Реки таят в себе колоссальные запасы энергии. Они несут огромные количества воды, особенно в половодье. Работа, которую производят эти массы воды, в основном отрицательна: реки размывают берега, а в половодье разрушают то, что создано человеческим трудом. Давно возникла у человека мысль уменьшить разрушительную деятельность рек: преграждать путь воды плотиной; там, где это нужно, поднимать уровень реки; создавать водохранилища и использовать энергию рек в водяных двигателях.
Простые плотины для установки мельниц и для водоснабжения известны с древних времён. С XVII века в Западной Европе, а затем и у нас сооружаются плотины для улучшения судоходных условий. В этих плотинах делаются шлюзы — устройства для пропуска судов.
Шлюз — это камера с двумя воротами, расположенными вдоль реки. Когда судно, идущее вниз по реке, подходит к первым воротам (рис. 29, а ), в камеру пускают воду и уравнивают горизонты воды в реке и камере. После этого открывают первые ворота, и судно входит в камеру. Ворота закрываются (рис. 29, б ). Затем начинают спускать воду из камеры. Спуск производится до тех пор, пока горизонт в камере не станет таким же, как и в участке реки за камерой. После этого открывают вторые ворота, и судно выходит из шлюза в реку (рис. 29, в ). Обратный проход ведётся по тому же принципу. При большой разнице горизонтов устраивают шлюзы в несколько камер.
Рис. 29. Проход судна через шлюз.
В верхнем течении Волги более ста лет назад была сделана плотина для увеличения судоходных глубин выше Твери (Калинина). Весной выше этой плотины создавалось огромное водохранилище, а летом, в мелководье, открывались щиты плотины и вода спускалась в реку. Эта плотина работает и сейчас.
Большие капитальные плотины строятся на многих реках мира.
В Советском Союзе плотины обычно используются многосторонне: они дают воду гидроэлектростанциям, предохраняют нижележащую долину от наводнений, так как в водохранилище идёт значительная часть весенних вод; плотины улучшают судоходные условия, а в южных районах служат для орошения земель.
На Днепре у нас построена плотина Днепрогэса у Запорожья. По постановлению Совета Министров СССР, будет построена вторая плотина на 200 км ниже, в Каховке.
В верхнем течении Волги построены плотины в Иванькове, Угличе, Щербакове и сейчас строится плотина в районе Горького. По решению советского правительства на Волге, в Жигулях, будет построена грандиозная Куйбышевская плотина с гидроэлектростанцией мощностью в 2 миллиона киловатт и с выработкой 10 миллиардов киловатт-часов электроэнергии в год и другая плотина — у Сталинграда — с гидроэлектростанцией мощностью 1,7 миллиона киловатт и с выработкой также 10 миллиардов киловатт-часов электроэнергии в год. Это будут самые мощные гидростанции в мире. Заволжье богато плодородными землями, но засушливо. Куйбышевская и Сталинградская плотины дадут этим землям волжскую воду, превратят Заволжье в новую житницу нашей Родины. Оживут и сухие прикаспийские степи. Волжские гидроэлектростанции дадут энергию новым крупным колхозам, которые возникнут в районах Прикаспия.
На Куре у Мингечаура строится высокая плотина. Она ликвидирует наводнения в низовьях Куры и даст нижележащим степям воду на орошение. Здесь же сооружается крупная гидроэлектростанция.
Имеется и строится ряд гидростанций на Кавказе, на Урале, в Сибири и других местах.
Сооружаемые в настоящее время высокие плотины значительно поднимут уровень рек. Чтобы города и сёла, лежащие в долине у плотины, не были потоплены, их отгородят от рек надёжными валами.
При постройке гидростанций на горных реках необходимо знать количество наносов, которое несёт река со своего бассейна. Нужно иметь в виду, что наносы откладываются перед плотиной, и если не предусмотреть специальных промывных устройств для сброса наносов и не построить достаточно высокую плотину, то всё водохранилище выше плотины будет заполнено наносами. Были случаи, когда на горных реках водохранилища в течение 5–10 лет заполнялись наносами и гидростанции начинали работать с перебоями.
В последнее время обращено особое внимание на плотины местного значения для колхозов, совхозов и небольших городов. Эти плотины строятся на мелких реках. Общая потребность колхозов и совхозов в электроэнергии исчисляется в 3,5 миллиона киловатт. Такое количество энергии могут полностью дать наши малые реки.
Мы живём в замечательную эпоху. Проект Большой Волги с постройкой ряда громадных плотин, который ещё 10–15 лет назад враги Советского Союза считали неосуществимым, уже близок к завершению. Теперь ставятся и изучаются новые проблемы использования наших рек не только с точки зрения энергетики, орошения и пр., но и возможного изменения климата. Остановимся на некоторых новых проектах такого комплексного использования рек путём устройства высоких плотин.
Имеется интересный проект по использованию Печоры. Река эта впадает в океан, не принося нам особой пользы. Если в среднем течении Печоры построить высокую плотину и прорыть водораздел между истоками Печоры и Камы, то вода из Печоры пойдёт в Каму и дальше в Волгу и Каспийское море. Это так называемый проект «северного питания». Расход воды Камы и Волги увеличится. Уровень Каспийского моря несколько поднимется.
Наиболее грандиозный проект поворота течения рек возник в самое последнее время. Он предложен советскими инженерами Давыдовым и Шульгой. Это — поворот Оби и Енисея в Среднюю Азию для целей орошения и изменения климата. Обь и Енисей могут быть соединены через притоки. Затем прорывается искусственное русло в Тургайских Воротах, и созданная советскими строителями «Южсибрека» направляется в Среднюю Азию, к Аральскому и Каспийскому морям. Этот грандиозный проект может быть осуществлён в течение 10 лет.