/ Общие сведения о свойствах воды и формах ее применения в ландшафтном проектировании
В жизни и хозяйственной деятельности человека вода имеет исключительно большое значение. Вода используется в самых разнообразных целях: для орошения земель, получения энергии, водоснабжения населенных пунктов, для судоходства и других нужд.
Человеческая цивилизация знакома с приемами строительства гидротехнических сооружений с древнейших времен.
Первая каменная плотина, о которой дошли до нас сведения, была построена в Египте за 4000 лет до н.э. Во многих городах древнего мира существовали водопроводы.
Наиболее древним видом использования вод в России следует считать водный транспорт, поскольку сведения о знаменитом «Пути из Варяг в Греки» восходят к началу образования нашего государства.
Водяные мельницы на Руси описываются в памятниках письменности XII века. В летописях упоминается также об устройстве искусственных прудов и заграждений на реках – для рыбного промысла. В документах XIV – XVI веков упоминание о постройке плотин и водяных мельниц становятся все более частыми.
В 1485 г. в Московском Кремле был построен самотечный водопровод, который в 1633 г. был перестроен в напорный. Вода из Москвы – реки поднималась на высоту 35-40 м водовзводной машиной, приводимой в движение лошадьми, в напорный резервуар. Московский водопровод был одним из первых напорных водопроводов в столицах Европы.
В середине XVIII века на Урале было построено свыше 150 заводов и все они имели гидросиловые установки. В это же время были разработаны специальные типы земляных плотин.
Гидротехнические сооружения, созданные в XVIII веке русскими гидротехниками, или, как их в то время называли «водяными людьми», «плотинных дел мастерами», выдержали испытания веков. Многие плотины простояв столетия продолжают действовать в Свердловске, Нижнем Тагиле, Туле и во многих других местах нашей Родины.
В конце XVIII и начале XIX веков в России были созданы искусственные водные пути сообщения – построены каналы, судоходные шлюзы и крупные водохранилища для увеличения судоходных глубин на реках.
В конце XIX и начале XX веков начали проводиться ирригационные работы в Средней Азии, Закавказье, Заволжье, на юге Украины, в Крыму и на Северном Кавказе.
В дореволюционной России (конец XIX начале XX века) было положено начало развитию гидроэнергетики. После революции гидротехническое строительство приобрело важнейшее значение в народном хозяйстве - выстроены десятки крупных гидроэлектростанций.
Советские гидротехники создали свою гидротехническую школу. Им впервые удалось успешно решить целый ряд сложных проблем:
- создать оригинальные конструкции бетонных и железобетонных плотин и зданий гидроэлектростанций: с анкерными понурами, с широким применением дренажей, с облегченным типом тела плотины, с высокоэффективными устройствами нижнего бьефа, позволяющим пропускать большие удельные расходы;
- разработать и построить новые типы грунтовых плотин, успешно работающих в суровых климатическим условиях на слабых основаниях, в зонах с высокой фоновой сейсмичностью, на вечномерзлых основаниях, а так же при высоких (до 100 м) и сверх высоких (свыше 200 м) напорах, добиться широкого внедрения методов гидромеханизации, направленного взрыва при строительстве грунтовых плотин;
- усовершенствовать различные типы мелиоративных гидротехнических сооружений, провести унификацию этих сооружений и т. д.
Важнейшей особенностью послевоенных лет по восстановлению народного хозяйства явилось широкое развитие работ по орошению Центрально-Черноземных областей: Курской, Воронежской, Орловской, Тамбовской, а также других степных районов: Поволжья, Северного Кавказа, Крыма, Украины, Западной Сибири.
Развернулись работы по осушению заболоченных и переувлажненных земель в лесном и сельском хозяйствах. К 1990 г. площадь мелиорируемых земель в России составила 11,3 млн га, в т.ч. орошаемых – 6,2 млн га, осушаемых – 5,1 млн га. Однако в настоящее время в связи со сменой курса экономического развития страны по учету на 2006 г. площади мелиорируемых земель сократились до 9,3 млн га. Кроме того, ежегодно поливается только 55…60 % земель, числящихся орошаемыми. Для восстановления работоспособности мелиоративных систем необходимо вложить свыше 75 млрд рублей.
В настоящее время работы по теории и практике строительства гидротехнических сооружений достаточно полно разработаны и позволяют выполнять их на высоком научно-техническом уровне. Тем не менее, методические подходы к решению этих задач продолжают развиваться на основе ландшафтно-экологической характеристики района предполагаемого строительства. Такой подход способствует более рациональной организации последующих проектно-изыскательских работ, выполнения проекта и его реализацию.
Свойства воды, используемые в ландшафтном проектировании и строительстве ГТС
Применение воды в ландшафтном проектировании, а также при устройстве ГТС (Гидро технических сооружений) основано на ее физических свойствах, на ее бесцветности и аморфности. Вода способна отражать окружающую ее природные явления и сама оказывает на них определенное влияние.
Вода способна: менять при понижении температуры жидкое состояние на твердое, при повышении температуры переходить в жидкое, из жидкого в газообразное, может быть спокойной и подвижной (течь, падать, бурлить, капать и т.д.)., может звучать, создавать зеркальное изображение, менять цвет, фактуру поверхности. Она утоляет жажду человека, создает ему благоприятные условия для отдыха, без нее не могут обходиться животные, птицы, растения. Вода находится всюду: в атмосфере, на земле, под землей в свободном состоянии и в соединениях. Все это используется и учитывается в ландшафтном проектировании и при строительстве ГТС (рис. 1, 2).
Большое значение имеют практические возможности воды. Вода не имеет конкретных размеров и формы. Она меняет объем и величину в зависимости от характера ограничивающих ее поверхностей. Поэтому, желая получить определенные площади, цвет, поверхность, состояние воды, необходимо предвидеть то, что будет способствовать этому во вмещающих ее емкостях, т.е. проектировать эти емкости (рис. 3). Так, для получения текущей воды днище канала делается с уклоном, а в нижней точке устаивается приемная ванна, откуда циркуляционным насосом вода подается снова к верхней точке. Если нужно получить воду голубого цвета, то рационально облицевать емкость керамической плиткой голубого цвета, а не подкрашивать воду красителями.
Для ландшафтного проектирования большое значение имеет использование статического или динамического состояния воды. Обе категории имеют определенное воздействие на человека: первая - покоя, равновесия; вторая - движения, изменчивости.
Стоячая вода вызывает умиротворение, меланхолию, спокойствие. Такое состояние может вызывать вид воды в озере, пруду, бассейне, медленно текущей реке.
Подвижная вода имеет несколько разновидностей (быстротекущая река, водопад, водомет, каскад и т.д.). Такое состояние воды стимулирует в человеке энергию, эмоциональность, внимание. Движение воды может сопровождаться определенным звучанием. Диапазон звуков может быть создан самый обширный - от настоящего рева, грохота до звонкой капели или шороха. При этом звучание легко усилить цветовым или световым сопровождением. В садово-парковом искусстве динамичность воды была важным элементом в итальянских парках Возрождения XVI в.
Движение воды, сопровождаемое звучанием, вызывают у человека целую гамму переживаний – от успокоения до возбуждения. Многое зависит от звуков, создаваемых водой (рис. 4).
Отражательная способность воды так же является важным ее свойством и для ландшафтного проектирования. Вода четко рефлектирует все детали, ее окружающие. Это зеркальное свойство воды в стоячем состоянии достигает такого уровня, что трудно отличить, где находятся реальные предметы и где их отражение. Однако это не исключает создания с помощью ветра на воде картин и пейзажей, фрагментов или контуров. Для динамики воды большое значение имеет уклон дна и характер краев у барьеров, через которые вода при движении переливается.
Ровные края создают почти стеклянную пленку падающей воды, «рваные, зубчатые» края создают определенный рисунок струй и их разнообразное звучание. Сужение русла, по которому движется вода, вызывает завихрение ее потока, бурление, грохотание.
Эффективно может быть в ландшафтном проектировании использован и переход воды из жидкого состояния в твердое под влиянием зимних температур. При этом необходимо учитывать, что темная по колориту вода летом, превращается зимой в светлую поверхность. На подвижной воде к тому же могут образоваться причудливые ледяные скульптуры, которые сказочно красиво выглядят под лучами лунного и солнечного света.
Ветер создает характер водной поверхности. Для ее состояния одинаково важны и сила ветра, и его направление. При этом надо учитывать, что вода передает действие ветра и на ту часть своего объема, где его нет. Поэтому часто можно наблюдать волнение поверхности воды там, где ветра нет.
Разнообразные эстетические впечатления от воды связаны с особенностями ее освещения. Вода может давать ослепительные блики, мерцать, отражать свет, искриться, являть собой темную тяжелую массу. Под определенным воздействием света вода меняет свое состояние от оживленной игривой до неподвижной стальной поверхности.
Особенно эффективно воздействие света на воду в ее движении.
Подсвечивание водопадов, каскадов, фонтанов, создает целый фейерверк мгновенных состояний воды и каждый раз все новый сценарий.
По материалам: Андрющенко П. Ф. Гидротехнические сооружения в садовопарковом и ландшафтном строительстве
