Реки начали служить путями сообщения ещё в доисторические времена. Реки использовались для общения между отдельными родами и племенами, для обмена, для охоты и т. д. Вначале для сообщения по реке служили плоты, затем долблёные челноки, а позднее — более крупные суда, вначале гребные, а потом парусные.

В ряде стран, как, например, в Китае, Индии и Египте, речное судоходство давно имело первостепенное государственное значение.

Морское и речное судоходство было сильно развито у славян-вендов. Греческие и римские историки называли вендов великим народом. Около двух тысяч лет назад славяне-венды занимали бассейн Днепра, Вислы и Одера.

Водный путь из «варяг в греки» около тысячи лет назад шёл через Неву, Волхов, Ловать, Западную Двину, Березину и Днепр. Переход судов из одной системы рек в другую систему производился в верховьях рек волоком через водоразделы — на Западную Двину и в бассейн Днепра, на Березину.

Наши летописи описывают поход киевского князя Олега в 907 году на Царьград на двух тысячах кораблей.

Поселения и города славян возникали главным образом по берегам рек и на волоках. Новгород, Киев, а потом Москва выросли в большие города потому, что стояли на торговых речных путях. Город Волоколамск возник на волоке из системы Москвы-реки в систему Верхней Волги через Ламу. Город Вышний Волочок был построен на волоке из системы Волги через реку Тверцу в систему Волхова через реку Мсту.

Начиная с XVIII века через волоки во многих местах были прорыты каналы. Некоторые существуют и поныне, соединяя различные речные системы. В настоящее время производится реконструкция многих старых каналов и построены новые каналы: Беломорско-Балтийский, канал имени Москвы, Бугско-Днепровский канал. Заканчивается строительство Волго-Донского канала. В Румынии сейчас строится канал у Констанцы. Он значительно сократит путь от Дуная к Чёрному морю.

Сильно развита сеть каналов в Китае. Великий Китайский канал имеет длину 1600 км. Он соединяет реки Янцзыцзян, Хуанхэ и др. и идёт почти параллельно берегу моря в 100–200 км от него.

Много каналов есть в Германии и Франции. Они не замерзают и поэтому особенно удобны в эксплуатации.

Наши землепроходцы триста лет назад, при освоении Сибири и Дальнего Востока, широко пользовались реками как путями сообщения. Так, Ермак шёл по Каме, Чусовой и через Исеть перевалил в систему Оби и Иртыша. Благодаря речным путям освоение этого края происходило очень быстро.

Общая сеть рек Советского Союза составляет около 1 300 000 км. Из них для нужд транспорта можно использовать около 25 %, то есть около 330 000 км. Судоходных рек у нас около 110 000 км; рек, по которым возможен только сплав плотами, — приблизительно 70 000 км, рек, где может быть сплав россыпью, — около 150 000 км.

На некоторых больших реках, где пороги не совсем стёрты и скорость течения велика, судоходство затруднено. Например, на реке Зее, в районе хребта Тукурингра, на берег иногда забрасывается якорь, и пароход поднимается, вытягивая трос паровой лебёдкой. На Енисее, ниже Красноярска, где имеется большое движение на Казачинском пороге, производится туерная тяга: на дне реки лежит цепь, и пароход или буксирное судно — туер — идёт вверх, лебёдкой перебирая её звенья. На Дунае, в Железных Воротах, для этой же цели по берегу проведена специальная железная дорога: паровоз берёт на буксир пароход и проводит его в этом тяжёлом участке.

Рис. 27. Катер на Верхней Ангаре.

Наше правительство обращает особое внимание на развитие судоходства на малых и на неосвоенных реках. Советскими конструкторами созданы специальные типы мелкосидящих пароходов, теплоходов и барж для перевозки грузов и пассажиров.

Использование малых рек должно быть по возможности комплексным. Если на реке строится плотина, то она должна служить и для повышения уровня реки и для получения электроэнергии.

Водные пути неудобны тем, что часто увеличивают путь груза по сравнению с железной дорогой. Так, например, от Москвы до Горького по железной дороге всего 437 км, а по водному пути — около 1000 км. От Москвы до Ленинграда по железной дороге 650 км, а по водному пути — 1300 км. От Ростова до Ленинграда по железной дороге 1750 км, а по водному пути через Волго-Донской канал и Мариинскую систему — около 4000 км. Кроме того, в центральных районах реки замерзают на полгода, а в Сибири и на севере даже на 7–8 месяцев. Однако нужно принять во внимание, что сплав леса плотами и перевозка нефти по реке обходятся дешевле, чем по железной дороге. Кроме того, водные пути являются более дешёвым видом транспорта, чем автодорожный транспорт. Речной транспорт как средство для сообщения между пунктами, расположенными на одной и той же реке, и для разгрузки железных дорог имеет большое значение и не утратит его и в дальнейшем.

Водные пути — прекрасное место для отдыха трудящихся. Кто побывал на наших могучих реках, тот всегда стремится вновь полюбоваться их величием (рис. 28).

Рис. 28. Волга у устья Камы.

Железнодорожная и автодорожная сеть, по образному выражению советского учёного профессора М. Ф. Срибного; накладываются на речную сеть. Там, где железные дороги и автомобильные трассы должны пересекать реки, строятся мосты.

Мосты строились через реки с самых древних времён. Сведения о строительстве крупных мостов имеются уже за 4000 лет. В Китае, Египте, Италии сохранились до нашего времени изображения древних мостовых сооружений, иногда довольно сложных.

В Византийской империи и в эпоху римского владычества в древнем Риме были построены большие каменные арочные акведуки — мосты для пропуска водопроводных самотёчных каналов или труб через низины и овраги. Эти акведуки имели высоту до 50 м и длину до нескольких сотен и даже тысяч метров.

На территории СССР, в Средней Азии на реке Заревшан и на Кавказе на Драксе, сохранились каменные мосты, построенные около 2300 лет назад. Близ Сухуми есть Абхазский мост, которому около 600 лет.

В России через малые реки издавна строились деревянные мосты, а через большие реки — «живые», то есть наплавные мосты-плоты с укладкой брёвен в два-три ряда. По летописям известны наплавные мосты через Волхов в Новгороде, временные мосты через Днепр у Киева в 1115 году, через Дон перед Куликовской битвой в 1380 году и др.

О постройке мостов говорится уже в 1020 году в «Русской Правде», которая была сводом законов и правил того времени.

В 1813 году замечательный русский механик И. П. Кулибин разработал проект железного моста через Неву. Мост Кулибина не был построен, но проект его поражает своей смелостью даже современных инженеров. В проекте предусмотрено было всё: и разводные части для пропуска судов, и защита во время ледохода, и освещение моста. Вот как оценивал модель кулибинского моста знаменитый русский мостостроитель Д. И. Журавский: «На ней печать гения; она построена на системе, признаваемой новейшею наукою самою рациональною; мост поддерживает арка, изгиб её предупреждает раскосная система, которая, по неизвестности того, что делается в России, называется американскою».

Паромные переправы через реки также устраивались давно. Они существуют и сейчас. Есть паромы весьма сложной конструкции, перевозящие десятки железнодорожных вагонов через большие реки и морские проливы.

Большие современные мосты являются выдающимися инженерными сооружениями.

При строительстве мостов нужно по определённым правилам рассчитать длину моста, подходы к нему, а на судоходных и сплавных реках — выдержать определённые размеры пролётов и высоту низа пролётов над высоким горизонтом.

В высокое половодье на небольших реках вода может переливаться из одного бассейна в другой. В таких случаях необходимо увеличивать длину мостов или наращивать искусственно местный водораздел особой разделительной дамбой, чтобы не было этого перелива.

Реки таят в себе колоссальные запасы энергии. Они несут огромные количества воды, особенно в половодье. Работа, которую производят эти массы воды, в основном отрицательна: реки размывают берега, а в половодье разрушают то, что создано человеческим трудом. Давно возникла у человека мысль уменьшить разрушительную деятельность рек: преграждать путь воды плотиной; там, где это нужно, поднимать уровень реки; создавать водохранилища и использовать энергию рек в водяных двигателях.

Простые плотины для установки мельниц и для водоснабжения известны с древних времён. С XVII века в Западной Европе, а затем и у нас сооружаются плотины для улучшения судоходных условий. В этих плотинах делаются шлюзы — устройства для пропуска судов.

Шлюз — это камера с двумя воротами, расположенными вдоль реки. Когда судно, идущее вниз по реке, подходит к первым воротам (рис. 29, а), в камеру пускают воду и уравнивают горизонты воды в реке и камере. После этого открывают первые ворота, и судно входит в камеру. Ворота закрываются (рис. 29, б). Затем начинают спускать воду из камеры. Спуск производится до тех пор, пока горизонт в камере не станет таким же, как и в участке реки за камерой. После этого открывают вторые ворота, и судно выходит из шлюза в реку (рис. 29, в). Обратный проход ведётся по тому же принципу. При большой разнице горизонтов устраивают шлюзы в несколько камер.

Рис. 29. Проход судна через шлюз.

В верхнем течении Волги более ста лет назад была сделана плотина для увеличения судоходных глубин выше Твери (Калинина). Весной выше этой плотины создавалось огромное водохранилище, а летом, в мелководье, открывались щиты плотины и вода спускалась в реку. Эта плотина работает и сейчас.

Большие капитальные плотины строятся на многих реках мира.

В Советском Союзе плотины обычно используются многосторонне: они дают воду гидроэлектростанциям, предохраняют нижележащую долину от наводнений, так как в водохранилище идёт значительная часть весенних вод; плотины улучшают судоходные условия, а в южных районах служат для орошения земель.

На Днепре у нас построена плотина Днепрогэса у Запорожья. По постановлению Совета Министров СССР, будет построена вторая плотина на 200 км ниже, в Каховке.

В верхнем течении Волги построены плотины в Иванькове, Угличе, Щербакове и сейчас строится плотина в районе Горького. По решению советского правительства на Волге, в Жигулях, будет построена грандиозная Куйбышевская плотина с гидроэлектростанцией мощностью в 2 миллиона киловатт и с выработкой 10 миллиардов киловатт-часов электроэнергии в год и другая плотина — у Сталинграда — с гидроэлектростанцией мощностью 1,7 миллиона киловатт и с выработкой также 10 миллиардов киловатт-часов электроэнергии в год. Это будут самые мощные гидростанции в мире. Заволжье богато плодородными землями, но засушливо. Куйбышевская и Сталинградская плотины дадут этим землям волжскую воду, превратят Заволжье в новую житницу нашей Родины. Оживут и сухие прикаспийские степи. Волжские гидроэлектростанции дадут энергию новым крупным колхозам, которые возникнут в районах Прикаспия.

На Куре у Мингечаура строится высокая плотина. Она ликвидирует наводнения в низовьях Куры и даст нижележащим степям воду на орошение. Здесь же сооружается крупная гидроэлектростанция.

Имеется и строится ряд гидростанций на Кавказе, на Урале, в Сибири и других местах.

Сооружаемые в настоящее время высокие плотины значительно поднимут уровень рек. Чтобы города и сёла, лежащие в долине у плотины, не были потоплены, их отгородят от рек надёжными валами.

При постройке гидростанций на горных реках необходимо знать количество наносов, которое несёт река со своего бассейна. Нужно иметь в виду, что наносы откладываются перед плотиной, и если не предусмотреть специальных промывных устройств для сброса наносов и не построить достаточно высокую плотину, то всё водохранилище выше плотины будет заполнено наносами. Были случаи, когда на горных реках водохранилища в течение 5–10 лет заполнялись наносами и гидростанции начинали работать с перебоями.

В последнее время обращено особое внимание на плотины местного значения для колхозов, совхозов и небольших городов. Эти плотины строятся на мелких реках. Общая потребность колхозов и совхозов в электроэнергии исчисляется в 3,5 миллиона киловатт. Такое количество энергии могут полностью дать наши малые реки.

Мы живём в замечательную эпоху. Проект Большой Волги с постройкой ряда громадных плотин, который ещё 10–15 лет назад враги Советского Союза считали неосуществимым, уже близок к завершению. Теперь ставятся и изучаются новые проблемы использования наших рек не только с точки зрения энергетики, орошения и пр., но и возможного изменения климата. Остановимся на некоторых новых проектах такого комплексного использования рек путём устройства высоких плотин.

Имеется интересный проект по использованию Печоры. Река эта впадает в океан, не принося нам особой пользы. Если в среднем течении Печоры построить высокую плотину и прорыть водораздел между истоками Печоры и Камы, то вода из Печоры пойдёт в Каму и дальше в Волгу и Каспийское море. Это так называемый проект «северного питания». Расход воды Камы и Волги увеличится. Уровень Каспийского моря несколько поднимется.

Наиболее грандиозный проект поворота течения рек возник в самое последнее время. Он предложен советскими инженерами Давыдовым и Шульгой. Это — поворот Оби и Енисея в Среднюю Азию для целей орошения и изменения климата. Обь и Енисей могут быть соединены через притоки. Затем прорывается искусственное русло в Тургайских Воротах, и созданная советскими строителями «Южсибрека» направляется в Среднюю Азию, к Аральскому и Каспийскому морям. Этот грандиозный проект может быть осуществлён в течение 10 лет.

В горных и полугорных районах реки имеют большие уклоны. От реки делают отводный канал с меньшим уклоном, чем у самой реки. Этот канал ведут по равнине около реки и орошают поля. По такой схеме сделаны оросительные каналы на всех реках Средней Азии, Закавказья.

Этот простой приём применялся ещё в древние времена в Египте, Ассиро-Вавилонии, а также в Центральной Америке до нашествия испанцев.

В некоторых местах, где нет больших уклонов, бывает выгодно поднимать воду вверх насосами и пускать по каналу для орошения.

В засушливых районах урожай в значительной степени зависит от искусственного орошения. Поэтому в среднеазиатских республиках Советского Союза обращено особое внимание на использование всех возможных водных ресурсов. Там построен Большой Ферганский канал, создана Фархадская оросительная система на Сыр-Дарье. Решением советского правительства в Средней Азии от устьевого района Аму-Дарьи через пустыню Кара-Кумы (Злые пески) до Красноводска будет проведён Главный Туркменский канал длиной 1100 км с плотиной на Аму-Дарье. Канал будет забирать вначале 30 процентов воды Аму-Дарьи, а затем, до 40 процентов. Этот канал совместно с распределительной сетью длиной в несколько тысяч километров обводнит громадное пространство Прикаспийской долины. Оживет около 7 миллионов гектаров пустующих сейчас земель. Вода не будет сбрасываться в Каспийское море, — она пойдёт на орошение и водоснабжение.

Большое значение имеют реки для водоснабжения городов. Вода берётся из верхнего течения. Устраивается специальный водоприёмник, очищающий речную воду. На некотором расстоянии выше водоприёмника запрещён спуск сточных вод, а иногда даже и купанье. Выше Москвы, на Истре, притоке Москвы-реки, сооружено водохранилище, откуда в Москву-реку для водоснабжения пускается вода через Рублёвскую станцию. Кроме того, вода в Москву идёт по каналу из Волги от Савёлова. Пароходы и баржи, плавающие по каналу, имеют специальные канализационные цистерны и не загрязняют воду канала.

Всем живущим и работающим около реки важно заранее знать, как будут изменяться уровень и расход воды на реке. Важно знать также, в какой примерно день можно ожидать наивысший уровень, сколько времени этот уровень будет держаться.

Действительно, зная время наступления и высоту уровня паводка, можно к нему заранее подготовиться. Жители могут временно выселиться из угрожаемого района и предохранить своё имущество от порчи. Предприятия также примут соответствующие меры. На плотинах будет проведена подготовка к безаварийному пропуску паводка.

Если ожидается очень высокий паводок, можно нарастить земляные валы, стесняющие разлив.

Можно ли предвидеть величину паводка?

В громадном большинстве случаев можно.

Как же это делается?

Предвидеть — это дело не простое и требует сложной организации. Сложность заключается в том, что на реках везде должны быть водомерные посты, где в половодье уровни измеряются два-три раза в сутки, а иногда и каждый час.

Кроме водомерных постов, на бассейнах рек должны быть метеорологические станции, где измеряется толщина снегового покрова, осадки, выпадающие в виде дождей, направление ветра, температура, атмосферное давление и пр. Все сведения от водомерных постов и метеорологических станций должны быть быстро переданы Центральному институту прогнозов. Поэтому должна быть хорошо налажена телеграфная и радиосвязь между постами, станциями и Институтом.

Центральный институт прогнозов получает десятки тысяч телеграмм и радиограмм в сутки. Он обрабатывает весь этот материал и даёт прогноз на погоду и на уровни рек.

Прогноз — слово греческое; про означает «вперёд», агноз — «знание». Этим подчёркивается, что мы не угадываем событие, а узнаём о нём заранее.

Прогнозы приносят много пользы. Так, например, благодаря своевременному извещению о наступлении большого и продолжительного паводка на Куре и Драксе в 1931 году были спасены от затопления большие пространства ценных земель. Своевременное извещение о грандиозном паводке, ожидавшемся в 1931 году на Днепре, дало возможность принять меры для пропуска воды на строительстве Днепрогэс, которое тогда ещё не было закончено.

В настоящее время довольно точно вычисляются уровни воды и сроки наступления весенних половодий и летних паводков на крупных реках в освоенных районах и на Волге.

Особенно точные сведения можно получить для среднего и нижнего течения больших рек. Действительно, паводочная волна на Волге у Горького, например, и в нижнем течении Камы проходит в первой половине мая, а у Куйбышева и Саратова — во второй половине мая. Поэтому есть время и материал для установления точных данных по паводку в низовьях Волги. Для примера мы приводим таблицу 10, в которой показано движение паводочной волны на Волге и Каме во время одного очень большого паводка.

Таблица 10

Из таблицы видно, что простым сопоставлением сроков прохода паводочной волны можно приблизительно определить время наступления большого паводка в том или другом пункте. Уточнить это время позволяют сведения, получаемые от метеостанций.

На небольших реках необходимо учитывать количество осадков в бассейне, скорость таяния снега, возможность прохода весенних дождей. Здесь более сложный расчёт, но тем не менее он также решается вполне удовлетворительно.

Очень важен прогноз на вскрытие рек и ледостав. В этом особенно заинтересовано судоходство.

Центральный институт прогнозов даёт сведения и об ожидаемых низких горизонтах и расходах воды. Это важно для орошения полей, водоснабжения городов и промышленных предприятий и для бесперебойной работы гидростанций.

Хорошая постановка службы прогнозов — это большая победа человека над водной стихией.