История инженерного дела. Важнейшие технические достижения с древних времен до ХХ столетия

Пороги Кеокука, что в 120 милях ниже по течению, были исследованы юным лейтенантом Робертом Ли в 1837 году. В результате на канале в течение нескольких лет выполнялись дноуглубительные работы. После гражданской войны навигация в районе Кеокука улучшилась благодаря боковому каналу длиной 7 миль с тремя шлюзами, 80 на 250 футов каждый. Этот канал был открыт для судоходства в 1877 году. Это был весьма значительный инженерный проект того времени, обеспечивший минимальную навигационную глубину 5 футов. В 1913 году в районе Кеокука была построена гидроэлектростанция, в то время крупнейшая в мире. Установленная там бетонная дамба имела длину 4649 футов и высоту 34½ фута. Собственно электростанция вмещает 30 турбин мощностью 10 000 лошадиных сил, 15 из которых были установлены изначально. Шлюз для обеспечения судоходства имеет размер 110 на 400 футов. Он заменил старый канал. Между Сент-Луисом и Сент-Полом-Миннеаполисом теперь насчитывается 26 низких дамб. Гидроэнергетика, как уже отмечалось, развивалась только на Кеокуке и в гораздо меньшей степени на Рок-Айленде. Каждая из 26 дамб имеет шлюз или шлюзы, которые обеспечивают навигацию на всем протяжении реки при осадке не более 9 футов. На дамбах имеются управляемые водосливы и роликовые ворота – новшество в этой стране.

Драгирование началось в последней четверти XIX века. Элементарная паровая драга использовалась в Англии еще в конце XVIII века, но она не слишком успешно выполнила дноуглубление в гавани Сандерленда и в 1804 году была переделана: на ней установили другой двигатель – Boulton & Watt – мощностью 6 лошадиных сил. В том же году Оливер Эванс в Филадельфии построил Orukter Amphibilos – машину двойного действия для очистки портового бассейна. Это была первая американская драга. Первые попытки углубить фарватер на Миссисипи оказались неумелыми и, как правило, неэффективными. По большей части это было нечто вроде боронения, рыхления и т. д. В 1880-х годах дноуглубительные работы начались снова и с тех пор велись регулярно. Цепная землечерпалка – самый ранний тип, – доказавшая свою эффективность на Суэцком канале, Клайде и других европейских реках, в Соединенных Штатах почти не применялась. В конце века на Миссисипи велись дноуглубительные работы с использованием одноковшовых землечерпалок. Однако чаще всего в этом регионе использовали гидравлические или всасывающие землечерпалки. Первую построил Идс в 1877 году в Питтсбурге по своему проекту. Судя по всему, впервые такие земснаряды были предложены французским инженером-гидротехником Анри Эмилем Базеном в 1867 году. Генерал К.А. Гилмор впервые использовал такую машину в Америке в 1871 году для углубления фарватера на реке Сент-Джонс во Флориде. Он назвал ее центробежным дренажным насосом. Некоторое время ее использовали для поддерживающего дноуглубления на южном рукаве, после чего их использование на Миссисипи распространилось широко.

Другая операция по совершенствованию навигационных условий – спрямление и укорачивание речного русла. Самая ранняя попытка укоротить русло была предпринята в дни Шрива в устье Ред-Ривер и не стала успешной. Позднее на некоторых участках в низовьях Миссисипи были спрямлены излучины. После 1929 года фарватер между Батон-Руж и Мемфисом был также спрямлен. В районе Гринвиля пять резких изгибов реки были заменены двумя плавными кривыми. Целесообразность спрямления излучин много лет была вопросом в высшей степени спорным. Были инженеры, активно выступавшие против этого. С 1928 года на американской экспериментальной станции по изучению водных путей начали подробно изучать спрямление фарватеров и другие проблемы, связанные с регулированием рек. Исследовательские работы такого размаха раньше никогда не производились. Здесь на обширной территории создавались в масштабе модели любых участков рек. Руководствуясь этими исследованиями, а также накопленными за много лет статистическими материалами, инженеры могли с большой долей уверенности предсказать, какое влияние те или иные работы на русле окажут на всю реку. В XX веке на многих притоках Миссисипи появились удерживающие резервуары, а в низовьях – водосливы, чтобы служить дополнительными каналами, в которые во время разлива могут сливаться поднявшиеся воды реки. Однако основной мерой предотвращения наводнений на Миссисипи остается проверенная временем система дамб и запруд. Вдоль 1000 миль основного русла от Кейро до залива после 1850 года построено более 1600 миль дамб. Кроме того, после 1880 года было построено несколько сотен миль защитных береговых насыпей. Они расположены в 97 стратегически важных пунктах и служат для защиты от эрозионного воздействия воды, размыва и изменения русла.