Канальный пруд (от impound), [1] досягаемость или уровень (американское употребление) — это участок ровной воды, запруженной между двумя шлюзами . Канальные пруды могут различаться по длине от несуществующих, где два или более непосредственно соседних шлюза образуют шлюзовую лестницу , до многих километров/миль.
Самый длинный канальный шлюз в Соединенном Королевстве находится между шлюзом остановки на канале Трент и Мерси в Престон-Брук (шлюз остановки Даттон № 76) и началом канала Лидс и Ливерпуль около Ли (нижний шлюз Пулсток № 2), расстояние 39,5 миль (63,6 км). Еще один длинный шлюз находится на канале Кеннет и Эйвон между нижним шлюзом Вуттон-Ривер и верхним шлюзом Каен-Хилл. Самый длинный уровень на канале Эри в Нью-Йорке был 60-мильным уровнем (фактически 64,2 мили (103,3 км)) между Генриеттой и Локпортом.
Pounds появились с развитием фунтовых замков, которые заменили более ранние флеш-замки . Ключевой особенностью фунтовых замков было то, что промежуточный уровень между замками оставался в значительной степени постоянным, в отличие от переменных уровней, создаваемых открытием флеш-замков.
На некоторых американских каналах некоторые шлюзы получили прозвища из-за расстояния между шлюзами, например, «Уровень восьми миль» на канале Чесапик и Огайо находился между шлюзом Райли (шлюз 24) и паромом Эдвардса (шлюз 25), на расстоянии около 8 миль (13 км).
Сделать канал, который не будет пропускать воду, нелегко. Гравийная почва или легкая почва будут пропускать воду в течение нескольких лет, пока не осядут и не затвердеют. Для выстилания канала использовались лужи или глина, но это не было надежной защитой. [2] Канал Юнион и канал Скулкилл , где призма канала (форма канала, как видно на поперечном сечении [3] ) была пробита через известняк, протекали так сильно, что пришлось выложить канал древесиной. [2] Канал Чесапик и Огайо часто обрушивался из-за известняковых воронок около Шепердстауна, около двух шлюзов выше плотины № 4, вокруг четырех шлюзов, Большого бассейна и холма Раундтоп около плотины № 6, что требовало дорогостоящего ремонта. [4] Через несколько лет ложе канала осядет и затвердеет, и необходимость в лужении отпадет. [5]
Одной из главных проблем инженера было водоснабжение канала. Насосы значительно увеличили бы эксплуатационные расходы, особенно на уровне вершины, поэтому предпочтительнее использовать воду, подаваемую самотеком. Питающие каналы могли бы быть длиной от 20 миль (30 км) до 30 миль (50 км), если это необходимо. [6] Русло канала должно было бы иметь уклон, чтобы вода не текла слишком быстро вниз по каналу и не мешала движению лодок вверх по течению. [6]
Реки часто перекрывались плотинами, чтобы поднять уровень воды и наполнить канал; например, на канале Чесапик и Огайо было построено семь плотин для подачи воды. [7]
Если плотина не была построена, воду часто приходилось откачивать. Chesapeake and Ohio установили паровой насос около South Branch, около мили 174, который имел производительность около 25 куб. футов/с (0,71 м3 / с), поскольку воды из плотины № 8 было недостаточно. [8] [9] Эта проблема особенно остра на вершинных прудах (см. ниже).
На канале округа Делавэр река Делавэр была вынуждена сама закачивать воду в канал, используя нижнее водяное колесо, соединенное с другим колесом, к которому были прикреплены ведра, тем самым поднимая речную воду в канал. [10]
Там, где зимой образовывался лед, призма канала обычно закрывалась и осушалась. В это время выкапывались песчаные отмели, устанавливались шлюзы и другие сооружения. [11] Исключениями из этого правила были военные нужды, например, Чесапикский и Огайский канал оставались открытыми зимой 1861–1862 годов из-за Гражданской войны в США. [12]
На американских каналах часто был человек, которого называли «ходок по уровню» (каналы Чесапик и Огайо), «береговой сторож» (канал Эри), обходчик бечевника [13] или инспектор, чья работа заключалась в том, чтобы ходить по уровню с лопатой, проверять наличие утечек и устранять мелкие, прежде чем утечка могла нанести серьезный ущерб, и вызывать бригаду рабочих участка в случае серьезных утечек. Его обходы составляли около 20-24 миль в день. [14] Ондатры вызывали утечки, роя норы в канале, а также конкуренты, такие как почтовые кареты или возницы, которые саботировали канал, выкапывая ямы в берегу. [15] Другие обязанности включали проверку ворот водосливной плотины, чтобы убедиться, что они выпускают правильное количество воды, проверку акведуков на предмет повреждений, а также вызовы ночью для поиска пропавших без вести людей, предположительно утонувших в канале. [13]
Если обнаруживалась прорыв или течь, а обходчик уровня не мог устранить ее самостоятельно, он отправлял сообщение начальнику участка или в штаб, и бригада участка с ремонтной шаландой прибывала. Эти лодки перевозили глиняную солому, дубы, веревки, деревянные доски и инструменты (кирки и лопаты). [16] Для водопропускных труб и шлюзов ряд тяжелых досок, скрепленных язычком и пазом, прокладывался поперек канала (похоже на коффердам) выше и ниже прорыва, и они разбухали при намокании. [16] После того, как вода вытекала через прорыв, его ремонтировали. Если прорыв был на берегу или берме канала, бригада вбивала два ряда кольев, примерно в футе друг от друга, поперек прорыва, затем вплетала между ними веревку. В нее клали солому, и это замедляло или останавливало поток воды. Затем вбивали ряд досок, чтобы остановить поток, а затем прорыв заполняли землей и камнями. [16]
Роющие животные, такие как ондатры , могли вызывать утечки, роя норы. Утечки в каналах Индианы были из-за роющих раков . [17] Компании каналов часто объявляли о вознаграждении за ондатр, например, канал Миддлсекс. [17]
Фунты можно описывать по-разному в зависимости от их положения;
Вершинный пруд формируется на вершине канала, и там, где все определяющие шлюзы спускаются с пруда. Вершинные пруды особенно важны при проектировании канала, так как каждое судно, входящее или выходящее из пруда, вызывает потерю воды. Поэтому для вершинных прудов требуется независимая форма водоснабжения, которая может принимать форму плотин на соседних реках , водохранилищ или насосных станций . Общепринятой практикой при проектировании канала было делать вершинные пруды настолько большими, насколько это практически возможно, чтобы потеря шлюза не привела к слишком значительному снижению уровня воды.
Канал Рочдейл является хорошим примером канала с относительно коротким шлюзом, что требует ограничений на работу шлюзов в определенное время. Длина канала, который является одним из трех, пересекающих Пеннинские горы , составляет 32 мили (51 км), но шлюз длиной всего 0,8 мили (1,3 км). На севере и востоке 36 шлюзов спускаются к мосту Соуэрби, а на юге и западе еще 56 шлюзов спускаются к перекрестку Каслфилд на окраине Манчестера . Шлюз находится на высоте 600 футов (183 м) над уровнем моря и является одним из самых высоких шлюзов в Британии. [18] Чтобы поддерживать его в воде, компания построила в общей сложности восемь водохранилищ около шлюза. Водохранилище Холлингворта находилось на уровне ниже вершины, поэтому был установлен паровой двигатель, чтобы перекачивать воду в 4-мильный (6,4 км) питатель, который доставлял ее к шлюзу. Одной из причин нынешних ограничений на движение лодок через вершину является то, что права на воду и связанные с ними работы были проданы различным местным органам власти в 1923 году в соответствии с положениями Закона о воде корпораций Олдхэма и Рочдейла, поскольку последующее увеличение количества отдыхающих не ожидалось. [19] Первым каналом, построенным с прудом на вершине в Соединенном Королевстве, был канал Ньюри , завершенный в 1741 году, [20] который связал Ньюри с Лох-Ней . Пруд на вершине был длиной 5,2 мили (8,4 км) между Пойнтц-Пасс и Террихуганом, но его водоснабжение было причиной проблем на протяжении многих лет. [21]
Канал Union Canal в Пенсильвании также пострадал на своем верхнем уровне из-за нехватки воды. Чтобы исправить это, инженерам пришлось построить три большие плотины через ручей Swartara, плотину длиной в милю через Cattail Creek, а затем вода поступала в электростанцию, где ее перекачивали (используя водяные колеса и дополнительные паровые насосы, если это было необходимо) на высоту 95 футов, после чего она текла 4 мили через акведук. [22]
Канал Морриса в Нью-Джерси использовал озеро Хопатконг для питания своего верхнего пруда через питающий канал. Озеро было достаточно большим, чтобы транспорт мог входить в озеро из канала. Шлюз 1E находился к востоку от верхнего пруда, а шлюз 1W — к западу от верхнего пруда. Панамский канал также использует озеро (озеро Гатун) в качестве верхнего пруда.
Обратной стороной пикового пруда является пруд-отстойник. В отличие от пикового пруда, пруд-отстойник — это точка, где каждая лодка, входящая или выходящая из пруда, вызывает добавление воды. Самый длинный — пруд Фенни-Стратфорд длиной 11,6 миль (18,7 км) на Гранд-Юнион-канале , между шлюзом Косгроув, который начинает подъем к вершине Браунстона на севере, и шлюзом Фенни-Стратфорд, который начинает подъем к вершине Булборна на юге. [23] Каждому пруду-отстойнику нужно где-то сбрасывать излишки воды, и в этом случае большой виадук и акведук непосредственно к югу от шлюза Косгроув переносят канал через реку Грейт-Уз , которая выполняет эту функцию. [24]
Шлюзовой пруд находится между двумя шлюзами, которые находятся на небольшом расстоянии друг от друга. Уровень воды в пруду может колебаться по мере использования шлюзов. Лодки, входящие в пруд с нижнего уровня, забирают из пруда часть воды, а те, которые используют верхний шлюз, добавляют часть воды. Поскольку максимальный уровень в пруду обычно контролируется водосливом на нижнем шлюзе, часть воды из верхнего шлюза может быть потеряна через него, и если нижний шлюз имеет более глубокий перепад, происходит чистая потеря уровня, когда лодка проходит через пруд.
Боковой шлюз — это особый тип чрезвычайно короткого шлюзового шлюза, который расширяется вбок, чтобы компенсировать короткое расстояние между шлюзами и избежать чрезмерных колебаний уровня. Примером этого являются шлюзы Кан-Хилл на канале Кеннет и Эйвон . Подъем на холм, ведущий к Девайзесу, требует 29 шлюзов. Первые семь и последние шесть имеют обычные шлюзы, но средние шестнадцать имеют большие боковые шлюзы, что позволяет всем 16 уместиться на расстоянии около 0,6 мили (1,0 км). [25]
Аналогичную функцию выполняют боковые пруды на шлюзовых пролетах, таких как пролет Фокстона . Десять шлюзов организованы как две лестницы по пять камер в каждой, где каждый шлюз может сбрасывать воду в пруд под ним и получать воду из того, что выше. Хотя они соединены со шлюзами шлюзами, их все равно часто называют боковыми прудами, так как они поддерживаются на уровне, на котором был бы промежуточный пруд, если бы он присутствовал. [26] Термин боковой пруд также используется для обозначения водосберегающего бассейна, который поддерживается на уровне между верхним и нижним уровнями одного шлюза. Большинство шлюзов на Гранд-Юнион-канале между шлюзами Уилтон и шлюзом 45 в Булборне, соединением с рукавом Вендовер , были построены с двумя такими боковыми прудами, хотя в настоящее время они не используются. [27]
На каналах установлено несколько устройств, которые не позволяют уровню воды в прудах подниматься слишком высоко, что может привести к наводнениям, размывам и другим разрушениям.
Сточные плотины используются для регулирования высоты воды в канале. Любая вода выше самой высокой доски в сточной плотине будет переливаться через доску и выходить из канала. Доски можно было добавлять или убирать, чтобы регулировать высоту воды. Сточные плотины часто имели лопастные клапаны в нижней части, что позволяло полностью осушать канал для ремонта, чрезвычайных ситуаций или в конце сезона судоходства на зиму. [28] На некоторых каналах (например, Чесапикском и Огайском каналах), за исключением коротких уровней, почти на каждом уровне была сточная плотина между шлюзами.
На шлюзах часто имелся обходной водослив, который подавал воду в лоток, позволяя воде обходить шлюз в нижний пруд. Это можно было регулировать, подобно водосливу для отходов, добавляя или убирая доски для контроля уровня воды.
Также использовались водосбросы, позволяющие воде переливаться и попадать в окружающие реки. Они могут быть расположены над бечевником или на бермовой стороне канала.
«Неформальный перелив» на американских каналах — это провал в бечевнике, который функционирует как водосброс, но обычно не имеет бетона или формальной структуры. Лодочники иногда называли их «муловыми напитками», поскольку мулы пили воду, текущую по бечевнику. [29] Неформальные переливы часто заменялись водосливной плотиной или облицовывались бетоном или камнем, чтобы сделать более «постоянный» водосброс. [30]
Если длина пруда составляла много миль, иногда канал проектировался с затворами, чтобы в случае прорыва в канале весь пруд не потерял всю воду. Изоляция прорыва позволяла компании быстрее проводить ремонт. Например, на уровне 14 миль канала Чесапик и Огайо были установлены затворы до и после Большого пруда, чтобы его (озеро Большой пруд) не пришлось осушать [31] в случае прорыва или ремонта.
На канале Эри, в скале длиной три мили над Локпортом, если мул или лошадь падали в пруд, в бечевнике были вырезаны «отверстия» для спасения, углубление, закрытое деревянными досками, чтобы животное могло залезть в «отверстие» и затем быть спасенным. Это было связано с тем, что берег был практически вертикальным, что делало невозможным извлечение упавшего в канал. [32]
Пандусы на каналах рядом с бечевником довольно распространены в Англии, особенно там, где, как известно, лошади падали. Например, один из них есть на шлюзах Ханвелл-Лок на Гранд-Юнион-Канале . [33]
Иногда на уровне канала есть песчаные отмели или мелководные участки, где лодка может застрять. На английских каналах лодочники часто носят с собой шест для баржи , чтобы помочь оттолкнуть лодку от препятствия. [34]
Некоторые лодки несли длинные шесты с железными наконечниками, чтобы отталкиваться, [35] хотя некоторые каналы запрещали их использование. Иногда лодочники просили смотрителя шлюза выше поднять волну, чтобы поднять уровень воды, так что они могли бы сойти с песчаной отмели. [36] [37]
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )С. 93