Канал — копанные водотоки для доставления и отвода воды или назначенные служить искусственными водными путями. Для целей орошения обыкновенно строятся К. в виде открытых рвов с земляными откосами, а для водоснабжения городов — большей частью в виде подземных галерей или на виадуках (см. Орошение, Снабжение водою, Акведуки). Подземные К. строятся также для осушки местности (см. Дренаж, Осушение), с целями санитарными, агрикультурными и для отвода сточных вод в городах (см. Канализация). Наибольшие размеры и самое важное значение в промышленном отношении имеют судоходные К. Ввиду значительной дешевизны перевозки товаров водою в сравнении с сухопутною по обыкновенным в железным дорогам весьма часто бывает выгодно соединить два соседних естественных водных пути помощью К., который тогда получает название соединительного. Большей частью при этом приходится пересекать возвышенности почвы, образующие водораздел между соединяемыми реками. В этом случае для уменьшения количества земляных работ при копании К. располагают участки его на разных высотах, образуя ряд бассейнов, так назыв. бьефов, которые отделяются друг от друга шлюзами или наклонными плоскостями. Верхний бьеф, от которого в одну и в другую сторону спускается ряд постепенно понижающихся бьефов (ветви), называется раздельными Часто К. также строятся параллельно реке или берегам озера для обхода препятствий, существующих на естественном водном пути. Такие К. называются обводными или обходными. На обходных К.: 1) сила тяги утилизируется совершенно равномерно при движении судов как вверх, так и вниз. 2) По причине правильной формы берегов можно в каждом пункте останавливать судно, нагружать и выгружать его без особых трудов, что особенно важно при перевозке произведений сельского хозяйства. 3) Глубина воды в закрытом К. не зависит от колебаний уровня воды в реке, и потому судоходство по К. производится и в те периоды, когда движение судов по реке прекращается вследствие мелководья. 4) К. можно пользоваться для осушки и орошения прилегающей низменности, в особенности если К. прокопан в верхнем уступе речной долины. 5) Содержание К. в удобном для судоходства состоянии обходится в большинстве случаев дешевле поддержания судоходной глубины и выгодных для судоходства условий естественного водного пути. Этими выгодами объясняется то обстоятельство, что часто устройство К. предпочитается шлюзованию самой реки. Пример представляют река Марна и другие французские реки, параллельно которым прокопаны обходные К. Искусственный водный путь, в состав которого входят соединительные и обходные К., а также частью шлюзованные реки и свободные участки рек и озер, называется системой. Таковы наши системы: 1) Мариинская, Тихвинская, Вышневолоцкая, Герцога Александра Вюртембергского, Днепровско-Бугская, Огинская, Березнинская, Августовская и Обь-Енисейская. Поперечные размеры существующих К. отличаются разнообразием. В интересах же судоходства, для возможности прохода судов одинакового типа по всем каналам, имеющим между собою сообщение, желательно соблюдение однообразия в основных размерах. Из вертикальных размеров профиля особенно важное значение имеют нормальная глубина канала, от которой зависит возможная осадка судов, допускаемых к плаванию, и возвышение нижней грани мостов над горизонтом вод; из горизонтальных размеров — длина и ширина шлюзных камер. Поэтому в последние годы обнаруживается стремление к нормированию этих основных размеров для всех К. страны и даже, путем международного соглашения, к установлению однообразных размеров при перестройке существующих или постройке новых судоходных К. в разных государствах. Во Франции такие размеры установлены были для К., входящих в состав главных водных путей, законом 5 августа 1879 г. В Германии нормальные типы для профилей К. выработаны техническим конгрессом. Сопоставляя французский и германский типы для каналов первого разряда, получим размеры их в метрах:
| Размеры | Франц. тип | Герм. тип |
|---|---|---|
| Глубина К. | 2,0 | 2,0 |
| Глубина над королем в шлюзах | 2,0 | 2,5 |
| Ширина шлюзов | 5,2 | 7,0 |
| Полезная длина шлюзов | 38,5 | 57,5 |
| Ширина К. по дну | — | 16,0 |
| Свободная высота под мостами | 3,7 | — |
На втором международном конгрессе по внутреннему судоходству, происходившем в Вене в 1886 г., установлены были для главных К. следующие минимальные размеры: 1) Отношение наибольшего поперечного сечения погруженной части судна (при осадке его в 1,76 м) к площади живого сечения К. — 1:4. 2) Нормальная глубина К. а) на свободном протяжении бьефа — 2 м; b) под мостами, в акведуках и туннелях при массивном устройстве дна — 2,50 м. 3) Ширина по дну: а) на свободном протяжении бьефа и при прямом направлении К. — 16,00 м; b) уширение дна в закруглениях — на двойную величину стрелы дуги, хорда которой равна наибольшей длине судна; с) под мостами (для одновременного пропуска двух судов) — 16,00 м; d) в акведуках и туннелях (для одного судна) — 7,50 м; 4) Свободная высота под мостами и в подземных участках над нормальным уровнем воды — 4,50 м. 5) Нормальные размеры шлюзов: а) глубина воды над королем при нормальном уровне воды — 2,50 м; b) свободная ширина головной части в воротах — 7,00 м; с) полезная длина камеры, считая ее от хорды стенки падения в верхней головной части до начала пазов для ворот в нижней головной части шлюзов — 57,00 м. При назначении размеров для шлюзов перестраиваемой ныне Мариинской водной системы принят тип судна, близко подходящий к нормам, установленным Венским международным конгрессом, а именно: длина — 64 м (30 саж.), ширина — 9,6 м (4 ½ саж.) и осадка 1,78 м (10 четвертей арш.). Ось К., как и сухопутных дорог, составляется из прямых линий и сопрягающих их кривых (закруглений). Длина прямых участков ограничивается известным пределом, так как закругления в некоторой степени препятствуют распространению волнения и угону воды ветром. Радиус закруглений зависит от длины судов, плавающих по К. При длине судна в 34,5 м на К. между Марной и Рейном употреблялись радиусы в 100 м и больше (до 12000 м). На старинных французских К. встречаются колена с радиусами от 30 до 40 м. Для обеспечения поворотов судам в крутых коленах К. ширина последних увеличивается. Иногда же, в самых крутых поворотах, устраивают уширения, или заводи. Такие заводи делаются также и на прямых участках для скрещения встречных или обгона останавливающихся судов при недостаточной ширине К. Для подъема и спуска судов из одного бьефа в другой пользуются шлюзами, наклонными плоскостями или гидравлическими подъемниками (см.). К искусственным сооружениям К., необходимым для регулирования в них уровня воды, принадлежат также водоспуски и водосливы (см.). Для пополнения потерь воды (см. ниже) в К. пользуются ближайшими озерами, ручьями, колодцами и т. д. или искусственными водохранилищами, воды которых задерживаются плотинами и впускаются в К. по мере надобности, иногда же приходится накачивать воду в верхние бьефы машинами (Рейн-Марнский К.). Потеря воды в К. происходит от следующих причин: 1) Просачивание, Количество теряемой этим путем воды зависит от свойств грунта и глубины К. Для уменьшения потери уплотняют иногда дно и откосы К. глиной, бетоном и пр. В судоходный период на просачивание теряется в среднем слой воды около 3 м. 2) Испарение. Зависит от климата и особенно увеличивается в летние месяцы. По расчету голландских инженеров, от испарения теряется в судоходный период слой воды в 90 см. 3) Фильтрация через шлюзовые ворота зависит от падения между бьефами и от тщательности выполнения ворот. По существующим наблюдениям, этим способом теряется до 150 куб. м в судоходный период. При пропуске судов из одного бьефа в другой теряется (сливная) призма воды, выпускаемая при открывании нижних ворот. Потеря эта зависит от числа проходящих судов, размеров их и размеров шлюзов и легко может быть вычислена. По наблюдениям Минара, в закрытом К. при отсутствии притока и расхода горизонт воды понижается ежедневно на 3-4 см.
Древнейшие судоходные каналы построены в Китае 4000 лет тому назад, в виде искусственных боковых протоков, проведенных в насыпи параллельно рекам. Главную артерию движения в этой стране образует Императорский К., оконченный в VII веке по Р. Хр. и соединяющий pp. Белую, Голубую и Желтую. Длина его 250 миль, ширина от 60 до 300 м, а глубина до 3 м. В разных частях его устроены наклонные плоскости высотою около 2 м, на которых совершается искусственный подъем воды с помощью щитов. Суда протягиваются по этим наклонным плоскостям бечевой, для чего употребляются по 16-20 рабоч. В Египте еще за 1600 лет до Р. Хр. Сезострис возымел мысль соединить Средиземное море с Аравийским (см. Суэцкий канал). В XIII ст. до Р. Хр. египтяне прокопали от вост. рукава Нила К., который впоследствии был продолжен до Черного моря. Геродот повествует о пяти естественных и двух искусственных К. в дельте Нила, которые он называет главными водными путями. К. входили также в состав портовых сооружений римлян и частью к ним примыкали. Порт Остия (построенный за 630 лет до Р. Хр.) впоследствии соединен был каналом с р. Тибром. Другой К. соединял Дунай с морем между нынешними селениями Чернаводы и Кюстенджи (морской порт). Римляне приступили также к прорытию Суэцкого перешейка. Марий (300 д. до Р. Хр.) соединил К. р. Рону с зал. Фоз. Клавдий Друз (12 л. до Р. Хр.) для успеха войны с фризами велел прокопать искусственный водный путь, соединявший Нижний Рейн с морем. В Германии Карл Великий приступил к соединению Дуная с Рейном. Громадные работы по сооружению К. исполнены были затем итальянскими республиками. За ними последовали французы и англичане. Во Франции почти все большие реки связаны между собою К. Особенного внимания. заслуживают: Нивернейский К. (между Луарою и Ионной), замечательный громадными работами раздельного его бьефа; К. между Рейном и Роной — с 172 шлюзами на длине 315 км; Лангедокский, или Южный — между Средиземным морем и Атлантическим океаном, длиною 244 км, с более чем 100 шлюзами; Центральный, С.-Кантенский; между Рейном и Марной — 180 шлюзов при длине 315 км, и пр. Французские К. большею частью принадлежат правительству. К 1 января 1890 г. из общего протяжения внутренних водных путей Франции 12778 км считалось 2085 км К. без раздельного бьефа и 2734 км с раздельным бьефом. В Англии постройка жел. дорог приостановила развитие сети К. Последние находятся всецело в руках частных обществ, и притом во многих случаях собственниками К. состоят крупные железнодорожные общества, которые несочувственно относятся к усовершенствованию водных путей, создающих конкуренцию железным дорогам. Наиболее замечательный из К. — Каледонский. Однако, по Веберу, протяжение К. в Англии составляет ок. 3000 км. В Бельгии и Голландии имеется густая сеть К., деятельно способствующих внутренней торговле. В Швеции К. также играют значительную роль и замечательны своими сооружениями, в особенности К. Трольгеттский и Готский. В Германии в последние годы построен Рейн-Везер-Эльбский, или Среднегерманский, К. и К. между Рейном и устьем р. Эмс. Кроме них, большое торговое значение имеют: К. между Майном и Дунаем, длиною 141 км, с 87 шлюзами, Эльбингский — 176 км, Короля Вильгельма — между г. Мемелем и рекой и некоторые другие. В Сев. Америке существует также довольно обширная сеть К., между которыми по размерам перевозки первое место занимает К. Эри. Первая попытка устроить искусственный водный путь между реками, ныне принадлежащими России, была сделана во второй половине XVI стол. турецким султаном Селимом, который для военных целей задумал прокопать судоходный К. между Иловлей, притоком Дона, и Камышенкой, притоком Волги. Работы были начаты в нынешней Саратовской губ. в 1568 г., но не были окончены. Петр Великий возобновил предположение об устройстве этого канала и поручил исполнение работ сначала полковнику Брекелю, затем англичанину Перри, под управлением которого была вырыта часть соединительного К. и построены несколько шлюзов. Вследствие начавшейся войны с Швецией работы были прекращены в 1701г. Петром Великим предпринято было также устройство искусственного водного пути между Ивановским озером, из которого берет начало р. Дон, и р. Шатью, притоком Упы, впадающей в Оку. В 1711 г., когда Азов должен был отойти к туркам, работы по сооружению Ивановского К. были прекращены. Как волго-донское водное сообщение, так и Ивановский К. остались до настоящего времени неосуществленными. Постройкой Тверецкого К. в 1708 г. положено было начало Вышневолоцкой системе (см.). В 1718 г. Петр Великий решил построить К. в обход Ладожского озера, между устьем Волхова и истоком Невы. Предприятие это для тогдашнего времени было весьма трудным. Нужно было в пустынной местности собрать большое число рабочих, обеспечить их продовольствием и изыскать денежные источники для покрытия расходов. Для этой цели был установлен особый налог в размере 70 коп. с каждого двора во всей империи, а с купечества — по 5 коп. с рубля капитала. Для участия в работах присылались целые полки солдат. Работы подвигались весьма медленно до 1723 г., в котором главным начальником работ был назначен граф Миних; он повел их весьма деятельно и окончил К. в 1731 г. Первоначально предположено было построить К. открытым, но впоследствии для уменьшения количества земляных работ решено закрыть К. с обоих концов шлюзами и поднять воду в нем выше обыкновенного уровня Ладожского озера. Когда этот К., носящий теперь название Имп. Петра Великого, оказался недостаточным для пропуска всех судов Вышневолоцкой, Тихвинской и Мариинской систем, решено было параллельно старому, шлюзованному каналу прокопать новый, более вместительный и без шлюзов. К. этот был начат в 1861 г., окончен в 1886 г. и получил наименование канала Имп. Александра II. В 1799 г. приступлено было к устройству Мариинской системы (см.), а в 1811 г. открыта для судоходства Тихвинская система (см.). Подробности устройства прочих систем наших искусственных водных путей даны в ст. под соответствующими заглавиями. Здесь же приведем перечень наших судоходных К. с указанием их длины и систем, в состав которых они входят:
| Название каналов | Длина (версты) | Система |
|---|---|---|
| Августовский (с озерами и шлюзованными реками) | 96 | Августовская |
| Березинский (соединительный) | 7 | Березинская |
| Белозерский | 63 | Мариинская |
| Вазеринский I-й | 3 | Герцога Александра Вюртембергского |
| Вазеринский II-й | 3 | » |
| Веребский | 2 | Березинская |
| Вишерский | 15 | Вышневолоцкая |
| Днепровско-Бугский | 76 | Днепровско-Бугская |
| Имп. Александра I | 38 | Мариинская |
| Имп. Александра II | 104 | » |
| Имп. Александра III | 44 | » |
| Имп. Петра Велик. | 103 | » |
| Имп. Екатерины П | 10 | » |
| Имп. Марии Феодор. | 10 | » |
| Кишемский | 2 | Герцога Александра Вюртембергского |
| Кузьминский | 1 | » |
| Кулгский | 0,28 | между pp. Нарвой и Кулгой |
| Лепельский I-й | 1 | Березинская |
| Лепельский II-й | 0,22 | » |
| Моск. Обводный | 4 | от Бабьегородской плотины до Краснохолмского шлюза на р. Москве |
| Ново-Мариинский | 8 | Мариинская. |
| Обь-Енисейский | 7,35 | Обь-Енисейская |
| Огинский (с оз. Выгоновским) | 50 | Огинская |
| Онежский | 63 | Мариинская |
| Себежский (соединительный) | 1 | Между озерами Себежским и Белым |
| Сергучевский | 9 | Березинская |
| Сиверсов | 9 | Вышневолоцкая |
| Тверецкий | 3 | » |
| Тихвинский (с озер. Крупино и Лебедино) | 7 | Тихвинская |
| Топорнинский | 6 | Герцога Александра Вюртембергского |
| Цнинский | 1 | Вышневолоцкая |
| Чашвицкий | 1 | Березинская |
В последнее время благодаря значительным усовершенствованиям способов подводной выемки грунта помощью землечерпательных машин, примененных с успехом при сооружении Суэцкого канала, возникли стремления к устройству и в других местах подобного рода К., доступных для плавания морских судов. Эти морские К. имеют целью или укоротить путь для кораблей прокопом перешейков (Суэцкий канал, К. Никарагуа, Панамский К., Немецко-Балтийский морской К.), или же превратить большие внутренние центры промышленности в морские порты, сделав их доступными для морских судов. К этой последней категории относится недавно оконченный постройкою Манчестерский судоходный канал. Кроме того, в портах часто является необходимость устроить углубленный К. для прохода судов через бар или вообще в мелких частях порта с возведением сооружений для защиты искусственного хода от заноса песком и илом. К этому разряду К. принадлежат С.-Петербургский морской К.