Розвиток гідрології та вивчення вод на території колишньої СРСР

Первые гидрографические сведения. Процесс формирования гидрологии как самостоятельной науки завершился только в сравнительно недавнее время, в конце XIX в. Но исследования вод имеют свою историю, которая тесно связана с культурным и экономическим развитием страны и прежде всего с такими отраслями народного хозяйства, как водный транспорт, лесосплав, энергетика, водоснабжение и мелиорация.

Первые сведения о главнейших реках Восточно-Европейской равнины относятся к глубокой древности. Так, например, первое описание Нижнего Днепра до порогов было сделано в V в. до нашей эры. В древних русских летописях начиная с XII в. появляются описания водных путей.

Развитие исследований водных объектов от эпохи Петра I до 70-х годов XIX в. Более или менее систематические исследования водных объектов в России начинаются при Петре I. Были произведены описания некоторых рек с целью выявления их судоходных условий и возможности соединения рек каналами. В это время была построена Вышневолоцкая водная система, соединившая р. Волгу с Балтийским морем. Велись работы по соединению Волги и Дона, был построен Ивановский канал, соединивший Оку и Дон. При Петре I велись изыскания с целью постройки Мариинской и Тихвинской водных систем. гидрология наука СССР исследование В 1715 г. на р. Неве у Петропавловской крепости был установлен первый водомерный пост, в 1749 г. Академия наук устроила водомерный пост в Петербурге на р. Мойке, а в 1752 г. — на р. Неве у Главного адмиралтейства. В 1752 г. был открыт водомерный пост на р. Северной Двине у г. Архангельска, а в 1792 г. — на р. Волге у г. Астрахани.

К настоящему времени из материалов наблюдений по водомерным постам, открытым в XVIII столетии, сохранились лишь сводки о наивысших наблюденных горизонтах воды по р. Северной Двине — г. Архангельск, р. Волге — г. Астрахань, р. Неве — Петропавловская крепость и Главное адмиралтейство и р. Днепру — порог Ненасытецкий.

В 1798 г. учреждается департамент (управление) водных коммуникаций и начинается более планомерное исследование и описание водных путей. Проводятся съемки на реках Неве, Волхове, Днепре, Доне, Северском Донце, Оке, Волге, Оби и Лене. Развиваются экспедиционные географические исследования. Сооружаются многочисленные небольшие плотины и водноэнергетические установки на Урале. Все это способствует накоплению сведений о водных объектах России и усовершенствованию методики водных исследований.

В начале XIX столетия в связи с развитием использования внутренних водных путей начала ощущаться необходимость в сведениях о повышении и понижении уровня воды в реках.

В 1818 г. управлением водными и сухопутными сообщениями дается предписание об обязательных ежедневных измерениях уровней воды на всех водных системах. С выходом этого предписания и даже несколько ранее стали производиться водомерные наблюдения на р. Волге у г. Нижнего Новгорода (1820 г.), на р. Каме у г. Дедюхина (1826 г.), на р. Немане у г. Смалининкай (1822 г.), на р. Западной Двине у г. Двинска (1816 г.), на р. Днепре у г. Киева (1839 г.).

Первая «Инструкция для производства наблюдений за изменением горизонта и ложа в реках» была издана Главным управлением путей сообщений в 1858 г. Несмотря на выход этой инструкции, водомерные наблюдения в большинстве пунктов по-прежнему производились по временным вбитым в дно реки рейкам и потому оказывались неувязанными между собой.

В рассматриваемый период впервые были произведены отдельные измерения расходов воды на некоторых реках, причем скорости течения определялись обычно поплавками.

Однако полученные в течение рассматриваемого периода сведения о режиме водных объектов страны и выводы о закономерностях его формирования были разрозненными, касались отдельных, наиболее ярких проявлений режима (выдающиеся половодья, засуха, низкая межень и пр.) и потому не могли еще явиться достаточной основой для выработки более широких представлений о закономерностях гидрологического режима.

Основное содержание добытых в этот период сведений было общегеографического и гидрографического направления и поэтому способствовало познанию водных объектов лишь в общем виде.

Изучение водных объектов в период от 70-х годов XIX в. до Великой Октябрьской социалистической революции. В середине 70-х годов XIX столетия, после постройки главных железнодорожных линий, выяснилась необходимость одновременно с дальнейшим развитием рельсовых путей развивать и улучшать водные пути. Этому, в частности, способствовало появление на р. Волге нового, — очень ценного массового груза — нефти.

В конце XIX и в начале XX в. были выполнены значительные для того времени работы по шлюзованию.

Одновременно с производством выправительных работ с конца 90-х годов XIX в. на р. Волге, а потом и на некоторых других реках для поддержания необходимых судоходных глубин начало широко применяться землечерпание.

В рассматриваемый период снова возник интерес к использованию водной энергии, чему благоприятствовало усовершенствование двигателей и развитие электротехники.

В связи со значительным развитием в этот период портостроения были начаты работы по улучшению судоходных условий устьев крупных рек, впадающих в моря.

В 1873 — 1898 гг. велись работы по осушению болот в северозападных районах, в частности в Полесье.

Важным этапом в изучении водных объектов России в рассматриваемый период явилась организация в 1875 г. навигационно-описной комиссии министерства путей сообщения для изучения русских судоходных рек. В результате деятельности навигационно-описной комиссии, продолжавшейся до 1884 г., были составлены и изданы планы и продольные профили ряда рек (Северной Двины, Днепра, Камы, Оки, Волги, Дона и др.) с данными об измеренных скоростях и расходах воды.

В 1884 г. навигационно-описная комиссия была слита с техническим отделом департамента шоссейных и водных сообщений.

Навигационно-описная комиссия издала описания проведенных исследований, программу этих работ, инструкцию по организации водомерных наблюдений (1876 г.). Эта инструкция с изменениями и дополнениями, внесенными в нее (в 1881, 1882, 1885, 1888 гг.), регламентировала постановку водомерных наблюдений на больших реках вплоть до 1925 г.

В процессе проведенных работ навигационно-описная комиссия заложила основы методики водных исследований.

Дальнейшее изучение рек России осуществлялось управлением внутренних водных путей и шоссейных дорог министерства путей сообщения, созданным в 1899 г. на основе объединения департамента водных и шоссейных сообщений и портовой комиссии. В ходе исследований, проведенных описными партиями этого управления, более полно, чем партии навигационно-описной комиссии, выяснили гидрологические особенности рек.

С 1902 г. управлением водных путей и шоссейных дорог МПС издавались «Материалы для описания русских рек и истории улучшения их судоходных условий». К 1916 г. вышло всего 65 выпусков, в которых содержится описание рек и озер, сведения о произведенных на них гидрометрических работах и специальных гидрологических исследованиях, проектах соединительных водных путей, а также отчеты бюро изысканий и местных округов путей сообщения.

Министерством путей сообщения в период с 1882 по 1902 г., а затем министерством торговли и промышленности были произведены изыскания в целях улучшения судоходных условий устьев крупных рек, впадающих в моря. Результаты исследований издавались в виде сборников под названием «Материалы по описанию русских коммерческих портов» (1882−1902 гг.), а затем под названием «Труды отдела торговых портов министерства торговли и промышленности». В этих изданиях содержатся краткие гидрографические характеристики, планы с промерами глубин, сведения об уровнях, расходах и распределении их по рукавам, о течениях и режиме наносов.

В 1881 г. навигационно-описная комиссия издала атлас водомерных графиков за 1876−1880 гг. по 80 водомерным постам. Полный свод результатов наблюдений водомерных постов до 1910 г. был издан МПС в виде текста, таблиц и атласа водомерных графиков в 10 томах под наименованием «Сведения об уровне воды на внутренних водных путях России по наблюдениям на водомерных постах». Материалы наблюдений последующих лет были изданы после Великой Октябрьской социалистической революции.

В результате исследований, произведенных МПС, были написаны монографии по отдельным рекам и районам, содержащие ценные сведения о водных объектах страны. Министерство путей сообщения, решая воднотранспортные задачи, при изучении гидрологического режима касались главным образом исследований сроков вскрытия и замерзания водоемов, режима уровней, скоростей потока и условий формирования русла.

Одновременно с исследованиями водных объектов как путей сообщения велись работы по изучению болот в связи с их осушением, а также исследования с целью использования водных ресурсов для орошения и обводнения засушливых областей. В период с 1873 по 1898 г. этими проблемами занималась главным образом в районе Полесья западная экспедиция по осушению болот. Эта экспедиция исследовала режим рек и болот бассейна р. Припяти. С 1880 по 1891 г. действовала экспедиция по орошению на юге России и на Кавказе. Большие для своего времени работы были проведены экспедицией по исследованию источников главнейших рек Европейской России под руководством А. А. Тилло (с 1894 по 1901 г.). Поводом к снаряжению этой первой в России гидрологической экспедиции послужило весьма распространенное с начала XIX столетия мнение, будто бы обмеление равнинных рек, в частности Волги, а также неурожаи, в особенности 1891−1892 гг., связаны с уменьшением водных запасов страны вследствие вырубки лесов в верховьях рек, распашки прибрежных лугов и склонов многочисленных оврагов и пр.

Труды этой экспедиции, изданные в 63 выпусках, охватили разнообразные вопросы гидрографии и гидрологического режима истоков рек Волги, Днепра, Западной Двины и их главнейших притоков.

Большие исследования рек были начаты в 1909 г. отделом земельных улучшений (ОЗУ) главного управления земледелия и землеустройства. Изыскательские партии ОЗУ ставили своей задачей не столько получение топографических планов рек, как это делали изыскательские партии министерства путей сообщения, сколько получение сведений по водности рек, наносам, химическому составу и других данных, характеризующих гидрологический режим.

В 1903 г. при отделе земельных улучшений в качестве совещательного органа междуведомственного характера был образован гидрологический комитет. В составе комитета было учреждено четыре комиссии: 1) по крупным гидротехническим сооружениям с оросительной целью, 2) по общим гидрологическим и гидрогеологическим вопросам, 3) по исследованиям рек, речных долин и озер и работам, связанным с упорядочением течения рек, состояния речных долин и озерных котловин и 4) по юридическим вопросам. Начиная с 1907 г. все чаще поднимается вопрос о необходимости создания центрального гидрологического учреждения. Впервые этот вопрос был поставлен еще экспедицией А. А. Тилло.

В 1914 г. совет мелиорационных съездов организовал комиссию для разработки вопроса об учреждении районных гидрологических станций и об объединении их деятельности в особом центральном гидрологическом научном учреждении.

Для систематических, стационарных наблюдений на реках были организованы три особых управления, названные гидрометрическими частями; в 1910 г. в Туркестанском крае и при водном управлении на Кавказе и в 1913 г. в Европейской России. На основе работ, проведенных этими организациями, в значительной мере и была создана отечественная гидрометрия. К 1917 г. в России действовало более 150 водомерных постов и гидрометрических станций.

На основании исследований, проведенных в период с 70-х годов XIX столетия до Великой Октябрьской социалистической революции, были установлены основные закономерности, существующие между климатическими факторами (осадками, испарением) и стоком, выяснены главные особенности формирования дождевых паводков, заложены основы научных исследований в области русловых процессов и зимнего режима. Кроме того, были сделаны первые попытки организации службы гидрологических прогнозов, начали создаваться методы расчета максимального стока при отсутствии непосредственных наблюдений, а также была создана значительная сеть гидрометеорологических станций на крупных реках и озерах и составлены первые инструкции для производства гидрометрических работ.

К концу этого периода начался процесс выделения гидрологии в самостоятельную отрасль знания.

Исследование водных ресурсов после Великой Октябрьской социалистической революции. В первые годы после Великой Октябрьской социалистической революции (1918;1920 гг.) в связи с гражданской войной и иностранной интервенцией объем исследований рек и озер значительно сократился. С началом периода восстановления народного хозяйства (1921;1925 гг.) и особенно в последующие годы грандиозного социалистического строительства исследования водных ресурсов страны начали развиваться очень быстро.

Важное значение в деле организации планомерных исследований водных ресурсов в широком масштабе имел исторический план ГОЭЛРО — план электрификации и реконструкции народного хозяйства, разработанный в 1921 г. под руководством В. И. Ленина. Предусмотренное планом ГОЭЛРО широкое комплексное использование водных ресурсов страны потребовало не только всестороннего изучения естественного режима водных объектов, но и оценки будущих условий.

Крупнейшие водохозяйственные проблемы, связанные с реконструкцией рек Волги, Днепра, Дона, Урала, Оби, Енисея и др., и проблема использования малых рек, возникшие в связи с осуществлением пятилетних планов, имели решающее значение в развитии исследований водных ресурсов.

Большую роль в истории изучения водных ресурсов страны и оформлении гидрологии в самостоятельную науку сыграло учреждение в 1919 г. Российского, ныне Государственного ордена Трудового Красного Знамени гидрологического института (ГГИ), ставшего центральным научно-исследовательским учреждением Советского Союза в области гидрологии.

Учреждение в 1929 г. Гидрометеорологического комитета при Совете Народных Комиссаров СССР, преобразованного в 1933 г. в Центральное управление Единой гидрометеорологической службы. СССР (ЦУЕГМС), а в 1936 г. в Главное управление гидрометеорологической службы (ГУГМС), создало широкие возможности организации и развития планомерного комплексного изучения гидрометеорологического режима территории СССР в интересах обслуживания запросов всех отраслей народного хозяйства. Создание Гидрометеорологической службы СССР способствовало развитию сети гидрологических станций, установлению единой методики работ, улучшению качества гидрометрических работ и расширению программы исследований водных ресурсов. В 1941 г. число гидрометеорологических станций ГУГМС, ведущих наблюдения за режимом рек, озер и болот, достигло 4247, а к 1960 г. стало близко к 6000.

Наряду с опорной государственной сетью гидрометеорологических станций, входящих в систему Гидрометеорологической службы, существует и ведомственная сеть, создаваемая обычно на период проектирования и строительства гидротехнических сооружений, а также для обслуживания в период их эксплуатации. Ведомственные станции дополняют материалы наблюдений опорной сети и производят специальные исследования (скоростей потока, режима русла, зимнего режима и др.) применительно к конкретным задачам проектирования.

Весьма показательным для советского периода гидрологических исследований, особенно в области изучения рек, ягляется не только резкое развитие работ, направленных на изучение отдельных водных объектов, но и проведение широких и обстоятельных научных обобщений по гидрографии СССР и установление физических закономерностей, управляющих процессами, происходящими в них. Важнейшим этапом советского периода развития гидрологии явилось окончательное оформление ее как самостоятельной научной дисциплины.