ГИДРОТЕХНИКА

ГИДРОТЕХНИКА (от
гидро... и техника), отрасль науки и техники, занимающаяся
изучением водных ресурсов, их использованием для различных хоз. целей и
борьбой с вредным действием вод при помощи инж. сооружений (см. Гидротехнические
сооружения). Г. имеет след, осн. направления (в зависимости от обслуживаемой
отрасли водного х-ва): использование водной энергии (см. Гидроэнергетика);
обеспечение судоходства и лесосплава по водным путям; орошение,
обводнение и осушение сельскохоз. земель; водоснабжение населения,
трансп. и пром. предприятий; отведение с благоустроенных терр. избыточных,
сточных и загрязнённых вод; обеспечение необходимых условий для рыбного
х-ва (пропуск рыбы через гидротехнич. сооружения, создание водоёмов для
нереста рыбы, её искусств, разведения и др.); защита населённых пунктов,
пром. объектов, линий транспорта, связи, различных сооружений от вредного
действия водной стихии. Такое деление Г. является в известной мере условным,
т. к. в большинстве случаев использование вод носит комплексный характер,
т. е. одновременно решается несколько водохоз. задач. Примерами многостороннего
использования водных ресурсов могут служить, напр., канал им. Москвы, Волго-Донской
комплекс, гидроузлы на pp. Волга, Днепр, Дон, Енисей и др.

Являясь
прикладной наукой, Г. опирается на ряд др. наук о воде - гидрологию, гидромеханику,
гидравлику и ряд науч. дисциплин инж.-строит, цикла - инж. геологию, механику
грунтов, строит, механику, теорию упругости, строит, конструкции, технологию
строит, произ-ва и др. К важнейшим задачам Г. как науки относятся: изучение
воздействий водных потоков на русла и гидротехнич. сооружения, способов
защиты прибрежных терр. от вредного воздействия водных потоков, разработка
методов регулирования речного стока, исследование фильтрации воды через
грунты оснований и сооружения (в особенности - земляные); разработка теории
устойчивости гидротехнич. сооружений и их оснований, прочности и надёжности
гидротехнич. конструкций, долговечности материалов для возведения сооружений
и др. На основе изучения тео-ретич. проблем Г. разрабатывает методы расчёта
и конструирования гидротехнич. сооружений, способы их возведения и эксплуатации.

Кроме
проведения теоретич. исследований, многие вопросы Г. решаются экспериментальным
путём, посредством лабораторного моделирования и с помощью натурных исследований
(напр., гидравлич. режима сооружении, напряженного состояния и деформаций
элементов и конструкций сооружений, процессов формирования речных русел,
ледовых явлений и пр.).

Г.-
одна из древнейших отраслей науки и техники. 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; в Вавилоне
за 4-3 тыс. лет до н. э. существовали города с водопроводами и артезианскими
колодцами; известны гидротехнич. сооружения Др. Хорезма (8-6 вв. до н.
э.). В период расцвета Греции и Рима Г. получила большое развитие: построен
водопровод Аппия. осуществлена канализация в Риме, были попытки осушения
Понтийских болот. Ок. 2 тыс. лет до н. э. на территории совр. Нидерландов
строились дамбы для защиты низменных мест от затопления, а в Др. Грузии
и Армении - каналы. За 400-500 лет до н. э. в Самосе существовал морской
порт с молами; примерно к тому же периоду относятся первые судоходные сооружения
(напр., канал от Нила к Красному м.).

В
период феод, раздробленности в зап.-европ. странах гидротехнич. стр-во
свелось к малым сооружениям - устройству водяных мельниц, водоснабжению
городов, замков и т. п. С развитием торговли и ремёсел в 13-14 вв. появляются
более совершенные водяные установки, строятся судоходные шлюзы и др. сооружения
на водных путях и в портах, проводятся осушит, и оросит, работы. В 17-18
вв. появление мануфактур, расширение торговли и рост городов повлекли за
собой новый подъём гидротехнич. стр-ва. Работы Г. Галилея, Б.Паскаля, И.
Ньютона, М.В. Ломоносова, Д. Бернулли значительно подняли теоретич. базу
Г., что позволило перейти к стр-ву более сложных гидротехнич. сооружений.
В 18 и нач. 19 вв. существенно возросло значение водных путей, было построено
много судоходных каналов во Франции, Англии и др. странах, развивалось
портовое стр-во (лондонские и ливерпульские доки, волноломы в Шербуре п
Генуе н др.).

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
Зменногорская земляная плотина вые. 18 м и гидросиловая установка,
построенная в 80-х гг. 18 в. "К. Д. Фроловым)', построены новые
водные пути - Вышневолоцкая, Мариинская и Тихвинская (соединившие Волгу
с Балтийским м.), Северо-Двинская и др. системы.

В
нач. 19 в. изобретение паровой машины и появление жел. дорог в зап.-европ.
странах ослабили интерес к гндравлич. установкам н водному транспорту.
Лишь 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 гидротехннч.
стр-ва: 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 стр-ва и пр.

В
России в кон. 19 - нач. 20 вв. эко-номич. развитие страны вызвало нек-рое
оживление гидротехнич. стр-ва, гл. обр. в области водного транспорта, орошения
и осушения земель, водоснабжения; однако водная энергия рек практически
не использовалась. Хотя гидротехнич. стр-во в России было ограниченным,
гидротехнич. наука находилась на достаточно высоком уровне и развивалась,
опережая практику (труды Н. Е. Жуковского, С. А. Чаплыгина, Д. К. Бобылёва
в области гидромеханики и гидравлики; Н. С. Лелявско-го, В. М. Лохтина
и др. по гидрологии и регулированию рек; И. И. Жилинского, В. Е. Тимонова,
Ф. Г. Зброжека, Н. П. Пузыревского, Б. Н. Кандибы и др. в области водных
путей, водоснабжения, ирригации).

Огромное
развитие Г. получила после Великой Окт. социалистич. революции. Крупное
гидротехнич. стр-во потребовало разработки новых, не применявшихся ранее
в России, типов гидротехнич. сооружений,а также решения проблем,вытекавших
из особенностей природных условий СССР. Так, напр., была успешно решена
задача возведения плотин на глинистых и песчаных основаниях, характерных
для равнинных рек страны (Свирская, Рыбинская, Цимлянская и др. плотины);
разработаны новые типы земляных, облегчённых бетонных и железобетонных
плотин, созданы новые конструкции судоходных шлюзов, водозаборных, регуляционных
и портовых сооружений, усовершенствованы способы произ-ва работ, внедрены
новые эффективные методы возведения плотин и гидроузлов (напр., без предварит,
осушения места постройки, отсыпкой грунта в текущую воду и др.).

Совершенствование
гидротехнич. стр-ва осуществлялось на основе использования результатов
науч. исследований. Особое развитие получили н.-и. работы в области гидравлики
сооружений и открытых русел (акад. Н. Н. Павловский, профессора М. Д. Чертоусов,
А. Н. Ахутин и др.), теории движения наносов и эрозии русел (чл.-корр.
АН СССР М. А. Великанов, профессора В. Н. Гончаров, И. И. Леви, С. Т. Алтунин
и др.), теории фильтрации в гидротехнич. сооружениях (академики Н. Н. Павловский,
П. Я. Кочина, профессора Е. А. Замарин, Ф. Б. Нельсон-Скорняков и др.).
В области теории гидротехнич. сооружений и их оснований значительны работы
акад. Б. Г. Галёркина, чл.-корр. АН СССР Н. М.Герсеванова, В.А.Флорина,
профессоров Н. П. Пузыревского, В. П. Скрыль-никова, Г. Н. Маслова и др.
В развитии сов. Г. большие заслуги принадлежат выдающимся учёным и инженерам
- руководителям крупных коллективов гидротехников - академикам Б. Е. Веденееву,
А. В. Винтеру, Г. О. Графтио, И. Г. Александрову, С. Я. Жуку, профессорам
В. Д. Журину, И. И. Кандалову и др.

В
СССР науч. исследования в области Г. проводит ряд н.-и. и проектных ин-тов:
Всесоюзный н.-и. ин-т гидротехники им. Б. Е. Веденеева (ВНИИГ), Гидропроект
им. С. Я. Жука, Всесоюзный н.-и. ин-т гидротехники и мелиорации им. А.
Н. Костякова (ВНИИГиМ), Всесоюзный н.-и. ин-т водоснабжения, канализации,
гидротехнических сооружений и инж. гидрогеологии (ВНИИВОДГЕО) и др., а
также вузы - Моск. инж.-строит. ин-т им. В. В. Куйбышева, Ле-нингр. политехнич.
ин-т им. М. И. Калинина и др. За рубежом наиболее известными являются:
Экспериментальный ин-т моделей и сооружений в Бергамо (Италия), Гидравлич.
лаборатория в Гренобле (Франция), Лаборатория по исследованию плотин при
Бюро мелиорации (США), Лаборатория Калифорнийского ун-та (США), Технич.
лаборатория Центр, н.-и. ин-та энергетич. пром-сти (Япония) и др.

Подготовка
инженеров-гидротехников в СССР осуществляется на соответствующих ф-тах
Моск. инж.-строит, ин-та им. В. В. Куйбышева, Ленингр. политехнич. ин-та
им. М. И. Калинина, Моск. гидромелиоративного ин-та и др., в к-рых осн.
профилирующие кафедры возглавляют видные учёные - профессора М. М. Гришин,
А. В. Михайлов, П. Д. Глебов, Б. Д. Качановский, А. Л. Можевитинов, С.
Ф. Аверьянов и др.

Сов.
школа Г. получила всемирное признание и по праву считается ведущей в стр-ве
крупных гидротехнич. сооружений на мягких грунтах, уникальных сооружений
на скальных и вечномёрзлых грунтах, высоконапорных гидротехнич. сооружений
из бетона и местных материалов, в создании больших искусств, водохранилищ
и оросит, систем, глубоководных транспортных путей значит, протяжённости.

Степень
использования водных ресурсов в СССР непрерывно возрастает, что приводит
к расширению областей применения Г. Перспективы развития Г. в Советском
Союзе связаны с намечаемым значительным увеличением выработки электроэнергии
всеми гидроэлектростанциями страны. Предусматривается дальнейшее освоение
рек Сибири, Ср. Азии, Д. Востока, будут завершены каскады гидроузлов на
Волге, Каме, Днепре, значительное развитие получат орошение, обводнение
и осушение. Будут завершены строящиеся и сооружены новые каналы в целях
водообеспечения пром-сти (Днепр-Кривой Рог, Днепр - Донбасс, Иртыш-Караганда
и др.). Намечается выполнить большие объёмы работ по реконструкции и расширению
внутр. водных путей Единой глубоководной системы Европ. части СССР. Решение
вопросов Г. потребует проведения дальнейших науч. исследований, разработки
новых экономичных конструкций высоконапорных плотин, гидротехнич. сооружений
облегчённого типа, каналов и туннелей большого сечения, эффективных способов
их стр-ва, особенно в р-нах сурового климата и повышенной, сейсмичности.

Илл.
см. на вклейке, табл. XIX, XX (стр. 512-513).

Лит.: Берг
В. А., Основы гидротехники, Л., 1963; Денисов И. П., Основы использования
водной энергии, [2 изд.], М. -Л., 1964; Грацианский М. Н., Инженерная мелиорация,
М., 1965; Порты и портовые сооружения, ч. 1 - 2, М., 1964 - 1967; Введение
в гидротехнику, под ред. Н. Н. Джунковского, М., 1955; Михайлов А. В.,
Судоходные шлюзы, М., 1966; Гришин М. М., Гидротехнические сооружения,
М., 1968; Волков И. М., Кононенко П. Ф., Федичкин И. К., Гидротехнические
сооружения. М., 1968. В. Н. Поспелов.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я