ГИДРОТЕ́ХНИКА

ГИДРОТЕ́ХНИКА (от гид­ро… и тех­ни­ка), об­ласть нау­ки и тех­ни­ки, ре­шаю­щая за­да­чи тех­нич. обес­пе­че­ния разл. от­рас­лей вод­но­го хо­зяй­ст­ва. Инж. со­ору­же­ния, по­сред­ст­вом ко­то­рых осу­ще­ст­в­ля­ют­ся те или иные во­до­хо­зяй­ств. ме­ро­прия­тия, на­зы­ва­ют­ся гид­ро­тех­ни­че­ски­ми со­ору­же­ния­ми. В за­ви­си­мо­сти от об­слу­жи­вае­мой от­рас­ли вод­но­го хо­зяй­ст­ва Г. име­ет сле­дую­щие осн. на­прав­ле­ния: ис­поль­зо­ва­ние энер­гии реч­ных и при­бреж­ных мор­ских вод для про­из-ва элек­тро­энер­гии (см. Гид­ро­энер­ге­ти­ка); обес­пе­че­ние су­до­ход­ст­ва и спла­ва по вод­ным пу­тям; оро­ше­ние (ир­ри­га­ция) с.-х. зе­мель и об­вод­не­ние за­суш­ливых тер­ри­то­рий, а так­же от­вод во­ды с пе­ре­ув­лаж­нён­ных зе­мель (осу­ше­ние); во­до­снаб­же­ние на­се­лён­ных мест, пром., транс­порт­ных и др. пред­при­ятий; во­до­от­ве­де­ние (ка­на­ли­за­ция), т. е. уда­ле­ние от­ра­бо­тав­ших (сточ­ных) вод (с их очи­ст­кой или без неё); обес­пе­че­ние не­об­хо­ди­мых ус­ло­вий для ис­поль­зо­ва­ния био­ло­гич. и ми­нер. ре­сур­сов вод­ных объ­ек­тов (про­пуск ры­бы че­рез гид­ро­тех­нич. со­ору­же­ния, соз­да­ние во­до­ёмов для раз­ве­де­ния ры­бы, мор. жи­вот­ных, во­до­рос­лей, до­бы­ча ру­ды, со­лей и др.); соз­да­ние во­до­ёмов в це­лях рек­реа­ции (при бла­го­ус­т­рой­ст­ве на­се­лён­ных мест); ох­ра­на вод­ных ре­сур­сов от за­гряз­не­ния и ис­то­ще­ния с по­мо­щью инж. ме­ро­прия­тий; за­щи­та на­се­лён­ных пунк­тов, пром. объ­ек­тов, ли­ний транс­пор­та, свя­зи и пр. от раз­ру­шит. воз­дей­ст­вия вод­ной сти­хии (на­вод­не­ний, се­ле­вых по­то­ков, раз­ру­ше­ния бе­ре­гов и др.). Та­кое де­ле­ние Г. яв­ля­ет­ся в из­вест­ной ме­ре услов­ным, т. к. в боль­шин­ст­ве слу­ча­ев ис­поль­зо­вание вод но­сит ком­плекс­ный ха­рак­тер, т. е. од­но­вре­мен­но ре­ша­ет­ся неск. во­до­хо­зяй­ств. за­дач (напр., гид­ро­узел мо­жет вы­пол­нять од­но­вре­мен­но энер­ге­тич., транс­порт­ные, во­до­за­бор­ные и др. функ­ции).

Яв­ля­ясь при­клад­ной нау­кой, Г. опи­ра­ет­ся на ряд др. на­ук – гид­ро­ло­гию, гид­ро­ме­ха­ни­ку, гид­рав­ли­ку, инж. гео­ло­гию, ме­ха­ни­ку грун­тов, стро­ит. ме­ха­ни­ку, тео­рию уп­ру­го­сти и др. К важ­ней­шим за­да­чам Г. как нау­ки от­но­сят­ся: изу­че­ние воз­дей­ст­вий вод­ных по­то­ков на рус­ла и гид­ро­тех­нич. со­ору­же­ния, раз­ра­бот­ка ме­то­дов ре­гу­ли­ро­ва­ния реч­но­го сто­ка, ис­сле­до­ва­ние фильт­ра­ции во­ды че­рез грун­ты ос­но­ва­ний и со­ору­же­ния, раз­ра­бот­ка тео­рии ус­той­чи­во­сти гид­ро­тех­нич. со­ору­же­ний и их ос­но­ва­ний, проч­но­сти и на­дёж­но­сти кон­ст­рук­ций и др. Кро­ме про­ве­де­ния тео­ре­тич. ис­сле­до­ва­ний, мн. во­про­сы Г. ре­ша­ют­ся экс­пе­рим. пу­тём, по­сред­ст­вом ла­бо­ра­тор­но­го мо­де­ли­ро­ва­ния и с по­мо­щью на­тур­ных ис­сле­до­ва­ний (напр., гид­рав­лич. ре­жи­ма со­ору­же­ний, про­цес­сов фор­ми­ро­ва­ния реч­ных ру­сел, ле­до­вых яв­ле­ний и пр.). На ос­но­ве изу­че­ния тео­ре­тич. про­блем Г. раз­ра­ба­ты­ва­ет ме­то­ды рас­чё­та и кон­ст­руи­ро­ва­ния гид­ро­тех­нич. со­ору­же­ний, спо­со­бы их воз­ве­де­ния и экс­плуа­та­ции.

Оросительный канал в долине Нила (Египет).

Г. воз­ник­ла с пе­ре­хо­дом че­ло­ве­ка к осед­ло­му об­ра­зу жиз­ни, т. к. зем­ле­де­лие в рай­онах Сре­ди­зем­но­мо­рья, Ки­тая, Ин­дии, Егип­та, Ме­со­по­та­мии и др. бы­ло не­воз­мож­но без пе­ре­рас­пре­де­ле­ния во вре­ме­ни не­рав­но­мер­но­го се­зон­но­го сто­ка рек. Ещё за 4400 лет до н. э. в Егип­те строи­лись ка­на­лы для оро­ше­ния зе­мель в до­ли­не р. Нил; при­мер­но за 4 тыс. лет до н. э. в Егип­те бы­ла со­ору­же­на древ­ней­шая ка­мен­ная пло­ти­на (у Ко­шейш), а зем­ля­ные пло­ти­ны строи­лись, по-ви­ди­мо­му, и рань­ше; на Ближ­нем и Сред­нем Во­сто­ке (в Ме­со­по­та­мии, Ира­не, Егип­те) за 4–3 тыс. лет до н. э. су­ще­ст­во­ва­ли го­ро­да с во­до­про­во­да­ми и ар­те­зи­ан­ски­ми ко­лод­ца­ми; в сер. 3-го тыс. до н. э. в Ки­тае вы­пол­ня­лись мас­штаб­ные ру­сло­вы­пра­ви­тель­ные ра­бо­ты и строи­лись оро­сит. сис­те­мы; ок. 2 тыс. лет до н. э. на тер­ри­то­рии совр. Ни­дер­лан­дов строи­лись дам­бы для за­щи­ты низ­мен­ных мест от за­то­п­ле­ния, а в Древ­ней Гру­зии и Ар­ме­нии – ка­на­лы. На тер­ри­то­рии совр. Йе­ме­на в 7 в. до н. э. был по­стро­ен ир­ри­га­ци­он­ный Ма­риб­ский гид­ро­узел, про­су­ще­ст­во­вав­ший 1300 лет. В со­став гид­ро­уз­ла пос­ле ре­кон­струк­ции во 2 в. до н. э. вхо­ди­ли зем­ля­ная пло­ти­на (выс. до 18 м, дли­на 750 м), во­до­хра­ни­ли­ще, два ир­ри­гац. во­до­вы­пус­ка к ма­ги­ст­раль­ным ка­на­лам. Имел­ся об­щий ка­та­ст­ро­фич. во­до­сброс ав­то­ма­тич. дей­ст­вия и ре­гу­ли­руе­мые ка­мен­ны­ми бал­ка­ми (шан­до­ра­ми) во­до­сброс­ные от­вер­стия. В пе­ри­од рас­цве­та Древ­ней Гре­ции и Ри­ма Г. по­лу­чи­ла боль­шое раз­ви­тие: по­строе­ны во­до­про­вод Ап­пия и ка­на­ли­за­ция в Ри­ме, бы­ли по­пыт­ки осу­ше­ния Пон­тий­ских бо­лот. За 400–500 лет до н. э. на о. Са­мос су­ще­ст­во­вал мор. порт с мо­ла­ми; при­мер­но к то­му же пе­рио­ду от­но­сят­ся пер­вые су­до­ход­ные со­ору­же­ния (напр., ка­нал от Ни­ла к Крас­ному мо­рю).

Приплотинная ГЭС.

В сред­ние ве­ка гид­ро­тех­нич. строи­тель­ст­во при­ос­та­но­ви­лось, за ис­клю­че­ни­ем ра­бот по со­ору­же­нию гор. во­до­про­во­дов и вы­прям­ле­нию ру­сел рек. Лишь в эпо­ху Воз­ро­ж­де­ния, с раз­ви­ти­ем тор­гов­ли и ре­мё­сел, стро­ят­ся су­до-ход­ные ка­на­лы, шлю­зы, по­лу­ча­ют рас­про­стра­не­ние си­ло­вые гид­ро­ус­та­нов­ки, по­яв­ля­ют­ся тео­ре­тич. ра­бо­ты Ле­о­нар­до да Вин­чи. В 17–18 вв. воз­ник­но­ве­ние ма­ну­фак­тур, рас­ши­ре­ние тор­гов­ли и рост го­ро­дов по­влек­ли за со­бой но­вый подъ­ём гид­ро­тех­нич. строи­тель­ст­ва. Ра­бо­ты Г. Га­ли­лея, Б. Пас­ка­ля, И. Нью­то­на, М. В. Ло­мо­но­со­ва, Д. Бер­нул­ли зна­чи­тель­но под­ня­ли тео­ре­тич. ба­зу Г., что по­зво­ли­ло пе­рей­ти к строи­тель­ст­ву бо­лее слож­ных гид­ро­тех­нич. со­ору­же­ний.

В Рос­сии Г. дос­тиг­ла подъ­ё­ма в 17–18 вв., в этот пе­ри­од бы­ло соз­да­но бо­лее 200 за­во­дских пло­тин и гид­ро­ус­та­но­вок на Ура­ле, Ал­тае и в др. мес­тах (вы­де­ля­ют­ся Змеи­но­гор­ская зем­ля­ная пло­ти­на выс. 18 м и гид­ро­си­ло­вая ус­та­нов­ка, по­стро­ен­ная в 1780-х гг. К. Д. Фро­ло­вым); со­ору­же­ны но­вые вод­ные пу­ти – Выш­не­во­лоц­кая, Ма­ри­ин­ская и Тих­вин­ская (со­еди­нив­шие Вол­гу с Бал­тий­ским м.), Се­ве­ро-Двин­ская и др. сис­те­мы.

В 18 и нач. 19 вв. су­ще­ст­вен­но воз­рос­ло зна­че­ние вод­ных пу­тей, бы­ло по­строе­но мно­го су­до­ход­ных ка­на­лов во Фран­ции, Анг­лии и др. стра­нах, раз­ви­ва­лось пор­то­вое строи­тель­ст­во (лон­донские и ли­вер­пуль­ские до­ки, вол­но­ло­мы в Шер­бу­ре, Ге­нуе и др.). Во 2-й пол. 19 в. в свя­зи с рос­том пром-сти, с. х-ва и раз­ви­ти­ем круп­ных го­ро­дов, ну­ж­дав­ших­ся в во­до­снаб­же­нии, на­блю­да­ет­ся но­вый подъ­ём гид­ро­тех­нич. строи­тель­ст­ва: ре­кон­ст­руи­ру­ют­ся ста­рые и стро­ят­ся но­вые вод­ные пу­ти, осу­ще­ст­в­ля­ют­ся в боль­ших мас­шта­бах ир­ри­гац. и осу­шит. ра­бо­ты, по­яв­ля­ют­ся гид­ро­элек­трич. ус­та­нов­ки совр. ти­па. Все­му это­му спо­соб­ст­ву­ет об­щий про­гресс тех­ни­ки: раз­ви­тие ма­ши­но­строе­ния, пе­ре­да­ча элек­трич. энер­гии на боль­шие рас­стоя­ния, при­ме­не­ние бе­то­на и же­ле­зо­бе­то­на, ме­ха­ни­за­ция строи­тель­ст­ва и пр.

Зна­чит. дос­ти­же­ние ми­ро­вой Г. – соз­да­ние ка­на­лов для про­пус­ка мор. су­дов: Су­эц­ко­го ме­ж­ду Сре­ди­зем­ным и Крас­ным мо­ря­ми (1869, дли­на 160 км) и Па­нам­ско­го, со­еди­нив­ше­го Ти­хий и Ат­лан­ти­че­ский океа­ны (1920, дли­на 81 км). Для Рос­сии боль­шое во­до­хо­зяйств. и транс­порт­ное зна­че­ние име­ют ка­на­лы им. Мо­ск­вы, Бе­ло­мор­ско-Бал­тий­ский, Вол­го-Дон­ской, Ир­тыш – Ка­ра­ган­да.

Зна­чит. вклад в раз­ви­тие нау­ки и прак­ти­ки Г. вне­сли за­ру­беж­ные и рос. учё­ные. Фун­дам. ис­сле­до­ва­ния К. Тер­ца­ги (в об­лас­ти ме­ха­ни­ки грун­тов), Н. Е. Жу­ков­ско­го и С. А. Ча­п­лы­ги­на (в об­лас­ти гид­ро­ме­ха­ни­ки и гид­рав­ли­ки), Н. Н. Пав­лов­ско­го, М. Д. Чер­то­усо­ва (гид­рав­ли­ка со­ору­же­ний и от­кры­тых ру­сел), И. И. Ле­ви, М. А. Ве­ли­ка­но­ва (тео­рия дви­же­ния на­но­сов) и др. спо­соб­ст­во­ва­ли со­вер­шен­ст­во­ва­нию гид­ро­тех­нич. строи­тель­ст­ва. В об­лас­ти тео­рии гид­ротех­нич. со­ору­же­ний и их ос­но­ва­ний зна­чи­тель­ны ра­бо­ты Н. М. Гер­се­ва­но­ва, Н. П. Пу­зы­рев­ско­го, Г. Н. Мас­ло­ва, А. А. Ни­чи­по­ро­ви­ча и др. Из­вест­ные отеч. строи­те­ли-гид­ро­тех­ни­ки – ру­ко­води­те­ли круп­ных кол­лек­ти­вов: И. Г. Алек­сан­д­ров, Б. Е. Ве­де­не­ев, А. В. Вин­тер, Г. О. Граф­тио, С. Я. Жук, В. Д. Жу­рин, Н. В. Ра­зин, И. И. Кан­да­лов, И. В. Ком­зин, А. Е. Боч­кин и др. Сре­ди ин­же­не­ров-про­ек­ти­ров­щи­ков из­вест­ны име­на Н. А. Ма­лы­ше­ва, Г. К. Су­ха­но­ва, С. А. Бо­ров­ца, П. П. Ли­ст­ро­во­го, А. В. Ми­хай­ло­ва и др.