Крупнейшие судоходные каналы мира. Виды судоходных каналов

17.07.2019 Интересное

Моряки используют рукотворные каналы со времен Месопотамии. Давайте вместе взглянем на 5 знаменитых исторических каналов, расположенных по всему миру.

Панамский канал – Панама

Строительство канала было начато в 1904 и закончено в 1914 году.
Общая длина: 77 км (48 миль).
Соединяет Атлантический океан и Тихий океан.
Стоимость: $375 млн.

Панамский канал — судоходный канал, соединяющий Панамский залив Тихого океана с Карибским морем и Атлантическим океаном, расположен на Панамском перешейке на территории государства Панама. Длина — 81,6 км, в том числе 65,2 км по суше и 16,4 км по дну Панамской и Лимонской бухт (для прохода судов к глубокой воде).

Строительство Панамского канала стало одним из крупнейших и сложнейших строительных проектов, осуществлённых человечеством. Панамский канал оказал неоценимое влияние на развитие судоходства и экономики в целом в Западном полушарии и на всей Земле, что обусловило его чрезвычайно высокое геополитическое значение. Благодаря Панамскому каналу морской путь из Нью-Йорка в Сан-Франциско сократился с 22,5 тыс. км до 9,5 тыс. км.

Канал пропускает через себя суда самых разных типов — от частных яхт до огромных танкеров и контейнеровозов. Максимальный размер судна, которое может пройти по Панамскому каналу, стал фактически стандартом в судостроении, получив название Panamax.

Проводка судов через Панамский канал осуществляется лоцманской службой Панамского канала. Среднее время прохода судна по каналу — 9 часов, минимальное — 4 часа 10 минут. Максимальная пропускная способность — 48 судов в сутки.

За три года до столетия канала, 4 сентября 2010 года через Панамский канал прошло миллионное судно - китайский сухогруз Fortune Plum с грузом 40 000 тонн стали по направлению из Тихого в Атлантический океан. С момента открытия канала через него прошел 1 миллион судов, что составляет 5% мировой торговли каждый год.

Год назад была начата работа по расширению канала строительством третьего пути для возможности прохождения гигантских современных контейнеровозов, круизных судов и танкеров, многие из которых сейчас слишком широки для канала. Работа была оценена в около $5,2 млрд. и планируется к завершению в августе 2014 года, к моменту празднования 100-летия канала.

Третий проход, параллельный двум предыдущим, сможет пропускать массивные суда до 366 м в длину, 49 м шириной и 15 м осадки. Целью канала является удвоение пропускной грузовой способности с 300 до 600 млн. тонн.

Канал Эри - Нью Йорк

Строительство канала было начато в 1817 году и закончено в 1825 году.
Общая длина: 584 км (363 мили).
Соединяет озеро Эри с р. Гудзон, Нью Йорк.
Стоимость: $7 млн.

Эри-канал – главная составная часть Нью-Йорк-Стейт-Бардж-канала — системы канализованных водных путей на С.-В. США, в штате Нью-Йорк. Э.-к. связывает систему Великих озер с Атлантическим океаном через р. Гудзон. Длина от г. Буффало на оз. Эри до г. Кохос у впадения канализованной р. Мохок в р. Гудзон свыше 540 км, ширина 50 м. На Э.-к. 35 шлюзов длиной до 94,5 м, шириной 13,2 м и глубиной 3,6 м. Грузооборот около 4 млн. т (нефть и нефтепродукты, стройматериалы, зерно). Построен в 1817—25; неоднократно реконструировался (последний раз в 1905—18). В середине 19 в. играл выдающуюся роль в освоении внутренних районов США.

Суэцкий канал - Египет

Строительство канала было начто 25 апреля 1859 года, открытие состоялось 17 ноября 1869 года.
Общая длина: 193,3 км (120,11 миль).
Соединяет Средиземное море и Красное море.
Стоимость: 560 млн. франков.

Суэцкий канал — судоходный бесшлюзовый канал в Египте, соединяющий Средиземное и Красное море. Зона канала считается условной границей между двумя континентами. Кратчайший водный путь между Индийским и Атлантическим океаном (альтернативный маршрут протяжённее на 8 тыс. км). Главные порты: Порт-Саид и Суэц.

Находится к западу от Синайского полуострова, имеет длину в 163 километра. Канал расположен в Египте между Порт-Саидом на Средиземном море и Суэцом на Красном море. На восточной стороне канала напротив Порт Саида находится Порт-Фуад, где размещена Администрация Суэцкого канала. На восточной стороне канала напротив Суэца находится Порт-Тауфик.

Канал позволяет водному транспорту проходить в обе стороны между Европой и Азией без огибания Африки. До открытия канала, транспортировка осуществлялась путем разгрузки кораблей и сухопутной перевозкой между Средиземным и Красным морями.

Канал состоит из двух частей — к северу и к югу от Большого Горького Озера, соединяя Средиземное море с Суэцким Заливом на Красном море.

На сегодняшний день является главным бюджетообразующим проектом Египта. По словам некоторых специалистов, канал даёт стране даже больше средств, чем добыча нефти, и намного больше, чем в настоящее время позволяет получать стремительно развивающаяся в стране инфраструктура туризма.

Царский канал - Ирландия

Строительство канала было начато в 1790 году, открытие состоялось в 1817 году.
Общая длина: 145 км (90 миль).
Соединяет Дублин с рекой Шеннон в Клундара.
Стоимость: £1 421 954.

Царский канал был изначально построен для движения грузового и пассажирского транспорта из реки Лиффи в Дублине до реки Шеннон в Клундара в Ирландии. Канал был заброшен, однако после вновь восстановлен для судоходства. Полная длина канала была заново открыта для движения судов 1 октября 2010 года.

Великий канал - Китай

Строительство канала было начато в 5м веке.
Общая длина: 1 776 км (1 103 мили).
Соединяет Пекин и Ганчжоу, Китай.
Стоимость: неизвестна.

Великий канал — судоходный канал в Китае, одно из древнейших ныне действующих гидротехнических сооружений мира. Строился две тысячи лет — с VI в. до н.э. до XIII в. н.э. В настоящее время является одной из важнейших внутренних водных артерий КНР, соединяет крупные порты страны Шанхай и Тяньцзинь. Протяжённость канала — 1782 км, а с ответвлениями в Пекин, Ханчжоу и Наньтун — 2470 км. Ширина в наиболее узкой части в провинциях Шаньдун и Хэбэй — 40 м, в самой широкой части в Шанхае — 3500 м. Глубина фарватера — от 2 до 3 м. Канал оборудован 21 шлюзом. Максимальная грузопропускная способность составляет 10 млн тонн в год.

Канал соединяет реки Хуанхэ и Янцзы, включая в себя русла таких рек, как Байхэ, Вэйхэ, Сышуй и других, а также несколько озёр.

Великий канал состоит из нескольких сооружённых в разное время участков. Самый южный участок проложен в VII в., самый северный — в XIII в., а часть центрального участка от Хуайинь до Цзянду проходит по древнему каналу Ханьгоу.

Тысячи лет назад они становились причиной кровопролитных сражений, за доступ к водным артериям могущественные правители жертвовали жизни людей. Стремительные реки и моря давали людям главное – воду для полива сельскохозяйственных угодий, пищу и возможность путешествовать, первые крупные поселения и города планеты формировались именно на берегах крупных рек и вблизи моря. За тысячи лет люди научились подчинять себе водную стихию, пиком могущества человека в данной области является строительство водных каналов – искусственных водных артерий, которые могут иметь самое разное назначение. Каналы строят для сокращения водных маршрутов или чтобы перенаправить поток воды, многие современные каналы несут сразу несколько важных функций. По внешнему виду современные каналы крайне сложно отличить от настоящих рек, они невероятно красивы и гармоничны. Встречаются на планете и довольно опасные каналы, а некоторые из них давно находятся во внимании туристов.

Уникальной во всех отношениях достопримечательностью мирового масштаба является Коринфский канал – самый узкий судоходный канал на планете. Соединяет этот канал два крупных залива – Коринфский и Саронический, а название получил в честь всем известного греческого города, расположенного на его западной оконечности. Главной отличительной особенностью канала являются его параметры, имея длину более 6 км, в ширину канал составляет всего 25 метров. С обеих сторон канал обрамляют высокие каменные стены, устремленные ввысь на 76 метров, а глубина одного из самых протяженных каналов на планете и вовсе кажется скромной, она составляет всего 8 метров.

О строительстве канала между заливами двух морей местные жители начали задумываться тысячи лет назад, первый план строительства канала разработал тиран Периандр еще в 7 веке до н.э. Его грандиозным планам так и не суждено было осуществиться, едва начав работы, их пришлось остановить из-за ряда возникших трудностей. Канал, который путешественники могут увидеть сегодня, смело можно назвать выдающейся исторической достопримечательностью.

Его начали строить в 1881 году, а торжественное открытие канала состоялось в августе 1893 года. Еще несколько десятилетий назад канал имел важнейшее экономическое значение, сегодня он представляет больший интерес с туристической точки зрения. Ежегодно по каналу проходит более 11 000 судов, среди которых немало туристических паромов, а любители острых ощущений уже много лет используют мосты над каналом для банджи-джампинга.

Панамский канал, который часто называют «Мостом двух Америк», является настоящим шедевром с инженерной точки зрения. Он соединяет два океана – Атлантический и Тихий, и представляет собой сложнейшую систему водозаборных механизмов и шлюзов. Протяженность канала составляет порядка 77 км, учитывая то, что он был открыт еще в 1920 году, все вышеизложенные факты кажутся еще более фантастическими. Несмотря на то, что с момента открытия канала прошло без малого сто лет, его продолжают считать одним из самых величайших инженерных проектов человечества.

Северное и Балтийское моря соединены Кильским каналом, который также причислен к важным туристическим объектам Германии. Канал был назван именем расположенного поблизости города Киль и одноименной бухты, его протяженность составляет порядка 98 км. Несмотря на то, что ширина Кильского канала сравнительно невелика и составляет около 100 метров, он считается самым загруженным и востребованным каналом Европы.

Одним из самых известных и узнаваемых на планете остается Суэцкий канал, соединяющий Красное и Средиземное моря. Уникальное географическое положение между Африкой и Евразией позволяет ему претендовать на статус не только важнейшего транспортного узла, но и на звание выдающейся достопримечательности мирового значения. Протяженность канала составляет 163 км, а максимальная ширина по дну достигает 60 метров. Глубина Суэцкого канала в сравнении с другими тоже довольно велика и достигает 20 метров.

Расположенный в Великобритании Каледонский канал еще несколько десятилетий назад был важнейшим транспортным узлом, а сегодня является, в первую очередь, невероятно привлекательным туристическим объектом. Соединяет канал два крупных озера – Лох-Лохи и Лох-Несс, помимо грузовых барж по нему курсирует огромное количество прогулочных теплоходов. Для движения канал открыт в период с марта по октябрь, многие путешественники стремятся посетить эти места именно весной, чтобы насладиться гармоничными пейзажами.

Среди многочисленных каналов, представленных на территории России, самым известным является Беломорско-Балтийский. Его длина составляет порядка 227 000 метров, ширина канала в сравнении с другими «мировыми гигантами» тоже довольно велика – 36 метров, а глубина составляет всего 4 метра. Учитывая вышеозначенные параметры, сложно представить, что на строительство канала было потрачено менее двух лет, огромный масштаб работ был выполнен всего за 21 месяц.

Августовский канал соединяет две крупные реки – Вислу и Неман, и располагается на территории двух государств – Польши и Белоруссии. Первые суда прошли по каналу в 1839 году, поэтому его смело можно причислить к выдающимся историческим объектам. Поскольку инициатива строительства принадлежала Польше, то свое имя канал получил в честь польского города Августов. Цель строительства масштабного канала, протяженность которого составила 101 000 метров, была предельно проста, Августовский канал планировали активно использовать для сплава леса.

Среднегерманский канал является настоящим лидером страны по ряду показателей и уже много лет остается важнейшим транспортным узлом Германии. Протяженность самого длинного канала Германии составляет 325 700 метров, он соединяет Рейн с крупными водными артериями государства, в числе которых реки Эльба, Эмс, Везер и Одер. Путешественникам канал интересен, в первую очередь, из-за расположенных по его берегам живописных пейзажей и исторических достопримечательностей.

В Швеции находится масштабный Гета-канал, он был построен в первой половине 19 столетия и соединяет Балтийское и Северное моря. Немногим менее 200 лет он служит торговым интересам страны, а за последние годы приобрел немало новых статусов. Открытие Гета-канала состоялось 26 сентября 1832 года, сегодня он хорошо известен любителям парусного спорта, водных прогулок и рыбалки. Протяженность канала весьма внушительная и составляет порядка 420 000 метров, он включает 58 шлюзов и огромное количество сопутствующих построек.

О Великой китайской стене сегодня знают буквально все, даже те, кто никогда не был в Китае. Еще одна уникальная достопримечательность страны – Великий китайский канал – незаслуженно остается за пределами внимания многих путешественников. Вместе с тем, именно он является самым протяженным судоходным каналом планеты, его длина составляет 1 794 км. Соединяет канал расположенный на севере государства город Ханчжоу с Пекином, изначально он строился в торговых целях.

В случае отсутствия такового, сокращение пути между двумя водоёмами, обеспечение гарантированного судоходства, решение проблемы транспортной доступности по водным путям пунктов назначения, создание экономически выгодных путей транспортировки.

Общая информация

Каналы относятся к водопроводящим сооружениям (водоводам) - искусственным руслам, с помощью которых осуществляется подача воды из одного пункта в другой. Наряду с каналами, к водопроводящим сооружениям относятся лотки, трубопроводы, гидротехнические тоннели. От лотков каналы отличает то, что они располагаются в земле, тогда как лотки - на земле или над землёй. В отличие от трубопроводов и гидротехнических тоннелей русла каналов на большей части их длины открыты.

Виды каналов

В зависимости от предназначения каналы делятся на несколько видов.

С древнейших времён важную роль в сельском хозяйстве играли мелиоративные каналы, которые, в свою очередь, делятся на ирригационные (оросительные) и дренажные (осушительные). Первые из них доставляют воду на поля и распределяют её там, поэтому чаще всего их можно встретить в пустынях и полупустынях Азии и Африки, а также на территориях, где ведётся интенсивное земледелие - например, в Калифорнии и Средиземноморье. Вторые, наоборот, отводят воду из заболоченной местности.

Водопроводные каналы подают воду к месту её потребления, причём условия эксплуатации и санитарные требования часто вынуждают делать такие сооружения закрытыми. Их главная цель - подавать воду в безводные и засушливые районы из мест, где постоянно ощущается избыток воды.

Ещё один вид каналов - энергетические . Они подводят из рек воду к турбинам гидроэлектростанции, а затем отводят прошедшую через турбины воду за пределы ГЭС .

По способу подачи воды каналы разделяются на самотечные, в который вода течёт под действием силы тяжести, и с механическим подъёмом воды, для чего используются насосные станции .

История

Каналы в древности

Первые оросительные каналы появились в конце VI тысячелетия до н. э. в Месопотамии . Примерно тогда же, по-видимому, начали возводить ирригационные системы и в Древнем Египте, так что к рубежу ΙΙΙ и ΙΙ тысячелетий в обеих странах была создана широкая сеть оросительных каналов, забота о которых легла на плечи верховной власти. Не исключено, что в Древнем Египте появился и первый в мире судоходный канал, который соединил Красное море с одним из притоков Нила - реки, впадавшей в Средиземное море ; благодаря этому пути корабли могли путешествовать из одного моря в другое. Строительство данной водной артерии было начато около 600 года до н. э. и продолжалось до 518 года до н. э., когда страну захватили персы. К сожалению, со временем канал был погребён под песками пустыни и о нём забыли.

XIX век

В 1879 году Франция стандартизировала габариты каналов и судов, введя габарит Фрейсине , что привело к появлению типа судов, названных пениш . На сегодняшний момент эти суда являются не только транспортом, но также образом жизни и местом жительства для семей многих речников. Габариты пенишей стали типом I в современной классификации европейских внутренних водных путей .

СССР

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 - средняя скорость потока, м/с; C - коэффициент сопротивления трения по длине (коэффициент Шези), м 0,5 /с, являющийся интегральной характеристикой сил сопротивления; R - гидравлический радиус , м; I - гидравлический уклон , который при равномерном движении потока со свободной поверхностью равен уклону свободной поверхности; ω - площадь живого сечения, м 2 .

Расход воды в канале определяется водохозяйственными расчётами. Задача сводится к определению сечения канала и его размеров при сравнительно узком диапазоне возможной скорости потока. Узость диапазона скорости диктуется тем, что русло с одной стороны не должно размываться, а с другой - не должно заиливаться. Расчёт предельных скоростей по заилению и размыванию является сложной задачей и решается приближёнными методами. Для большинства материалов размывающие скорости определены и приводятся в соответствующих таблицах в зависимости от глубины потока.

Учёт русловых процессов

Многие крупные каналы по своей сути представляют собой искусственные реки. Часто они не имеют укрепления дна и откосов, что обуславливает протекание русловых процессов, свойственных обычным рекам. Это ещё более очевидно при использовании при строительстве каналов русел естественных водотоков. Большая протяжённость каналов, большие расходы воды, влияние стока с прилегающего бассейна , - всё это делает расчёт каналов сложной гидротехнической задачей.

Потери воды из каналов

Потери воды из каналов обусловлены как её испарением с поверхности открытых каналов, так и её фильтрацией через стенки и дно русла. При этом потери на испарение в большинстве случаев весьма малы, тогда как потери на фильтрацию могут достигать очень больших величин, заметно снижающих экономическую эффективность канала. Вдобавок к этому обводнение близлежащего грунта может привести к заболачиванию местности, при просадочных грунтах - к деформациям канала и разрушению сооружений, в горных условиях - к опасным обрушениям и селям.

Различают две стадии фильтрации: свободную и с подпором. При несвободной фильтрации с подпором фильтрационный поток из канала соприкасается с грунтовым потоком и подпирается им.

Бороться с фильтрацией можно как устройством облицовки дна и русла, так и снижением водопроницаемости грунта русла, что можно достичь механическим уплотнением и кольматажем - заполнением пор грунта мелкими частицами, например, для песчаных грунтов может применяться их кольматаж глинистыми и илистыми грунтами. Особым способом снижения водопроницаемости является способ добавления в грунт канала специальных материалов. Сюда можно отнести искусственное осолонение грунта, искусственное оглеение, нефтевание и т. п., однако такие методы ведут к загрязнению водного потока.

Сооружения на каналах

Строительство каналов почти всегда требует устройства дополнительных сооружений, которые можно разделить на несколько категорий:

водопроводящие сооружения;
сопрягающие сооружения;
сооружения, регулирующие общий режим канала.

Водопроводящие сооружения

Водопроводящими сооружениями могут заменяться отдельные участки каналов как по экономическим, так и техническим причинам. К таким сооружениям относятся лотки, трубы, туннели, акведуки , дюкеры , селеспуски и пр.

В тех случаях, когда грунтовые условия не позволяют устроить надежное русло канала или рельеф местности, где проходит участок трассы канала, слишком сложный (сильно пересеченная местность, горные склоны и т. п.) целесообразно использование лотков. Лотки также представляют собой искусственные русла, однако они располагаются на поверхности земли или же устраиваются над землёй на опорах. Могут выполняться из дерева, железобетона, металла и прочих материалов. Движение воды в лотках безнапорное. Иногда лотки сверху защищают каким-либо покрытием, что приближает их по своей сути к трубам. Площадь сечения лотка обычно меньше, чем канала. В связи с этим им придают больший уклон. Пропускная способность лотка рассчитывается из рассмотрения его как водослива с широким порогом в канал.

Акведуки устраивают в местах пересечения каналом какого-либо препятствия: реки, оврага, дороги и т. п. От лотка на опорах акведук отличает капитальность. В этом плане акведуки ближе к мостам, при этом непосредственно лоток может выполнять функции пролётного строения.

Трубопроводы позволяют пропустить воду канала под каким-либо препятствием, а также используются при неблагоприятных климатических условиях участка прохождения канала. Трубопроводы могут располагаться как под землёй, так и быть открытого типа с возможностью непосредственного доступа. Режим движения воды в трубопроводах обычно напорный.

Если необходимо пропустить под каналом какой-либо водоток, возможно устройство водопропускных труб. Конструкция и расчеты подобных труб аналогичны трубам, применяемым при пересечении водотоков насыпями автомобильных и железных дорог.

Быстротоки представляют собой лотки с большими уклонами, в которых вода движется со скоростью больше критической. Скорость, однако, не должна превышать допускаемой для материала дна и стенок. Для снижения скорости возможно применение повышенной шероховатости лотка в виде разнообразных выступов, ступеней и порогов. В конце быстротока устраиваются водобойные колодцы для гашения скорости.

Для сопряжения разных по высоте участков каналов используют также насосные станции.

Сооружения, регулирующие общий режим канала

К таким сооружениям относятся шлюзы-регуляторы и вододелители, аварийные заграждения, водосбросы и

Петербургский государственный университет путей сообщения

Кафедра: «Железнодорожные станции и узлы»

Дисциплина: «Общий курс транспорта»

«Крупнейшие морские каналы»

Выполнила:

Проверил:

Санкт-Петербург

Современный канал. В 1854 Фердинанд де Лессепс, французский консул в Египте, получил от Саида-паши, правителя Египта, концессию на создание Всеобщей компании Суэцкого канала (La Compagnie Universelle du Canal Maritime de Suez). Она была сформирована в 1858. Работы по строительству канала начались в апреле 1859, параллельно велась прокладка пресноводного канала из Каира на Исмаилию. Согласно первоначальным условиям этого договора, египетское правительство должно было получать 15% валовой прибыли от судоходства по каналу, а через 99 лет после сдачи канала в эксплуатацию он должен был стать собственностью Египта. Большую часть акций приобрели французы, турки и Саид-паша, который купил почти половину всех акций. В 1875 Дизраэли, премьер-министр Великобритании, купил у хедива Исмаила 176 602 акции Компании за 4 млн. ф.ст., в результате чего у Великобритании оказалось 44% акций.

Открытие судоходства по каналу состоялось 17 ноября 1869. На его строительство было израсходовано 29 725 тыс. ф.ст. Первоначальная глубина фарватера равнялась 7,94 м, а его ширина по дну – 21 м; позже канал углубили настолько, что по нему стали проходить суда с осадкой до 10,3 м. После национализации канала Египтом (в 1956) проводились работы по дальнейшему его совершенствованию, и в 1981 по нему стали проходить суда с осадкой до 16,1 м.

Роль канала в мировой торговле. Благодаря Суэцкому каналу длина водного пути между Западной Европой и Индией сократилась почти на 8000 км. В северном направлении по нему транспортируют в основном нефть и нефтепродукты для Западной Европы. В южном направлении перевозятся продукты промышленного производства для стран Африки и Азии.

Международное значение канала. Значение канала было признано ведущими державами мира в Константинопольской конвенции 1888, которая гарантировала пропуск по нему судов всех стран в условиях мира и войны. Турки разрешали итальянским судам проходить через канал даже во время итало-турецкой войны 1911 (в период русско-турецкой войны 1877–1878 канал был закрыт для русских судов). Серьезных проблем по этим вопросам не возникало и во время обеих мировых войн. Однако после образования государства Израиль (1948) Египет задерживал суда, направлявшиеся по каналу в Израиль или из него, и конфисковывал их грузы. В зоне канала не было военных укреплений, но британские войска находились в Египте с 1882. До национализации канала его администрация состояла в основном из англичан и французов. Затем на канале стали распоряжаться египтяне.

ПАНАМСКИЙ КАНАЛ

Шлюзовой канал, пересекающий панамский перешеек и соединяющий Атлантический и Тихий океаны. У атлантического входа в канал расположены порты Кристобаль и Колон, у тихоокеанского – Бальбоа и Панама.

Кана́л – искусственное русло , предназначенное для сокращения водных маршрутов или для перенаправления потока воды.

Первые оросительные каналы появились в конце VI тыс. до н.э. в Месопотамии. Примерно тогда же, по-видимому, начали возводить ирригационные системы и в Древнем Египте, так что к рубежу ΙΙΙ и ΙΙ тыс. в обеих странах была создана широкая сеть оросительных каналов. Не исключено, что в Древнем Египте появился и первый в мире судоходный канал, который соединил Красное море со Средиземным через один из притоков Нила. Строительство данной водной артерии было начато около 600 г. до н.э. и продолжалось до 518 г. до н.э., когда страну захватили персы.

По способу подачи воды каналы разделяются на самотёчные, в которых вода течёт под действием силы тяжести, и с механическим подъёмом воды, для чего используются насосные станции.

По своим функциям современные каналы делятся на два основных типа:

каналы, использующиеся для – доставки или отвода воды;
каналы, осуществляющие транспортные функции (например, доставки грузов или людей).

Часто каналы выполняют обе функции.

В зависимости от предназначения каналы делятся на несколько видов.

С древнейших времен важную роль в сельском хозяйстве играли мелиоративные каналы, которые, в свою очередь, делятся на оросительные и дренажные (осушительные). Первые из них доставляют воду и распределяют её на полях, поэтому чаще всего их можно встретить в пустынях и полупустынях Азии и Африки, а также на территориях, где ведётся интенсивное земледелие. Вторые, наоборот, отводят воду из заболоченной местности. Оросительные (ирригационные) каналы обычно образуют систему каналов: магистральных, распределительных, оросительных и водосбросных. В крупных ирригационных системах магистральные каналы достигают длины в несколько сотен км, например Большой Ставропольский (свыше 300 км), Большой Ферганский (около 300 км), Каракумский канал (до г. Ашхабада – 796 км).

Обводнительные каналы подают воду для сельскохозяйственных нужд (главным образом, животноводства) в безводные и засушливые районы; увеличивают сток местных небольших рек, улучшают их санитарное состояние.

Водопроводные каналы подают воду к месту её потребления, причем условия эксплуатации и санитарные требования часто вынуждают делать такие сооружения закрытыми. Их главная цель – подавать воду в безводные и засушливые районы из мест, где постоянно ощущается избыток воды.

Водопроводные, обводнительные и ирригационные каналы могут быть самотёчными и машинными.

Ещё один вид каналов – энергетические. Энергетические каналы подводят воду из реки , водохранилища , озера к гидроэлектростанции или отводят от неё отработавшую воду. Энергетические каналы характеризуются сравнительно небольшой длиной (обычно не превышающей 5–10 км) и невысокой пропускной способностью.

Судоходные каналы – пресноводные и морские – соединяют реки, озёра и моря и рассчитаны, как правило, на различные виды водного транспорта – от маленьких лодок до огромных сухогрузов. Цель создания судоходного канала – соединение бассейнов двух водоёмов , сокращение пути между двумя водоёмами, обеспечение гарантированного судоходства, решение проблемы транспортной доступности по водным путям пунктов назначения, создание экономически выгодных путей транспортировки.

Судоходные каналы (искусственные водные пути) могут соединять судоходные реки и моря (Беломорско-Балтийский канал); могут быть проведены в обход бурных участков больших открытых водоёмов, например озёр и морей (каналы Онежский, Приладожские, Белозерский, Береговой Мексиканский и др.) или в обход порожистых участков рек; могут спрямлять извилистые участки реки для сокращения длины водного пути (Хорошевский канал на р. Москве , канал на р. Дон ниже Цимлянской ГЭС и др.); могут выполнять роль судоходных подходов из моря, озера или реки к населённым пунктам, внутренним портам, промышленным предприятиям, сельскохозяйственным районам (Санкт-Петербургский и Волго-Каспийский морские каналы и др.). Обходные, спрямляющие и подходные каналы строят обычно открытыми (нешлюзованными). Почти все соединительные каналы – шлюзованные, ввиду разности уровней в соединяемых реках (морях), а также из-за необходимости уменьшения объёмов земляных работ при проведении каналов через водоразделы . Вода в судоходные каналы подается самотёком. Применяется облицовка берегов для защиты их от разрушения волнами, возникающими в результате движения судов. Самые знаменитые шлюзовые каналы – Панамский и Кильский.

Рыбоводные каналы сооружают для подачи воды на нерестилища, для пропуска рыб в обход гидротехнических сооружений , соединения с рекой отдельных изолированных водоёмов, в которых водится рыба, и т.д.

Лесосплавные каналы служат для сплава леса или плотами от мест заготовки до лесосплавной реки или лесопильного завода, для транспортирования древесины в обход гидротехнических сооружений.

Комплексные каналы строятся в целях комплексного решения нескольких хозяйственных задач. Например, Волго-Донской канал им. В.И. Ленина (с Цимлянской ГЭС) – судоходно-ирригационно-энергетический комплекс.

Главными характеристиками канала является форма и размер его живого сечения, т.е. поперечного сечения потока.

По форме живого сечения канала они подразделяются на следующие разновидности: трапецеидальные, полигональные, прямоугольные, полукруглые, параболические, очерченные более сложной кривой или составные.

В гидравлическом отношении наиболее выгодна полукруглая форма, но из-за трудности выполнения и сохранения в натуре криволинейных очертаний полукруглая и параболическая формы используются очень редко.

Прямоугольное сечение осуществляется при проведении каналов в скальных выемках, а в мягких грунтах – в особых случаях (на территории населённых пунктов, на косогорах и т. д.) путем возведения подпорных стенок.

В поперечном сечении каналы имеют прямоугольную, трапецеидальную и полигональную (многогранную) форму.

Ледяной покров снижает пропускную способность канала. Чтобы предотвратить появление в канале шуги (донного льда) принимают меры для получения поверхностного льда небольшой толщины. При неизбежном обильном количестве шуги предусматриваются сооружения для сброса её из канала, а сам канал трассируется с минимальным количеством поворотов.

Для предохранения ложа канала от разрушения течением и волнами, сокращения потерь воды на фильтрацию в грунт и уменьшения шероховатости живого сечения (для увеличения пропускной способности канала) применяются облицовки. Облицовки, служащие только для защиты откосов от размыва, выполняются в виде каменного мощения, каменной укладки и наброски, а также бетонных плит.

На всех каналах, кроме специальных сооружений, связанных с эксплуатацией канала (шлюзы на судоходных каналах, насосные станции на машинных каналах, водоспуски и др.), возводятся различные сооружения в местах пересечений канала с водотоками (трубы, дюкеры, акведуки), с путями сообщений (виадуки, туннели, мосты, трубы, паромные переправы и др.) и в местах резкого перелома рельефа местности (перепады, быстротоки).

водопроводящие сооружения;
сопрягающие сооружения;
сооружения, регулирующие общий режим канала.

В тех случаях, когда грунтовые условия не позволяют устроить надежное русло канала, или рельеф местности, где проходит участок трассы канала, слишком сложный (сильно пересечённая местность, горные склоны и т.п.) целесообразно использование лотков. Лотки также представляют собой искусственные русла, однако они располагаются на поверхности земли или же устраиваются над землёй на опорах. Могут выполняться из дерева, железобетона, металла и прочих материалов. Движение воды в лотках безнапорное. Иногда лотки сверху защищают каким-либо покрытием, что приближает их по своей сути к трубам.

Акведуки устраивают в местах пересечения каналом какого-либо препятствия: реки, оврага, дороги и т. п. Акведук, в отличие от лотка на опорах, – капитальное сооружение. В этом плане акведуки ближе к мостам, при этом непосредственно лоток может выполнять функции пролётного строения.

Трубопроводы позволяют пропустить воду канала под каким-либо препятствием, а также используются при неблагоприятных климатических условиях на отдельных участках прохождения канала. Трубопроводы могут располагаться как под землей, так и быть открытого типа с возможностью непосредственного доступа. Режим движения воды в трубопроводах обычно напорный.

Если необходимо пропустить под каналом какой-либо водоток , возможно устройство водопропускных труб. Конструкция и расчёты подобных труб аналогичны трубам, применяемым при пересечении водотоков насыпями автомобильных и железных дорог.

При большом уклоне местности скорости воды в канале могут достичь недопустимых значений. В связи с этим приходится устраивать участки каналов с разницей по высоте. Для соединения таких участков применяются сопрягающие сооружения, к которым в общем случае относятся быстротоки и перепады.

В перепадах вода часть пути движется по сооружению, а часть пути падает. В ступенчатых перепадах энергия падающей воды гасится специальными устройствами. В консольных перепадах падающая вода образует в месте падения воронку, которая постепенно достигает такой глубины, что размыв прекращается и энергия падения полностью гасится.

Быстротоки представляют собой лотки с большими уклонами, в которых вода движется со скоростью, большей критической. Скорость, однако, не должна достигать значений, допускаемых для материала дна и стенок. Для снижения скорости возможно применение повышенной шероховатости лотка в виде разнообразных выступов, ступеней и порогов. В конце быстротока устраиваются водобойные колодцы для гашения скорости.