Энциклопедия Брокгауза и Ефрона - реки
Реки
Озера имеют большое влияние на Р., способствуя постоянству течения их, особенно в том случае, когда озеро очень велико по сравнению с вытекающей из него Р.; например, Ладожское озеро содержит приблизительно в 11 раз больше воды, чем протекает ее истоком, Невой, в течение года. Поэтому уровень воды типичных озерных рек очень мало колеблется в течение года от дождей или таяния снега. Самые значительные озерные Р. находятся в Северной Америке, особенно характерна река Св. Лаврентия, куда вливаются воды озер Верхнего, Мичигана, Гурона, Эри и Онтарио, из которых первое самое большое пресноводное озеро земли. Азиатский и Африканский материки имеют лишь по одной крупной озерной Р., в Азии — Ангара—Енисей вытекает из озера Байкал, в Африке — Нил из озера Укереве или Виктория Ньянца. Обе эти Р. сложны в том отношении, что, после выхода из озер, протекают несколько тысяч верст, постепенно теряя свой озерный характер. В Европе самая большая озерная Р. — Нева, собирающая воды Ладоги, Онеги, Саймы и многих других озер. Озерные реки замечательны еще прозрачностью воды, малым количеством взвешенной в них мути, оседающей уже в озерах. Достаточно указать на прозрачность воды Невы у Петербурга, Ангары — у Иркутска, Роны — у Женевы и сравнить их с мутными водами Миссисипи, Волги, Дуная и особенно По, Роны, Терека, Желтой реки. Р., вытекающие из озер сравнительно небольших и неглубоких, имеют менее постоянный уровень. Лучшие примеры подобного рода — Сухона, исток Кубенского озера, Волхов, исток Ильменя, и Шексна, исток Белого озера. Весенняя прибыль воды в них велика, особенно после снежной зимы, так что они составляют переход от более типичных озерных рек — Невы, Свири, большей части рек Финляндии — к остальным рекам России.
Испарение с поверхности почвы и вод очень различно, смотря по температуре, и очень быстро возрастает по мере ее возвышения. Испарение растений также очень важно относительно расхода воды. Точных цифр относительно испарения нельзя получить, так как оно очень сильно изменяется в зависимости от многих причин, но это не мешает принимать его в соображение в главных чертах. Вследствие большого испарения, дожди теплого времени года далеко не имеют такого влияния на возвышение воды в реках, как дожди холодного времени. Это давно известно и принимается во внимание инженерами-гидравликами; Бельгран даже полагал, что летние дожди не могут произвести наводнения. Относительно бассейна Сены близ Парижа это и справедливо, так как там летние дожди не особенно обильны, и сильные ливни ограничиваются небольшими пространствами, между тем как осенью и зимой дожди распространяются сразу на большое пространство и, при малом испарении, способны вызвать наводнения. Половодье тропических стран и стран муссонов показывает, что дожди теплого времени года способны вызвать наводнения; 200—400 мм воды в месяц вне гор — вот количества, выпадающие в дождливое время года во многих тропических странах. Несмотря на испарение почвы и вод, несмотря на количество воды, испаряемое роскошной растительностью, такое количество воды вызывает заметное возвышение уровня рек. Кроме того, особенно в странах муссонов, раз установилось дождливое время, облачность очень велика, солнце показывается редко и ненадолго и при этом сырость воздуха велика: все это очень умеряет испарение.
Количество мути или взвешенных в воде частиц нередко определялось в разных Р., как в отношении объема, так и веса воды. Ниже даны цифры для некоторых Р. по весу. Для Миссисипи средняя, по Гемфрейсу и Абботу, 1/1500 Эта Р. ежегодно выносит в море около 6 биллионов тонн твердых осадков. Для Ганга 1/510 (средняя за год). Для Иравади 1/1700 во время половодья и 1/5725 во время низких вод. Влияние растительности отражается на этих цифрах: Ганг почти на всем протяжении проходит по полям, поверхность почвы остается надолго оголенной и поэтому текучие воды увлекают много твердых осадков, особенно после проливных дождей. Бассейн Иравади же на большом пространстве покрыт лесом, где живые и мертвые покровы в значительной степени мешают стоку частиц, поэтому Иравади даже в половодье после проливных дождей несет меньшее количество взвешенных частиц, чем Ганг в среднем за год. В бассейнах других рек, несущих очень мутную воду — По, Рона, Желтая Р., — лесов тоже очень мало, большая часть пространства под полями. Р., сплошь протекающие по густым лесам и болотам, иногда почти совершенно лишены твердых осадков, они окрашены в коричневый цвет растворами органических веществ. Таковы многие "черные речки" нашего севера и речки и Р. в бассейне Амазонки (имя главного левого притока Амазонки, Рио-Негро, буквально значит — "черная река"). Анализы различных вод показали, что они содержат не только меньше разных солей, чем вода морей и почти всех непроточных озер, но и состав солей очень различен. В морях и самых больших соленых озерах преобладает хлористый натрий NaCl (поваренная соль), а углекислых солей очень мало, а в речной воде углекислые соли составляют половину или более половины всех веществ, растворенных в воде. Так, по анализам Бишофа, речные воды содержат в среднем выводе 21 стотысячную часть растворенных в воде солей, в том числе 11,3 стотысячных углекислых солей. Количество растворенных солей колебалось от 2,61 стотысячных в воде горного альпийского ручья до 54,5 в воде речки Бёвронны, притока Луары. Последняя была с лишком в 20 раз богаче солями, чем первый. Если имеется достаточно точное понятие о количестве воды, которое несет Р. в течение целого года и о среднем количестве осадков (дождя и снега) в ее бассейне, то, зная площадь бассейна, можно выразить количество воды осадков в тех же кубических мерах, в которых определено количество воды, протекающее рекой. Если, например, площадь бассейна реки 10000 кв. км и среднее количество выпадающей воды 800 мм в год, то всего соберется в год на пространстве бассейна 8 куб. км (D). Если река несет средним числом 2 куб. км в год (A), то модуль (M) или отношение осадков к стоку рекой будет M=D/A =0,25, т. е. ¼ выпавшей в бассейне воды попадает в реку. Так как первые определения количества воды, несомой Р., были сделаны в Западной Европе и дали модуль = 0,30 до 0,33, то очень часто встречается понятие о том, что такое отношение стока к осадкам (M) существует везде. Но при малых осадках и сильном испарении совсем не образуется больших Р., при обильных осадках и малом испарении отношение стока к осадкам очень велико. По исследованиям Гёмфрейса и Аббота над Миссисипи и его притоками (Humphreys and Abbott, "Physics a. Hydraulics of Mississipi-river"), величина M для разных частей бассейна этой Р.: Огайо 0,24, Миссури 0,15, Верхней Миссисипи 0,24, Арканзаса и Вайта 0,15, Ред-Ривер 0,20, Язу и С.-Френсиса 0,90. Весь бассейн Миссисипи 0,25. Следовательно, наименьшее отношение встречается в Арканзасе и Миссури. Выходя из гор, эти Р. на большом пространстве сухих степей и пустынь теряют много воды испарением. Напротив, бассейны Язу и С. Френсиса находятся в очень влажной местности, и может быть, количество осадков определено не вполне точно. Для русских Р. нет еще таких точных определений отношения осадков к стоку, как для Западной Европы и бассейна Миссисипи. Мы знаем, что наибольшее значение для наших Р. имеет снеговая, а не дождевая вода. Так, для Москвы-реки M оказался равным 0,72 для выпадающей снеговой воды и 0,19 для дождевой воды, а в среднем за год получается 0,40. Для бассейна Волги выше сызранского Александровского моста, где в Волгу уже влились все ее значительные притоки, M=0,44; следовательно, для этих двух русских Р. M больше, чем для Р. Западной Европы и бассейна Миссисипи [См. Климаты земного шара.], что объясняется нашей долгой зимой и тем, что тогда вода падает в виде снега, испарение мало и весной таяние идет быстро и Р. быстро наполняются.
В зависимости от времени выпадения и вида осадков (дождь или снег), можно установить следующие типы Р.
Тип I. Р., получающие воду от дождей и имеющие половодье в летнее время. Это тип Р., соответствующий тропическим дождям и дождям муссонов. Так как осадки распределены неравномерно в подобных странах и в зимнее время их мало или и совсем не бывает, то в это время Р. имеют относительно мало воды и питаются исключительно или почти исключительно ключами. Напротив того, в дождливое время, вообще совпадающее с летним временем, и некоторое время после него, Р. наполняются водой. Очевидно, что чем длиннее Р., чем тише ее течение, тем больше времени нужно для того, чтоб высокая вода дошла до ее низовья, и это необходимо брать в расчет, если из времени половодья хотим судить о времени, когда падают самые сильные дожди. Тип I наблюдается в совершенно чистом виде во многих Р., особенно тропического пояса, так как бассейны многих Р. имеют сплошь такую температуру, при которой снег не падает никогда. Иные Р. тропического пояса получают часть воды от таяния снега в горах, но последнее имеет лишь очень незначительное влияние на количество воды и на изменение уровня рек. Это зависит от двух причин: 1) пространство, занимаемое снеговым покровом, очень мало даже в холодное время года, так как оно заключает лишь высоты значительно более 4000 м, а большое пространство такой высоты в тропическом поясе встречается лишь в Боливии и южном Перу и притом оно вообще сухо. 2) Так как температура времен года мало изменяется в тропическом поясе, особенно вблизи экватора, то там нет времени, когда бы сразу таяли большие массы снега, как это бывает в средних широтах. Итак, первая причина объясняет, почему в тропических странах приток снеговой воды вообще мал, и вторая, почему он мало изменяется в течение года. Нужно еще прибавить, что более обильные снега в высоких горах бывают в то же время, когда и сильные дожди на более низких уровнях, и часть выпавшего снега скоро тает. Из очень больших рек, Конго и Ориноко вполне принадлежат типу I. Амазонка получает лишь очень мало воды от таяния снега в горах, так что, конечно, не менее 99/100 ее воды происходит от дождей. На верхней Амазонке, у города Эга (Ega), уровень Р. изменяется на 15 м (45 футов) в течение года. Нужно заметить, что местность совершенно ровная, так что во время половодья Р. разливается на огромное пространство. Из Р., половодье которых зависит от дождей муссонов, нужно упомянуть о Ниле. Начиная с 17° северной широты, он не получает ни одного притока, однако, уровень воды изменяется в очень больших размерах даже в Египте. После открытия больших озер, из которых берет начало Нил и его притоки, думали, что половодье Нила зависит от дождей в этих странах. Однако теперь положительно выяснилось, что это неверно и что озера и окружающие страны поддерживают уровень Нила в зимнее время, не давая ему падать слишком низко. Это потому, что: 1) вообще озера могут быть названы регуляторами воды Р., вытекающих из них; озеро Укереве (Виктория-Ньянца) очень велико и глубоко, и Нил, по выходе из него, может быть назван типической озерной Р.; 2) у экватора и у больших озер Африки дожди идут в течение целого года, а самые обильные и продолжительные падают в сентябре и ноябре. Принимая во внимание время, нужное, чтоб вода дошла из-под экватора до Египта, видно что эти дожди не могут быть причиной половодья Нила. Напротив, между 5°—15° северной широты от июня до сентября дожди очень обильны, между тем как зимой полная засуха, и нет сомнения, что половодье Нила ниже по течению зависит от этих дождей. Уже в этих широтах Нил теряет характер типичной озерной Р. Относительно важнейших Р. Индии, особенно Ганга и Брахмапутры, известно, что половодье в них зависит от дождей муссонов. Таяние снегов в Гималайских горах также дает не особенно много воды. То же самое можно сказать о больших реках Китая, т. е., что самая высокая вода в них зависит от дождей, падающих в теплое время года (дождливый муссон), а таяние снега в горах дает мало воды, главным образом весной: в горах западного Китая падает мало снега. Сами китайцы считают дожди причиной высокого летнего половодья их больших Р. Амур вообще принадлежит к такому же типу. Зимой бывает довольно мало снега (кроме местностей по нижнему течению Р.), так что обыкновенно весной после таяния снега, Р. не разливается, но зато летом бывают губительные разливы, которые много вредили русским поселенцам, пока они не познакомились с характером реки и не стали строиться выше. Даже Селенга разливается не весной, а летом, так что Байкал служит приблизительной климатической границей между двумя типами Р.: к востоку от него Р. области муссонов, которые разливаются от летних дождей, к западу уже появляется тип IV.
Тип II. Вода доставляется дождями; она выше в холодное время года, чем летом, и разница значительна. Этот тип преобладает в южной Европе. По мере приближения к югу, летом падает все меньше и меньше дождя, между тем как испаряется ее много. Р., не получающие воды от таяния снега в горах, имеют очень мало воды летом, иные даже пересыхают. Напротив, в дождливое время года, осенью или зимой, Р. наполняются водой. Это по преимуществу область наводнений. К естественным климатическим причинам, вызывающим наводнения, присоединилось влияние человека, прямое и косвенное (вырубка лесов, истребление трав скотом), которое очень усилило зло. Так как большая часть этих стран более или менее гориста, то Р. их принадлежат отчасти к типу V (т. е. получающих воду от таяния горных снегов и ледников); так, например, в южной Франции многие Р. вытекают из Альп и Пиренеев, в Испании из Пиренеев и Сиерры-Невады. Вне Европы к типу II, частью с примесью типа V, принадлежат: некоторые более дождливые части Туркестана, восточного Закавказья и Персии, часть Малой Азии и Сирии, северный берег Африки от Туниса до Марокко, Калифорния, Орегон, Чили, северный остров Новой Зеландии, южная и западная часть Австралии.
Тип III. Вода доставляется дождями; она выше в холодные месяцы года, но правильное периодическое изменение не велико. Этот тип преобладает в средней и западной Европе. К нему можно отнести: бассейны Везера, Мааса, Шельды, Сены, отчасти Луары, Р. Англии (кроме северо-западных) и нижнюю часть бассейнов Рейна и Эльбы. В более континентальных частях этих стран летние осадки преобладают, но не особенно много, и избыток выпадающей воды далеко не покрывает избытка испарения. Поэтому вообще Р. несут более воды в холодное время года, чем летом. Но так как здесь более или менее обильные осадки падают во все времена года, то не бывает времени, когда бы Р. имели так мало воды, как в тропических странах зимой, и в странах у Средиземного моря летом. Эльба и особенно Рейн принадлежат к типам III и V. В верхнем течении Рейна тип V преобладает, т. е. он получает больше воды от таяния ледников и снега в горах, чем от дождей. Чем дальше вниз по течению, тем сильнее выражается тип III, но еще там, где большая часть воды получается от дождя, таяние снега и ледников производит ежегодное половодье летом. Это заметно еще в Страсбурге. Но уже в Кельне вода бывает выше осенью и зимой, чем летом.
Тип IV, т. е. половодье вследствие таяния снега весной или в начале лета, причем, однако, значительная часть воды Р. доставляется дождями. Это тип стран с суровой, снежной зимой. Нет, конечно, недостатка в дождях летом и осенью, но вообще они далеко не так обильны и продолжительны, чтобы вызвать наводнение в больших Р. Летние дожди совпадают со временем наибольшего испарения. Напротив, снег, накопившийся во время долгой зимы, тает очень быстро и вода наполняет Р. К тому же, особенно в начале таяния снега, земля мерзлая, так что вода не может просочиться и течет по поверхности. К этому типу принадлежат Северная и Западная Сибирь, вся Европейская Россия, кроме Крыма, Скандинавия, восточная Германия, северная часть Соединенных Штатов и часть Северо-Американского материка, к северу от них. Во многих местностях этой полосы так много озер и они так обширны, что имеют очень большое влияние на характер рек. В южном полушарии этот тип не встречается. Тип IV всего более распространен в пределах России, Европейской и Азиатской, и потому имеет для нас особенную важность. Наибольшее количество воды выпадает у нас летом, но это количество все-таки не велико, редко превышая, в долголетней средней, до 90 мм в месяц. Местами в особенно дождливый месяц выпадает до 250 мм, но обыкновенно такие обильные дожди не распространяются сразу на большое пространство, поэтому большие Р. России (за исключением Амура) вообще не имеют половодья, зависящего от летних дождей. Количество воды, падающее в виде снега, в средней России, равняется лишь ¼ годового или приблизительно 10—15 стм, но этот снег тает быстро, при быстром весеннем возвышении температуры, свойственном континентальному климату.
Тип V. P. получают воду от таяния снега в горах. Он не существует в совершенно чистом виде; всего яснее выступает в западных частях горных массивов, занимающих середину Азии. Амуи Сыр-Дарья, Тарим, верхний Инд, несомненно, получают большую часть воды от таяния снегов в горах. В низких долинах и равнинах этих стран осадков бывает очень мало, так что нет Р., кроме тех, которые вытекают из гор. Так как годовой ход температуры довольно правилен, то и летнее половодье в этих Р. очень правильно, по крайней мере время его наступления, между тем как высота воды изменяется в больших размерах, в зависимости от количества снега, выпавшего зимой. Этим летним половодьем воспользовались в Средней Азии, Восточном Туркестане, Пенджабе и т. д. — для обширной системы орошения полей, без чего земледелие было бы невозможно.
Тип VI и VII. Р. получают воду от таяния снега на равнинах и на невысоких горах до 1000 м. В чистом виде этот тип не существует нигде. Наибольшее приближение к нему в северной части Сибири и Северо-Американского материка, где снежный покров держится 8—10 месяцев и большая часть воды в Р. происходит от таяния снега. Особое положение занимают страны, покрытые снегом и ледниками (за исключением немногих мест по берегам и отдельных крутых гор); здесь Р. заменяются ледниками, с их подледниковыми водотоками; они выносят избыток осадков над испарением к морю или в более низкие долины. Это можно назвать типом VII. В северном полушарии единственная обширная страна этого рода — Гренландия, но есть основание предполагать, что в таком же состоянии находится большая часть высоких широт южного полушария, за 70° южной широты. Это так называемый южно-полярный материк, центральная часть которого вблизи южного полюса.
Тип VIII. Отсутствие Р. и вообще постоянных водотоков, вследствие сухости климата. Вероятно, нет местности на земном шаре, где бы совсем не было осадков, но есть, однако, обширные пространства, где они выпадают в небольшом количестве и неправильно. После особенно сильного дождя овраги наполняются водой, которая достигает моря, соленого озера или какой-нибудь впадины, где застаивается и, наконец, исчезает, просачиваясь и испаряясь. Местами через подобные страны текут Р., берущие начало в более сырых местах, но они не только не получают притока воды, а теряют ее немало через просачивание и испарение с поверхности воды и водяных растений (камышей и проч.). Лучшие примеры подобного рода: Нил от впадения Атбары до Средиземного моря (17°—31° северной широты), Волга от Сарепты до устья, Инд от впадения Сатледжа до устья, Колорадо в нижнем течении приблизительно от 35° северной широты до впадения реки Гилы. К странам без Р. принадлежат: Сахара, большая часть Аравии, часть Арало-Каспийской низменности, большая часть центральных нагорий Азии, обширные нагорья Северной Америки по обе стороны Скалистых гор, Атакама и береговая полоса от 18° до 30° южной широты в Южной Америке, Калахари и соседнее прибрежье в южной Африке, наконец, большая часть внутренней Австралии. Переход к типу VIII составляют страны, где дождливое время коротко и Р. имеют воду лишь тогда и некоторое время после, а в остальное время пересыхают или превращаются в ряд луж с подземным течением в промежутке между ними. В странах с суровой зимой часто Р. имеют воду лишь после таяния снега весной. Вообще, в странах, поименованных выше, на границах, более обильных осадками, встречаются подобные переходные области. К ним принадлежат, например, северная степная часть Крыма, часть Киргизских степей, степи по нижнему течению Куры и Аракса, часть Монголии, по границе Китая, полоса между 13°—18° северной широты (смотря по меридианам) в северной Африке, где уже падают дожди африканского муссона, но где они коротки и не обильны, многие местности Северной Америки и Австралии.
Человек имеет большое влияние на Р. даже и помимо инженерных работ по их регулированию. Вырубая леса, осушая болота, заменяя их, а также луга и степи полями, человек дает более быстрый сток воды, уничтожает преграды, ранее мешавшие ему. Там, где подолгу лежит снег, леса, особенно хвойные, замедляя его таяние весной, также не дают воде так быстро доходить до Р., как если нет лесов. Поэтому деятельность человека в этом направлении, ускоряя течение воды, увеличивает опасность наводнений после ливней и таяния снега и уменьшает количество вод, запасаемых почвой и водами (болотами, озерами) и служащее для питания Р. в сухое время года. В том же направлении действует и увеличение сети горных лощин и оврагов: оно само по себе содействует более быстрому стоку вод, и к тому же местами овраги, прорезывая верхние или менее проницаемые слои подпочвы, обнажают более проницаемые пласты, например пески, трещиноватые известняки и т. д. В странах более густонаселенных регулирование Р. и дренаж также содействуют более быстрому стоку вод. Уменьшению количества разных вод, в некоторых случаях очень значительному, содействуют оросительные работы, например, каналы, выведенные из Амуи Сыр-Дарьи, из многих рек Индии и т. д. Но в поименованных случаях главная затрата воды на орошение происходит в то время, когда реки богаты ею: в Туркестане от таяния горных снегов, в Индии отчасти от того же, но еще больше от дождей летнего муссона. В этих случаях орошение, следовательно, уменьшает размеры половодья Р. В других случаях деятельность человека имеет следствием более правильное питание Р. и речек; частью последнее прямо имеется в виду — это резервуары (бейшлоты) или запруды для помощи судоходству, например в России запруды в верховье Вышневолоцкой водной системы, Верхневолжский бейшлот. Частью же более правильное питание достигается попутно в случае запруд для фабрик и заводов.
А. В.
Реки (их геологическая деятельность). Геологическая деятельность Р., как и других проточных вод (ср. Вода), выражается главным образом: a) размыванием, разрушением горных пород, b) перенесением размытого материала или в растворенном виде, или в механически взвешенном состоянии, и c) отложением переносимого материала в места более или менее отдаленные от той области, из которой этот материал заимствован. Размывание Р. (ср. соотв. статью) наиболее резко обнаруживается в их верховьях, где склоны круче, а потому сила падения текущей по ним воды значительнее и, следовательно, энергичнее размывающая ее деятельность. Особенной интенсивности эта деятельность достигает в водопадах (см.). Наиболее резким результатом размывающей деятельности Р. в их верховьях является удлинение Р. к их истокам и в некоторых случаях даже прорыв ими водораздельных возвышенностей и соединение в одну систему Р., стекающих с противолежащих склонов такой возвышенности. Впрочем, и на всем остальном течении Р. размывание резко выражается образованием, постоянным углублением и расширением речной долины (см.). В общем — размывающая сила Р. прямо пропорциональна скорости ее течения и массе воды. Перенесение размытого материала Р. производят или в химически растворенном виде, или в механически взвешенном состоянии. Количество первого, вообще, не велико. Процентное содержание химически растворенного материала в одной той же реке подвержено значительным колебаниям; оно увеличивается, например, во время засухи и уменьшается в половодье. В Р. Темзе, как показали наблюдения, количество химически растворенного материала увеличивается от 3,2 — в половодье, до 5,8 частей на 100000 частей воды — в засуху. Наибольшее количество растворенного материала содержат Р. пустынь, наименьшее — Р., происходящие от таяния ледников. Среди растворенных в речной воде химических соединений наиболее видное место занимают углекислый и сернокислый кальций и магний, хлористые соединения калия, натрия и магния, кремневая кислота и растворимые органические соединения. Несмотря на незначительное, само по себе, количество растворенных в воде солей, Р. переносят, однако, в течение более или менее значительного промежутка времени громадные их количества. По Фольгеру, Рейн, например, у Боцена, ежегодно проносит 59 млн. куб. футов химически растворенного материала; Миссисипи выносит ежегодно 46000 кг с 1 кв. км своего бассейна, Амазонка — 20000, Дунай — 36000 и т. д. Несравненно более значительно количество переносимого Р. механически взвешенного материала. Оно находится в прямом отношении со скоростью течения Р. и массой ее воды. В одной и той же Р., обратно тому, что было сказано о химически растворенном материале, количество механически увлекаемых частиц увеличивается в Р. в половодье и уменьшается в засуху. Количество механически взвешенного материала колеблется, например, в реке Роне от 0,0001 в половодье до 0,00001 в засуху, в Кубани от 1/300 до 0,0001; в Миссисипи достигает 1/1500, в Ниле 0,0016, в Мургабе 0,02 и в Тереке даже 0,03. Общее количество такого материала, переносимого Р., представляет громадные цифры: Миссисипи переносит в год более 350 миллиардов кг, Ганг выносит массу, равную по объему 66 египетским пирамидам, Волга в 50 дней половодья пронесла около 1 млн. куб. м твердого материала и т. д. В то время как почти весь химический растворенный материал переносится Р. в моря и другие водные бассейны, в которые Р. впадают, и идет там на пополнение убыли в содержании солей вследствие испарения, выпадения или процессов жизнедеятельности организмов, механически взвешенный материал легко выпадает отчасти на всем протяжении Р. при малейшем изменении условий, например при уменьшении угла падения, скорости течения, количества воды в Р. и т. д., образуя на протяжении Р. мели, речные острова, речные террасы и вообще выполняя речные долины слоистыми отложениями, известными под именем аллювиальных наносов. Большая часть переносимого материала отлагается, однако, около устья Р., где течение воды сразу прекращается и переносная сила ее приближается к 0. Здесь из этого материала образуются дельты (см.) и происходит отложение прибрежных осадков (см. Глубоководные отложения). В общем, геологическая деятельность Р. имеет нивелирующее действие на земную поверхность. Под влиянием ее громадные массы размываемых твердых частиц земной коры переносятся из мест возвышенных в места более низменные, понижая первые и повышая последние, и таким образом уравнивают земную поверхность. Например, Англия понижается вследствие смывания поверхностных горных пород наземными водами на 1 мм в 42 года.
Б. П.
Реки (техн.). В отношении задач гидротехники различают три группы Р.: 1) горные ручьи, потоки и Р., имеющие значительный уклон, быстрое, иногда стремительное, а местами бурное течение и вследствие этого влекущие крупные наносы, — этими наносами русло Р. в некоторых местах постоянно загромождается, в других местах быстрое течение производит подмывы берегов, так что горные Р. непрерывно видоизменяют свое русло, а иногда, при внезапной прибыли воды, производят громадные разрушения; 2) Р. низменных морских прибрежий, отличающиеся тихим, чуть заметным течением и постепенно сливающиеся широкими устьями своими с морскими заливами (лагуны, плавни, гаффы), — большей частью вследствие слабого течения наносы в этих устьях осаждаются, образуются многочисленные косы, разделяющие отдельные протоки, составляющие так называемую дельту; наконец, 3) категория рек, протекающих на значительном протяжении по долине с переменным продольным уклоном, занимает по своим свойствам середину между двумя указанными выше категориями. Многие большие Р. берут начало в горах, вдали от моря, или образуются от слияния горных потоков при выходе их на низменность; таким образом, верховье может иметь ясно выраженный горный характер, за которым следует участок с более ровным течением и, наконец, устье, с описанными выше свойствами. В нижних частях устьев Р., впадающих в моря, имеющие приливы и отливы, нередко существует во время прилива обратное течение, распространяющееся на много километров во внутрь материка (Сена, Гаронна и др.). Разные элементы Р., каковы вид русла, скорость течения и количество протекающей воды находятся друг от друга в полной зависимости, и изменение одного из них влияет на остальные. Так как каждая Р., в зависимости от ее состояния, приносит человеку большую или меньшую пользу и может также причинять громадное опустошение и вред, то давно уже люди задались целью подчинить своей воле течение Р., исправляя те элементы их, которые поддаются человеческому воздействию.
С незапамятных времен Р. служат удобным и дешевым путем для перевозки грузов. С появлением железных дорог, давших возможность безопасно и быстро перевозить всякого рода товары на громадные расстояния, значение внутренних водных путей на первых порах пало. Но это продолжалось недолго. Соединив центры значительного производства продуктов с рынками сбыта, железные дороги вызвали громадное развитие торговли и промышленности; вместе с тем грузовое движение настолько усилилось, что железные дороги не в состоянии удовлетворять существующей потребности транспорта. По своей пропускной способности и дешевизне фрахта хорошо устроенные водные пути значительно превосходят железные дороги, а потому даже большие железнодорожные линии не могут заменить водяных путей, для передвижения на большие расстояния масс незначительной ценности. В отдельных случаях водные пути являются конкурентами железных дорог, которые в навигационное время вынуждены путем понижения тарифов вступать в борьбу с водной перевозкой, чтобы сохранить за собой ту массу грузов, которая необходима для прибыльной работы железной дороги. Конкуренция эта сама по себе приносит пользу, как всякое соревнование в области промышленной деятельности. Однако подобное отношение водных путей и железных дорог является скорее исключением. Вообще, эти два средства передвижения необходимы не для взаимной друг против друга борьбы, но, наоборот, для взаимного содействия друг другу, так как каждый из этих способов транспорта имеет свое специальное назначение: железные дороги — для быстрой и срочной доставки ценных товаров, могущих выдерживать сравнительно высокие тарифы, необходимые для оплаты дорогой эксплуатации рельсовых путей, а водяные пути — для перевозки громоздких сырых продуктов, нуждающихся в дешевом фрахте. Практикой иностранных государств, в особенности Бельгии, доказано, что при развитии водяных путей доходы железных дорог не только не уменьшаются, а, наоборот, увеличиваются. То же доказано для Германии, в отношении железных дорог, проведенных по обоим берегам Рейна и параллельно Эльбе и Одеру, а в особенности относительно сети железных дорог и водных путей, имеющих узловой станцией город Берлин. Дешевизна перевозки составляет залог успеха в мирной конкуренции между народами за промышленное и экономическое превосходство. Поэтому во всех странах, где имеются Р., способные к судоходству, стараются улучшить их, насколько допускают природные их свойства, чтобы возможно полнее использовать их для нужд перевозки. Но, независимо от судоходства, разные сооружения устраиваются на Р. для предохранения прибрежных местностей от затопления при возвышении горизонта воды, для водоснабжения и орошения, для утилизации силы падения воды в качестве дарового источника энергии и проч. Цели эти во многих случаях не только несовместимы, но весьма часто друг другу препятствуют, так как искусственные заграждения, устраиваемые на Р. для подъема ее с целью орошения или приведения в действие механизмов (водоподъемные плотины), или для рыбной ловли (заколы), большей частью составляют препятствие судоходству. Ввиду преобладающего значения этого последнего для общего благосостояния, потребностям судоходства отдается всегда преимущество. Во всех образованных странах законодательство предоставляет всем и каждому пользоваться для целей судоходства и сплава не только самой Р., на всем ее протяжении, способном к судоходству и сплаву, но, в известных пределах, также ее берегами (законы о бечевниках), ограничивая в этих видах права прибрежных владельцев.
Самые работы на Р., необходимые для улучшения судоходного их состояния, большей частью исполняются правительством из общих государственных средств; только в некоторых случаях признается необходимым возмещать эти расходы в форме судоходных сборов. Предпринимаемые с этой целью работы первоначально состояли в расчистке существовавших на Р. препятствий судоходству, как, например, порогов, засорений карчами, мелей и искусственных повреждений. Меры эти применимы на Р., которые по природе своей в естественном состоянии способны к судоходству и только местами представляют разные неправильности, затрудняющие судоходство, каковы недостаток глубины, чрезмерная извилистость фарватера, разделение на рукава и проч. Эта система улучшения судоходного состояния Р., называемая регулированием или выправлением, заключается, следовательно, в укреплении берегов, для предупреждения их подмыва, в уничтожении извилин посредством прорезов или прокопов и, наконец, в сужении русла посредством водостеснительных сооружений, с целью собрать разбросанную массу воды в одном русле, причем усилившееся течение разрабатывает более глубокий ход, дающий возможность проходить судам с большой осадкой. Задача регулирования сводится, таким образом, к фиксированию русла в тех местах, где вследствие слабости грунта могут образоваться неправильности течения, и в стеснении фарватера — для увеличения его глубины. Эта система в течение последних двадцати лет применена была систематически на Висле (от русской границы), Одере, Эльбе, Везере, Рейне и Немане (от русской границы), а также на второстепенных Р. Пруссии, с расходом на это до 150 миллионов марок. Благодаря выправительным работам достигнута на упомянутых реках глубина, при самом низком горизонте воды, от 0,8 до 3 м, вследствие чего значительно увеличилось по ним грузовое движение. С улучшением судоходного состояния Р., увеличились размеры и подъемная сила судов, плавающих на этих Р. (на Эльбе в 1842 г. самые большие суда подымали 3000 центнеров, в настоящее же время на этой Р. плавают суда, подымающие 12000 центнеров; на Рейне вместо 8000 теперь 24000 центнеров). Такие же удовлетворительные результаты получены в Америке, Австро-Венгрии, Голландии и Франции, у нас на некоторых участках Р. Припяти (у Чернобыля), Днепра (у Киева и Кременчуга), Дона, Десны, Сожа, Немана, Вислы, Днестра и Волги (в Нижнем Новгороде и др.). Берега Р. укрепляются, при этом, где это необходимо, дерновкой, обделкой камнем, фашинами и т. д.
Наиболее важной задачей при регуляционных работах является выбор так называемой нормальной ширины Р., т. е. той ширины, которая должна быть придана данному участку Р. посредством водостеснительных сооружений, для достижения правильного стока вод и сохранения глубины, требуемой судоходством. Ширина назначается как для низкого, так и для среднего и высокого горизонтов и зависит от количества протекающей воды, т. е. расхода Р., скоростей и уклонов и от некоторых других условий быта Р. Для стеснения русла строятся обыкновенно сооружения двух типов: продольные водостеснительные плотины и поперечные полузапруды или буны Плотины располагаются параллельно проектному ходу, причем откосы их, обращенные к Р., должны образовать будущий берег; полузапруды, напротив, располагаются под углом или перпендикулярно к направлению хода таким образом, чтобы головы их совпадали с проектируемой береговой линией. Как те, так и другие сооружения могут быть употреблены самостоятельно для регулирования, и выбор типа зависит от местных условий. Шлихтинг предлагает следующий принцип: буны — для образования выпуклого берега, продольные плотины — у вогнутого берега, а при выправлении прямых плесов — продольные параллельные сооружения (в случае расположения новой береговой линии на близком расстоянии от старого берега) и поперечные полузапруды (при более значительном удалении этой линии от старого берега). Буны должны быть расположены на таком расстоянии одна от другой, чтобы отклоняемая ими струя не могла ударять в берег (расстояние между бунами делается обыкновенно в 0,3 до 0,8 ширины Р.). При коротких бунах необходимо укрепление берега. Обыкновенно гребень буны у корня ее, т. е. где она примыкает к старому берегу, доводится до горизонта средних вод, а голова буны возводится до уровня низких вод. Буны строятся из фашин, камня или в виде земляной насыпи между шпунтовыми стенками. Гребню обыкновенно придается ширина около 2 м, а откосы делаются, в зависимости от материала, одиночными, полуторными или двойными. При правильном расположении бун пространство между ними быстро заносится песком, приносимым водою во время половодья, вследствие чего по направлению бун образуется новый берег, который иногда закрепляют рассадками ивы и т. д. Точно так же для содействия замелению пространства за продольными водостеснительными сооружениями, при возведении этого рода плотин, оставляются через известные расстояния промежутки, для прохода воды, которая, будучи здесь задержана, откладывает наносы. В большом масштабе эта система регулирования применена в Верхнем Рейне, на участке от Базеля до границы с Гессеном. Выправление рек посредством продольных водостеснительных сооружений обходится дороже регулирования при помощи бун, так как длина и высота сооружений при этом получается больше и конструкция их должна быть солиднее. При этом, до образования нового берега, существует опасность прорыва сооружений напором воды и подмывом и, затем, в случае неправильного назначения нормальной ширины, ошибку эту нельзя исправить, между тем как буны можно, в случае надобности, укоротить или удлинить. Но зато продольные сооружения сразу фиксируют направление течения и в короткое время способствуют установлению надлежащей глубины и скорости течения. По этим причинам, при производстве регуляционных работ, обыкновенно пользуются обеими системами, применяя их в зависимости от местных обстоятельств. Составляя план регулирования, необходимо иметь в виду общий характер данной Р. и задача заключается в том, чтобы с наименьшими расходами привести неудобные для судоходства участки ее в такое же состояние, в котором находятся участки, где скорость течения, направление фарватера и глубина хода допускают удобное плавание судов. При этом стремятся достигнуть, чтобы перемещение грунта, необходимое для намеченного преобразования русла: углубление дна и срезка берега в одних местах, складывание наносов в других, производилось силой течения самой Р., благодаря надлежащему расположению выправительных сооружений. Так как два элемента быта Р. — общее ее падение и расходы воды — мы чувствительным образом изменить не можем, то выправительные работы приводятся к углублению мелких мест, уравнению скоростей и уклонов, спрямлению крутых извилин и обеспечению неизменяемости русла и берегов. Слишком спрямлять течение прокопами тоже нерационально, так как от этого увеличиваются уклоны и скорости течения, а следовательно, могут быть вызваны новые неудобства для судоходства. Поэтому каждой Р. или, на больших Р., каждому участку ее соответствует известная степень судоходности. Регулированию рек должны предшествовать подробные исследования. Они заключаются в определении всех условий течения: продольных и поперечных профилей русла, плана Р. и всех имеющихся на ней препятствий, как естественных, так и искусственных (опоры мостов, плотины и пр.), затем скоростей течения и расходов при меженном, среднем и высоком горизонтах, а также существующих условий судоходства и сплава. На основании всех этих исследований составляется проект, при разработке которого следует также иметь в виду, как отразится предполагаемое регулирование на другие виды пользования, зависящие от состояния Р. (рыболовство, вододействующие заведения, осушение и орошение прилегающих угодий и т. д.). Для скорейшего углубления хода и уничтожения местных препятствий судоходству от образовавшихся мелей на фарватере, прибегают к землечерпанию, которое с применением сильных паровых землечерпательных машин является в настоящее время могучим средством, оказывающим непосредственную помощь судоходству во время мелководья.
В качестве вспомогательных мер, имеющих ограниченное значение для немедленного углубления фарватера, употребляются временные искусственные заграждения (переносные дощатые и кулевые плотины и проч.). Из всего вышесказанного следует, что регулирование может сопровождаться успехом только в том случае, когда поставленная цель, а именно размеры и осадка судов, назначенных к плаванию по улучшенному водному пути, соответствуют общим свойствам выправляемой Р. Но есть и такие Р., на которых улучшение судоходного состояния с помощью регуляционных сооружений невозможно, или по недостатку воды при низком горизонте, или вследствие значительных падений и скоростей, или, наконец, по другим местным причинам. Недостаток воды можно отчасти устранить и искусственным питанием, для чего весенняя вода задерживается в верховьях и притоках Р. искусственными заграждениями (водоудержательными плотинами, бейшлотами). Из образованных таким образом резервуаров или водохранилищ производятся в течение маловодного периода попуски воды, дающие возможность проследовать судам. Таким искусственным питанием поддерживается судоходство на реке Мсте, на верхней Волге (в Верхневолжском водохранилище скопляется 40 млн. куб. саженей запасной воды). Но подобный способ искусственного питания можно применить только в исключительных местах, где резервуары могут быть устроены без значительных расходов на производство работ и отчуждение земель. Обыкновенно же для получения возможности плавания по Р., состояние которых не может быть улучшено регулированием, прибегают к шлюзованию или канализации. Систему эту прежде всего стали применять на таких Р., русло которых, глубоко врезанное в речную долину, давало возможность строить плотины без особых неудобств для прибрежных земель. С незапамятных времен на подобных Р. устраивались для хозяйственных и промышленных целей заграждающие русло плотины, в которых для прохода судов оставлялись отверстия, закрываемые после пропуска судов затворами. Для прохода судов затворы открываются, и вода устремляется из верхнего плеса в нижний до тех пор, пока горизонты обоих плесов не сравняются. Очевидно, что при таком устройстве для пропуска судов расходуется весь запас задержанной воды, а судоходство может производиться лишь в одном направлении, а именно вниз по течению; передвижение же судов вверх по течению требует особых усилий и приспособлений. Это неудобство послужило поводом к изобретению камерных шлюзов, при помощи которых преодолевается разность горизонтов двух смежных плесов или бьефов, разделенных плотиной, и достигается одинаковое удобство при передвижении по двум противоположным направлениям, без особых трудностей и излишнего расхода воды. При этом оказывается возможным задержанную массу воды поддерживать во все время навигации на необходимой высоте. Но устраиваемые плотины и шлюзы препятствуют свободному стоку высоких вод и проходу льда, вследствие чего увеличивается опасность наводнения. По этой причине канализация Р. не могла развиваться до того времени, когда французским инженером Пуаре, в 1838 г., были изобретены разборчатые плотины, которые дают возможность легко и скоро пропускать высокие воды и ледоход. Подобной системы плотина была устроена впервые на реке Ионне у Эпино в 1839 г. С того времени судоходное состояние Р. в разных государствах улучшено частью плотинами названной системы, частью разборчатыми плотинами других, впоследствии изобретенных систем (Сена от Парижа до Руана, Майн у Франкфурта, у нас Москва-река и др.).
Кроме засорения Р. наносами, вследствие подмыва берегов и примеси частиц, увлекаемых текучей водой, Р. загрязняются отбросами из населенных мест и промышленных заведений. Это приводит к порче речной воды, что опасно в санитарном отношении, а также вредно для рыбного промысла. Особенно опасно загрязнение речной воды в гигиеническом отношении; исследованиями над распространением эпидемий в больших городах доказано было существование известной зависимости развития инфекционных болезней от большей или меньшей степени загрязнения речной воды. В известных пределах Р. обладают свойством самоочищения, которое заключается в растворении и разжижении примесей, превращении органических и сложных неорганических соединений в более простые и пр. Это самоочищение вызывается окислением частью растворенного в воде кислорода, влиянием света и тепла, а также атмосферического воздуха, деятельностью бактерий, а также находящихся в воде растительных и животных организмов и механическим воздействием текучей воды. Поэтому, если загрязнение, которого вообще избегнуть нельзя, не превосходит известного предела, то это не представляет опасности. Законодательством и административными распоряжениями в разных странах введены известные нормы, имеющие целью ограничить загрязнение Р. и устранить вредные в санитарном отношении последствия этого загрязнения. Технические меры, принимаемые для возможного ограждения Р. от заражения вследствие спуска в них сточных вод, сводятся к задержке более тяжелых и крупных примесей в осадочных колодцах и отстойных бассейнах или с помощью решеток и металлических сеток, в устранении застоя воды, а также в нейтрализации и дезинфекции фабричных вод до спуска их в реку.
А. Таненбаум.
Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. — С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон
1890—1907
Вопрос-ответ:
