavatyyppi - energiaa. Ne syöttävät vettä joista vesivoimalan turbiineille ja poistavat sitten turbiinien läpi kulkevan veden vesivoimalan ulkopuolella.

Vesihuoltomenetelmän mukaan kanavat jaetaan painovoimakanaviin, joihin vesi virtaa painovoiman vaikutuksesta, ja veden mekaanisella nostolla, joihin käytetään pumppausasemia.

Tarina

Kanavia antiikin aikana

Ensimmäiset kastelukanavat ilmestyivät 6. vuosituhannen lopulla eKr. e. Mesopotamiassa. Samoihin aikoihin ilmeisesti alettiin rakentaa kastelujärjestelmiä muinaisessa Egyptissä, niin että 1. ja 2. vuosituhannen vaihteessa molempiin maihin luotiin laaja kastelukanavien verkosto, jonka hoito lankesi ylin voima. On mahdollista, että maailman ensimmäinen laivakanava ilmestyi muinaisessa Egyptissä, joka yhdisti Punaisen meren yhteen Niilin sivujoista, Välimereen virtaavasta joesta; tämän reitin ansiosta laivat saattoivat matkustaa mereltä toiselle. Tämän vesiväylän rakentaminen aloitettiin noin 600 eaa. e. ja kesti vuoteen 518 eKr. e., kun persialaiset valtasivat maan. Valitettavasti ajan myötä kanava haudattiin autiomaahiekkojen alle ja unohdettiin.

1800-luvulla

Vuonna 1879 Ranska standardoi kanavan ja laivan mitat ottamalla käyttöön Freycinet-mittarin, mikä johti peniche-nimiseen alustyyppiin. Nykyään nämä alukset eivät ole vain kulkuvälineitä, vaan myös elämäntapa ja asuinpaikka monien jokityöläisten perheille. Peniche-mittarista on tullut tyyppi I Euroopan sisävesiväylien nykyaikaisessa luokituksessa.

Neuvostoliitto

V = C R ⋅ I , (\displaystyle V=C(\sqrt (R\cdot I)),) Q = ω C R ⋅ I , (\displaystyle Q=\omega C(\sqrt (R\cdot I)),) V- keskimääräinen virtausnopeus, m/s; C- kitkavastuskerroin pituudella (Chezy-kerroin), m 0,5 / s, joka on vastusvoimien kiinteä ominaisuus; R- hydraulinen säde, m; minä- hydraulinen kaltevuus, joka tasaisella virtausliikkeellä vapaalla pinnalla on yhtä suuri kuin vapaan pinnan kaltevuus; ω - avoin osa-ala, m2.

Veden virtaus kanavassa määritetään vesihuollon laskelmilla. Ongelmana on kanavan poikkileikkauksen ja sen mittojen määrittäminen suhteellisen kapealle mahdollisille virtausnopeuksille. Nopeusalueen kapeus määräytyy siitä syystä, että kanavan toiselta puolelta ei saa kulua ja toisaalta se ei saisi liettua. Siltoitumisen ja eroosion enimmäisnopeuksien laskeminen on monimutkainen tehtävä ja se ratkaistaan ​​likimääräisin menetelmin. Useimmille materiaaleille eroosionopeudet määritetään ja ilmoitetaan vastaavissa taulukoissa virtaussyvyyden mukaan.

Joenuomaprosessien laskenta

Monet suuret kanavat ovat pohjimmiltaan keinotekoisia jokia. Usein niissä ei ole pohjan ja rinteiden vahvistusta, mikä aiheuttaa tavallisille joille ominaisten kanavaprosessien esiintymisen. Tämä on vielä selvempää, kun kanavien rakentamisessa käytetään luonnollisia vesistöjä. Kanavien suuri pituus, suuret veden virtausnopeudet, viereisen altaan valumisen vaikutus - kaikki tämä tekee kanavien laskemisesta monimutkaisen vesitekniikan tehtävän.

Vesihäviöitä kanavista

Kanavien vesihäviöt aiheutuvat sekä sen haihtumisesta avoimien kanavien pinnalta että sen suodattamisesta kanavan seinien ja pohjan läpi. Tässä tapauksessa haihdutushäviöt ovat useimmissa tapauksissa hyvin pieniä, kun taas suodatushäviöt voivat saavuttaa erittäin suuria arvoja, mikä vähentää merkittävästi kanavan taloudellista tehokkuutta. Tämän lisäksi läheisen maaperän kastelu voi johtaa alueen suostumiseen, vajoavissa maaperässä - kanavan muodonmuutokseen ja rakenteiden tuhoutumiseen, vuoristoisissa olosuhteissa - vaarallisiin sortumaihin ja mutavirtauksiin.

Suodatuksessa on kaksi vaihetta: vapaa ja paineistettu. Ei-vapaalla tuella varustetulla suodatuksella kanavasta tuleva suodatusvirtaus tulee kosketuksiin maavirran kanssa ja on sen tukema.

Suodattumista voidaan torjua sekä vuoraamalla pohja ja kanava että vähentämällä pohjamaan vedenläpäisevyyttä, mikä voidaan saavuttaa mekaanisella tiivistymisellä ja kolmatalla - täyttämällä maaperän huokoset pienillä hiukkasilla, esimerkiksi hiekkamaille, colmatage savi- ja siltomailla voidaan käyttää. Erityinen tapa vähentää vedenläpäisevyyttä on lisätä erikoismateriaaleja kanavamaahan. Tämä voi sisältää maaperän keinotekoista suolaamista, keinotekoista gleytystä, öljyämistä jne., mutta tällaiset menetelmät johtavat vesivirran saastumiseen.

Rakenteet kanavissa

Kanavien rakentaminen vaatii melkein aina lisärakenteiden asentamisen, jotka voidaan jakaa useisiin luokkiin:

• vesihuollon rakenteet;
• yhdistävät rakenteet;
• kanavan yleistä tilaa säätelevät rakenteet.

Vesihuollon rakenteet

Vesihuoltorakenteet voivat korvata yksittäisiä kanavien osia sekä taloudellisista että teknisistä syistä. Tällaisia ​​rakenteita ovat mm. hormit, putket, tunnelit, akveduktit, sifonit, mutavirrat jne.

Tapauksissa, joissa maasto-olosuhteet eivät mahdollista luotettavan kanavapohjan rakentamista tai maasto, jossa kanavan reittiosuus on liian monimutkainen (jyrkkä maasto, vuoren rinteet jne.), on suositeltavaa käyttää tarjottimia. Huumut ovat myös keinotekoisia kanavia, mutta ne sijaitsevat maan pinnalla tai ne on järjestetty maan yläpuolelle tukien varaan. Ne voidaan valmistaa puusta, teräsbetonista, metallista ja muista materiaaleista. Veden liike tarjottimissa on vapaasti virtaavaa. Joskus alustat on suojattu päällä jollain pinnoitteella, mikä tekee niistä luonnostaan ​​lähempänä putkia. Lokeron poikkileikkauspinta-ala on yleensä pienempi kuin kanava. Tässä suhteessa heille annetaan suurempi ennakkoluulo. Savun kapasiteetti lasketaan katsomalla sitä kanavaan leveän kynnyksen omaavana vuotokanavana.

Akveduktit asennetaan sinne, missä kanava ylittää minkä tahansa esteen: joen, rotkon, tien jne. Se, mikä erottaa akveduktin tukialustasta, on sen pääomarakenne. Tässä suhteessa akveduktit ovat lähempänä siltoja, kun taas itse tarjotin voi toimia jännerakenteena.

Putket päästävät kanavan veden kulkemaan minkä tahansa esteen ali, ja niitä käytetään myös kanavaosuuden epäsuotuisissa ilmasto-olosuhteissa. Putket voidaan sijoittaa joko maan alle tai avoimiin suoraan pääsyyn. Veden liikkumismuoto putkistoissa on yleensä paine.

Jos kanavan alta joudutaan ohjaamaan vesistö, on mahdollista asentaa rumpuja. Tällaisten putkien suunnittelu ja laskelmat ovat samanlaisia ​​kuin putkia, joita käytetään ylitettäessä vesistöjä teiden ja rautateiden penkereillä.

Nopeat virtaukset ovat suurilla rinteillä varustettuja altaita, joissa vesi liikkuu kriittistä nopeutta suuremmalla nopeudella. Nopeus ei kuitenkaan saa ylittää pohja- ja seinämateriaalille sallittua. Nopeuden vähentämiseksi on mahdollista käyttää kasetin lisääntynyttä karheutta erilaisten ulkonemien, askelmien ja kynnysten muodossa. Nopean virtauksen lopussa asennetaan vesikaivoja nopeuden vaimentamiseksi.

Erikorkuisten kanavien osien yhdistämiseen käytetään myös pumppuasemia.

Kanavan yleistä tilaa säätelevät rakenteet

Tällaisia ​​rakenteita ovat muun muassa sulkuventtiilit ja vedenjakajat, hätäesteet, vuotoaukot ja

Kanavat viittaavat vedenjakelurakenteisiin (vesijohtoihin) - keinotekoisiin kanaviin, joiden kautta vettä syötetään pisteestä toiseen. Kanavien ohella vesihuollon rakenteita ovat savuputket, putkistot ja hydrauliset tunnelit. Kanavat erottaa tarjottimista se, että ne sijaitsevat maassa, kun taas tarjottimet sijaitsevat maassa tai maan päällä. Toisin kuin putkistot ja hydrauliset tunnelit, kanavapohjat ovat auki suurimman osan pituudestaan.

Kanavien tyypit

Royal Canal Irlannissa

Tarkoituksensa mukaan kanavat on jaettu useisiin tyyppeihin.

Muinaisista ajoista lähtien niillä on ollut tärkeä rooli maataloudessa. talteenotto kanavat, jotka puolestaan ​​​​jaetaan kasteluun (kastelu) ja salaojitus (viemäröinti). Ensimmäinen niistä toimittaa vettä pelloille ja jakaa sen siellä, joten niitä löytyy useimmiten Aasian ja Afrikan aavikoilta ja puoliaavikoilta sekä alueilla, joilla harjoitetaan tehoviljelyä - esimerkiksi Kaliforniassa ja Välimerellä. Jälkimmäiset päinvastoin ohjaavat vettä kosteikolta.

Putkityöt kanavat toimittavat vettä sen kulutuspaikkaan, ja käyttöolosuhteet ja saniteettivaatimukset pakottavat usein tällaiset rakenteet sulkemaan. Niiden päätarkoitus on toimittaa vettä vedettömille ja kuiville alueille paikoista, joissa on jatkuvasti ylimääräistä vettä.

Toinen kanavatyyppi - energiaa. Ne syöttävät vettä joista vesivoimalan turbiineille ja poistavat sitten turbiinien läpi kulkevan veden vesivoimalan ulkopuolella.

Valkoisenmeren ja Itämeren kanavan profiili

Vesihuoltomenetelmän mukaan kanavat jaetaan painovoimakanaviin, joihin vesi virtaa painovoiman vaikutuksesta, ja veden mekaanisella nostolla, joihin käytetään pumppausasemia.

Tarina

Kanavia antiikin aikana

Ensimmäiset kastelukanavat ilmestyivät 6. vuosituhannen lopulla eKr. e. Mesopotamiassa. Samoihin aikoihin ilmeisesti alettiin rakentaa kastelujärjestelmiä muinaisessa Egyptissä, niin että 1. ja 2. vuosituhannen vaihteessa molempiin maihin luotiin laaja kastelukanavien verkosto, jonka hoito lankesi ylin voima. On mahdollista, että maailman ensimmäinen laivakanava ilmestyi muinaisessa Egyptissä, joka yhdisti Punaisen meren yhteen Niilin sivujoista, Välimereen virtaavasta joesta; tämän reitin ansiosta laivat saattoivat matkustaa mereltä toiselle. Tämän vesiväylän rakentaminen aloitettiin noin 600 eaa. e. ja kesti vuoteen 518 eKr. e., kun persialaiset valtasivat maan. Valitettavasti ajan myötä kanava haudattiin autiomaahiekkojen alle ja unohdettiin.

1800-luvulla

Vuonna 1879 Ranska standardoi kanavan ja laivan mitat ottamalla käyttöön Freycinet-mittarin, mikä johti peniche-nimiseen alustyyppiin. Nykyään nämä alukset eivät ole vain kulkuvälineitä, vaan myös elämäntapa ja asuinpaikka monien jokityöläisten perheille. Peniche-mittarista on tullut tyyppi I Euroopan sisävesiväylien nykyaikaisessa luokituksessa.

Neuvostoliitto

V = C R ⋅ I , (\displaystyle V=C(\sqrt (R\cdot I)),) Q = ω C R ⋅ I , (\displaystyle Q=\omega C(\sqrt (R\cdot I)),) V- keskimääräinen virtausnopeus, m/s; C- kitkavastuskerroin pituudella (Chezy-kerroin), m 0,5 / s, joka on vastusvoimien kiinteä ominaisuus; R- hydraulinen säde, m; minä- hydraulinen kaltevuus, joka tasaisella virtausliikkeellä vapaalla pinnalla on yhtä suuri kuin vapaan pinnan kaltevuus; ω - avoin osa-ala, m2.

Veden virtaus kanavassa määritetään vesihuollon laskelmilla. Ongelmana on kanavan poikkileikkauksen ja sen mittojen määrittäminen suhteellisen kapealle mahdollisille virtausnopeuksille. Nopeusalueen kapeus määräytyy siitä syystä, että kanavan toiselta puolelta ei saa kulua ja toisaalta se ei saisi liettua. Siltoitumisen ja eroosion enimmäisnopeuksien laskeminen on monimutkainen tehtävä ja se ratkaistaan ​​likimääräisin menetelmin. Useimmille materiaaleille eroosionopeudet määritetään ja ilmoitetaan vastaavissa taulukoissa virtaussyvyyden mukaan.

Joenuomaprosessien laskenta

Monet suuret kanavat ovat pohjimmiltaan keinotekoisia jokia. Usein niissä ei ole pohjan ja rinteiden vahvistusta, mikä aiheuttaa tavallisille joille ominaisten kanavaprosessien esiintymisen. Tämä on vielä selvempää, kun kanavien rakentamisessa käytetään luonnollisia vesistöjä. Kanavien suuri pituus, suuret veden virtausnopeudet, viereisen altaan valumisen vaikutus - kaikki tämä tekee kanavien laskemisesta monimutkaisen vesitekniikan tehtävän.

Vesihäviöitä kanavista

Kanavien vesihäviöt aiheutuvat sekä sen haihtumisesta avoimien kanavien pinnalta että sen suodattamisesta kanavan seinien ja pohjan läpi. Tässä tapauksessa haihdutushäviöt ovat useimmissa tapauksissa hyvin pieniä, kun taas suodatushäviöt voivat saavuttaa erittäin suuria arvoja, mikä vähentää merkittävästi kanavan taloudellista tehokkuutta. Tämän lisäksi läheisen maaperän kastelu voi johtaa alueen suostumiseen, vajoavissa maaperässä - kanavan muodonmuutokseen ja rakenteiden tuhoutumiseen, vuoristoisissa olosuhteissa - vaarallisiin sortumaihin ja mutavirtauksiin.

Suodatuksessa on kaksi vaihetta: vapaa ja paineistettu. Ei-vapaalla tuella varustetulla suodatuksella kanavasta tuleva suodatusvirtaus tulee kosketuksiin maavirran kanssa ja on sen tukema.

Suodattumista voidaan torjua sekä vuoraamalla pohja ja kanava että vähentämällä pohjamaan vedenläpäisevyyttä, mikä voidaan saavuttaa mekaanisella tiivistymisellä ja kolmatalla - täyttämällä maaperän huokoset pienillä hiukkasilla, esimerkiksi hiekkamaille, colmatage savi- ja siltomailla voidaan käyttää. Erityinen tapa vähentää vedenläpäisevyyttä on lisätä erikoismateriaaleja kanavamaahan. Tämä voi sisältää maaperän keinotekoista suolaamista, keinotekoista gleytystä, öljyämistä jne., mutta tällaiset menetelmät johtavat vesivirran saastumiseen.

Rakenteet kanavissa

Kanavien rakentaminen vaatii melkein aina lisärakenteiden asentamisen, jotka voidaan jakaa useisiin luokkiin:

• vesihuollon rakenteet;
• yhdistävät rakenteet;
• kanavan yleistä tilaa säätelevät rakenteet.

Vesihuollon rakenteet

Vesihuoltorakenteet voivat korvata yksittäisiä kanavien osia sekä taloudellisista että teknisistä syistä. Tällaisia ​​rakenteita ovat mm. hormit, putket, tunnelit, akveduktit, sifonit, mutavirrat jne.

Tapauksissa, joissa maasto-olosuhteet eivät mahdollista luotettavan kanavapohjan rakentamista tai maasto, jossa kanavan reittiosuus on liian monimutkainen (jyrkkä maasto, vuoren rinteet jne.), on suositeltavaa käyttää tarjottimia. Huumut ovat myös keinotekoisia kanavia, mutta ne sijaitsevat maan pinnalla tai ne on järjestetty maan yläpuolelle tukien varaan. Ne voidaan valmistaa puusta, teräsbetonista, metallista ja muista materiaaleista. Veden liike tarjottimissa on vapaasti virtaavaa. Joskus alustat on suojattu päällä jollain pinnoitteella, mikä tekee niistä luonnostaan ​​lähempänä putkia. Lokeron poikkileikkauspinta-ala on yleensä pienempi kuin kanava. Tässä suhteessa heille annetaan suurempi ennakkoluulo. Savun kapasiteetti lasketaan katsomalla sitä kanavaan leveän kynnyksen omaavana vuotokanavana.

Akveduktit asennetaan sinne, missä kanava ylittää minkä tahansa esteen: joen, rotkon, tien jne. Se, mikä erottaa akveduktin tukialustasta, on sen pääomarakenne. Tässä suhteessa akveduktit ovat lähempänä siltoja, kun taas itse tarjotin voi toimia jännerakenteena.

Putket päästävät kanavan veden kulkemaan minkä tahansa esteen ali, ja niitä käytetään myös kanavaosuuden epäsuotuisissa ilmasto-olosuhteissa. Putket voidaan sijoittaa joko maan alle tai avoimiin suoraan pääsyyn. Veden liikkumismuoto putkistoissa on yleensä paine.

Jos kanavan alta joudutaan ohjaamaan vesistö, on mahdollista asentaa rumpuja. Tällaisten putkien suunnittelu ja laskelmat ovat samanlaisia ​​kuin putkia, joita käytetään ylitettäessä vesistöjä teiden ja rautateiden penkereillä.

Teräsbetonitarjotin (Buckley, Washington, USA)

Pietarin valtion liikenneyliopisto

Osasto: “Rautatieasemat ja risteykset”

Kuri: "Yleinen kuljetusreitti"

"Suurimmat merikanavat"

Esitetty:

Tarkistettu:

Pietari

Moderni kanava. Vuonna 1854 Ferdinand de Lesseps, Ranskan konsuli Egyptissä, sai Egyptin hallitsijalta Said Pashalta toimiluvan perustaa Universal Suezin kanavayhtiö (La Compagnie Universelle du Canal Maritime de Suez). Se perustettiin vuonna 1858. Kanavan rakentaminen aloitettiin huhtikuussa 1859, samalla kun kairosta Ismailiaan rakennettiin makean veden kanavaa. Tämän sopimuksen alkuperäisten ehtojen mukaan Egyptin hallituksen oli määrä saada 15 % kanavan laivaliikenteen bruttovoitoista, ja 99 vuotta kanavan käyttöönoton jälkeen siitä tuli Egyptin omaisuutta. Suurimman osan osakkeista ostivat ranskalaiset, turkkilaiset ja Said Pasha, jotka ostivat lähes puolet kaikista osakkeista. Vuonna 1875 Ison-Britannian pääministeri Disraeli osti 176 602 yhtiön osaketta Khedive Ismaililta 4 miljoonalla puntaa, mikä antoi Isolle-Britannialle 44 %:n osuuden.

Navigointi kanavaa pitkin avattiin 17. marraskuuta 1869. Sen rakentamiseen käytettiin 29 725 tuhatta puntaa. Väylän alkusyvyys oli 7,94 m ja leveys pohjaa pitkin 21 m; myöhemmin kanavaa syvennettiin niin paljon, että alukset, joiden syväys oli jopa 10,3 m, alkoivat kulkea sen jälkeen, kun Egypti kansallisti kanavan (vuonna 1956), sitä parannettiin edelleen ja vuonna 1981 alukset. jonka syväys oli jopa 16,1 m, se alkoi kulkea sen läpi.

Kanavan rooli maailmankaupassa. Suezin kanavan ansiosta Länsi-Euroopan ja Intian välinen vesiväylä lyheni lähes 8 000 km. Pohjoisessa se kuljettaa pääasiassa öljyä ja öljytuotteita Länsi-Eurooppaan. Teollisuustuotteita Afrikan ja Aasian maille kuljetetaan etelään.

Kanavan kansainvälinen merkitys. Maailman johtavat voimat tunnustivat kanavan merkityksen vuonna 1888 tehdyssä Konstantinopolin sopimuksessa, joka takasi kaikkien maiden alusten kulkemisen sen läpi rauhan ja sodan olosuhteissa. Turkkilaiset sallivat italialaisten laivojen kulkea kanavan läpi myös Italian ja Turkin sodan aikana 1911 (Venäjän ja Turkin sodan aikana 1877–1878 kanava oli suljettu venäläisiltä aluksilta). Näissä asioissa ei esiintynyt vakavia ongelmia kummankaan maailmansodan aikana. Israelin valtion perustamisen (1948) jälkeen Egypti kuitenkin pidätti kanavan kautta Israeliin tai sieltä lähteviä aluksia ja takavarikoi niiden lastin. Kanavan alueella ei ollut sotilaallisia linnoituksia, mutta brittijoukot olivat olleet Egyptissä vuodesta 1882. Ennen kanavan kansallistamista sen hallinto koostui pääasiassa briteistä ja ranskalaisista. Sitten egyptiläiset alkoivat hallita kanavaa.

PANAMA KANAVA

Sulkukanava, joka ylittää Panaman kannaksen ja yhdistää Atlantin ja Tyynenmeren. Cristobalin ja Colonin satamat sijaitsevat kanavan Atlantin sisäänkäynnillä ja Balboan ja Panaman satamat Tyynenmeren sisäänkäynnillä.