Строительство

 

В 1360 в Китае вышло в свет первое в мире систематизированное руководство по гидростроительству – «Чжи чжэн хэ фан цзи» («Записки о покорении паводковых вод») Оуян Сюаня. Автор излагает теорию движения водного потока, формулирует принципы регулирования рек и касается методов построения гидросооружений.
 
В эпоху Мин ученый Пань Цзи-сюнь в «Хэ и бянь хо» («Разъяснение заблуждений в рекомендациях [по хозяйствованию на] реках») обобщил прошлый опыт ведения речного хозяйства. В частности, он писал, что недостаточно строить дамбы только как защитные сооружения. Осадочные отложения подымают русла, и тогда вода прорывает любые заграждения. Поэтому с помощью дамб следует еще регулировать глубину русла, искусственно зауживая или расширяя его ширину. Согласно Пань Цзи-сюню, «когда поток широк, его течение медленно, песок стоит и русло реки повышается», но «когда поток узок, его течение быстро, песок смывается и река углубляется», следовательно, «чтобы побороть песок», надо «строить дамбы, зауживая реку», «предохраняя ее от растекания в стороны». Сочинение Пань Цзи-сюня, основанное на богатом опыте автора, стало классическим трудом в области русловой гидротехники. Впоследствии было еще написано немало книг по гидрологии.
 
Оросительные системы. С древних времен в Китае строились каналы с целью использования воды для орошения полей, с одной стороны, и как средство сообщения – с другой. Сыма Цянь в «Хэ цюй шу» («Книга/Трактат о реках и каналах») перечислил более десятка больших каналов и канальных систем, существовавших в его время, и отметил, что малых каналов не перечесть. Позднее строительство каналов не прекращалось, а старые постоянно реконструировались. При указанном двойном использовании каналы все-таки различались по своему основному предназначению. Среди главных и наиболее знаменитых ирригационных каналов, построенных еще в древности, выделяются принадлежащие к ирригационным системам Вэй-бэй, Дун-цзян-янь и канал Лун-шоу-цюй.
 
Ирригационная система Вэй-бэй ([Находящаяся] севернее [р.] Вэй[хэ]) – одна из древнейших в Китае ирригационных систем Вэй-бэй, созданная в 246 до н.э. в центре пров. Шэньси севернее г. Сианя (Чанъань). Ее основой был канал длиной около 173 км, начинающийся от р. Цзиншуй (Цзинхэ) к западу от гор Бэйшань, идущий вдоль этих гор и втекающий в Лошуй (Лохэ).
 
Возникновение идеи прокладки канала имеет свою историю. Как пишет Сыма Цянь в «Хэ цюй шу» («Трактат о реках и каналах»), ханьцы подослали к циньскому правителю, будущему Цинь-ши хуан-ди, «искусного в водных сооружениях мастера» Чжэн Го, чтобы тот посоветовал ему проложить канал от р. Цзиншуй. Смысл затеи был в том, чтобы большим строительством отвлечь людские и материальные ресурсы княжества Цинь, которое из-за этого не сможет начать военные действия против Хань. В разгар строительства планы ханьцев были раскрыты и циньский правитель решил казнить Чжэн Го, но тот, раскаявшись, заявил, что завершение канала пойдет на пользу Цинь. Правитель согласился и позволил мастеру завершить работы, благодаря чему была обращена в пахотные земли территория площадью в 40 тыс. цин – 264,4 тыс. га, и «с тех пор земли Гуаньчжуна стали плодоносными и не знающими неурожайных годов». Канал же стал называться по имени создателя Чжэн-Го-цюй.
 
Для забора воды в канал, отметка дна которого была выше уровня в р. Цзиншуй, Чжэн Го построил водохранилищную плотину у выхода реки из скалистого ущелья на равнину. Плотина имела длину 300 м и высоту почти 30 м. Однако в течение ряда лет эксплуатации оросительной системы р. Цзиншуй, постепенно углубляя свое русло, оставила водозаборник на сухом месте. Поэтому в 95 до н.э. был прорыт новый канал Бай-цюй, водозаборник которого был перемещен вверх по течению. Такое перемещение водозаборника, вызванное теми же причинами, в течении последующих веков происходило еще более 10 раз, последний из которых связан с работами, проходившими в 1935 с применением современных технологий.
 
Большое количество наносного материала в водах Цзиншуй сделало возможным осуществить «оплодотворяющую ирригацию». Однако, с другой стороны, оно могло привести к чрезмерному заиливанию дна канала. Чжэн Го попытался решить эту проблему, сделав водозаборник в том месте, где река делает поворот. Вода в верхнем слое течения реки смещается по радиусу поворота вовнутрь, а в нижнем – вовне. В верхнем слое наносов меньше и они более дисперсные, а в нижнем – все наоборот. Поместив водозаборник с внутренней стороны речного колена, Чжэн Го добился того, что в канал попадал только плодородный ил, а песок и другой грубый наносный материал естественным образом отводился от входа в канал и уносился далее течением реки. К сожалению, при последующих реконструкциях канала не было возможности повторить подобный принцип водозабора, поскольку водозаборник приходилось помещать выше поворота реки.
 
Оросительная система Ду-цзян-янь (Дамбы на реках [Чэн]ду), находящаяся в Чэндуской низменности (пров. Сычуань), была построена в 256 до н.э. на р. Миньцзян, притоке Янцзы. Руководил строительством Ли Бин, назначенный циньским Чжао-сян-ваном наместником округа Шу со столицей в городе Чэнду. Ему помогал сын Ли Эр-лан.
 
Миньцзян, спускаясь с гор Миньшань в Чэндускую низменность, разветвляется на несколько рукавов. Прежде во время паводков река, размывая русло, часто выходила из берегов, из-за чего население терпело страшные бедствия. После создания Ду-цзян-яни Чэндуская низменность стала благодатным краем. В честь создателей благодарное население воздвигло Храм укрощенного дракона (Фу-лун-гуань), сохранившийся до наших дней.
 
К северо-западу от г. Гуаньсяня, в верхнем течении Миньцзяна были построены продольная струенаправляющая дамба Юй-цзуй (Ры-бья губа) и следующая за ней дамба с двумя укрепленными берегами Вай-цзинь-ган (Внешнее, прочнейшее как алмаз [укрепление]) и Нэй-цзинь-ган (Внутреннее, прочнейшее как алмаз [укрепление]), которые разделили реку на два рукава. Южным рукавом – Вайцзян (Внешняя река) была продолжающая свое естественное течение Миньцзян. Северный рукав – Нэйцзян (Внутренняя река) был направлен восточнее Гуаньсяня через пробитый в горах Юйлэйшань (Горы нефритовых валов) проход Бао-пин-коу (Горлышко вазы-сокровищницы), после которого шли веерно разделяющиеся каналы, орошающие территории 14 уездов с общей площадью около 200 тыс. га. Чтобы воды Нэйцзяна не прорывались южнее Бао-пин-коу, был сооружен завал Ли-дуй (Отделяющая куча) из погруженных в воду бамбуковых корзин с камнями. Выше по течению от Ли-дуя был сооружен водослив Фэй-ша-янь (Дамба летающих песков), через который избыточные воды Нэйцзяна могли сбрасываться в Вайцзян.
 
Воды Нэйцзяна после прохождения Бао-пин-коу первоначально разделялись на три магистральных канала (количество всех каналов доходило до 500). Для определения уровня воды в каждом из них было установлено по человеческой статуе, высеченной из камня. Если уровень воды в канале падал или подымался так, что обнажались ноги статуи или закрывались ее плечи, это служило сигналом, требующим принятия экстренных мер по регулированию объема воды, проходящего через Бао-пин-коу. Впоследствии на его скалистом берегу была высечена водомерная шкала. Регулирование потока в Бао-пин-коу происходило за счет увеличение или уменьшения протекания воды у дамб Юй-цзуй, Нэй-цзинь-ган или через водослив Фэй-ша-янь.
 
Каждый год во всей системе Ду-цзян-янь проводились сезонные работы по прочистке русла. Чтобы обнажить русло каналов или реки в их дно вбивались волнорезы – столбы, поставленные в деревянные козлы с привязанными к ним корзинами с камнями и глиной. Если велись работы в Вайцзяне, то вода отводилась в Нэйцзян, и наоборот. По приказу Ли Бина в руслах рек и каналов Ду-цзян-яни были размещены пять каменных носорогов, выполнявших функцию своеобразных измерителей илистых наносов. Работы по очистке русел велись до тех пор, пока тела носорогов не выкапывались полностью от отложений ила. Очистка русла производилась таким образом, чтобы оно было как можно более прямым и не имело углов в излучинах, которые и сами размывались, и способствовали скоплению ила с наносным песком.
 
Оросительная система Ду-цзян-янь оказалась в достаточной степени совершенной и частично, после нескольких модернизаций, действует в настоящее время. В дальнейшем она послужила прототипом для других оросительных систем.
 
Лун-шоу-цюй – первый в Китае подземный канал, построенный, видимо, при ханьском У-ди [1] (140–87). О его строительстве подробно говорится в «Хэ цюй шу» («Книга/Трактат о реках и каналах»). С помощью этого канала предполагалось, беря воды от р. Лошуй, осуществлять орошение более 10 тыс. цин старых солончаковых земель, лежащих к востоку от Чунцюаня (совр. уезд Пучэн, пров. Шэньси). Однако на пути от Лошуй до этих земель находилась гора Шанъянь-шань. Так как ее склоны были подвержены осыпанию, проводить канал под ними было опасно. Поэтому было решено проложить его сквозь гору. Для этого в ней пробурили располагающиеся в ряд колодцы, самые глубокие из которых были более 40 с лишним чжанов [4] (более 110 м), а потом под землей их соединили в единый туннель, по которому вода могла свободно протекать под Шанъяньшанью. Работа продолжалась более 10 лет, а длина подземного туннеля составила, по Сыма Цяню, более 10 ли [16] (т.е. 4,98 км, а на самом деле, около 3,5 км). Как писал Сыма Цянь, при проходе трасы были найдены «кости дракона», что и дало название каналу – Лун-шоу-цюй (Канал головы дракона). Начавшаяся после его постройки ирригация не дала ожидаемого результата, урожаи возросли, но незначительно.
 
Сыма Цянь отмечал, что с этого времени началось сооружение специальных оросительных подземных каналов с колодцами. Как известно из других источников, это сооружения типа персидских кяризов (керизов) – подземных галерей для сбора грунтовых вод и вывода их на поверхность для орошения. В Китае они используются и поныне в сухих районах Турфана и Хами в Синьцзяне, где имеются высокие горы с вершинами, покрытыми вечными снегами. Эти снега являются источниками талых вод, уходящих в почву и собирающихся в грунтовых водоносных слоях у подножия гор.
 
Суть устройства китайского кяриза в следующем. Если в горах строители обнаружат водоносный слой, то начиная с этого места вырывают ряд колодцев, соединяющихся в одну галерею. Колодцы располагаются на расстоянии 80–100 м друг от друга в верхнем течении водоносного слоя и 10–20 – в нижнем. Глубина колодцев зависит от их положения на склоне. Галерея обычно выкапывается высотой около 2 м и шириной около 1 м. В нее собираются грунтовые воды, которые затем вытекают в открытые русла и попадают на поля. Галереи могут быть длиной от 3 до 14 км. По подсчетам современных геологов, общая длина таких подземных каналов, использовавшихся в Синьцзяне в первой половине XX в., составляла около 2,5 тыс. км. По своей грандиозности они стоят в одном ряду с Великой китайской стеной и Великим каналом.
 
Транспортные каналы. В Китае множество судоходных рек, но они текут, как правило, с запада на восток. Отсутствие надежного водного пути по направлению север – юг мешало развиваться хозяйственно-экономическим связям внутри страны. Поэтому возникла необходимость в транспортных каналах, из которых наиболее знамениты Чудесный и Великий каналы.
 
Чудесный канал (Лин-цюй) – первый в мире контурный (повторяющий очертания земли) транспортный канал, построенный в 215 до н.э. на территории совр. провинции Гуанси инженером Ши Лу по приказу Цинь Ши-хуана, должен был обеспечивать продовольственные поставки императорским армиям в кампаниях против проживающих на юге племен юэ [8].
 
Чудесный канал состоит из двух участков общей длиной 32 км. Его глубина – 1 м, а ширина – 5 м. Он связывает две реки, текущие в противоположных направлениях: Сянцзян (Сяншуй) течет на север, а Лицзян (Лишуй) – на юг. Сянцзян, проходя через озеро Дунтинху, впадает в Янцзы, а Лицзян, сливаясь с рекой Юнцзян, образует р. Гуйцзян, которая впадает в р. Чжуцзян. Благодаря постройке канала Лин-цюй, стала возможной навигация в общей сложности на расстоянии более 2 тыс. км. Лин-цюй расположен там, где Сянцзян и Лицзян не только более всего сближаются, но и имеют минимальное различие в уровнях воды. Поэтому навигация по каналу была относительно легкой. Для уменьшения наклона русла он был сделан извивающимся по курсу.
 
Строительство Лин-цюя было начато с сооружения на середине р. Сянцзян каменных дамб, известных как Сошник плуга (Хуа-цзуй), и стоящих за ними водосбросов. Ниже Сошника плуга, рассекающего поток Сянцзяна, были вырыты северный и южный каналы (Бэй-цюй и Нань-цюй). Северный канал, длиной около 2,4 км, был прорыт параллельно природному руслу Сянцзяна, а южный, собственно являющийся Лин-цюем, призван был отводить воды этой реки в Лицзян. Его длина равна приблизительно 5 км. Поскольку русло р. Лицзян было не приспособленным для навигации, его углубили на участке длиной около 27 км, начинающемся с места втекания в него Наньцюя и заканчивающимся его соединением с р. Гуйцзян. Во время разлива рек воды из верхнего течения Сянцзяна должны были для предотвращения наводнения частично отводиться в ее природное русло через водосбросы, находящиеся в начале Нань-цюя.
 
Лин-цюй регулярно ремонтировался в эпоху Хань. К началу IX в. он пришел в плохое состояние и стал непроходимым, но в 825 был восстановлен. Под руководством чиновника Ли Бо на нем было размещено 18 гидросливов, выполняющих функции шлюзовых затворов и обеспечивающих ступенчатое изменение уровней воды по всей длине канала. В XI–XII вв. их заменили на 36 улучшенных шлюзовых затворов, благодаря которым уровни воды соседних шлюзов стали почти одинаковыми. Канал все еще действует.
 
Великий канал (Да-юнь-хэ). В 486 до н.э. было закончено строительство канала Юнь-янь-хэ – Река для перевозки соли, начатое еще около 540 до н.э. Этот канал, длиной около 160 км, соединил Янцзы (рядом с г. Янчжоу и Чжэньцзян), Хуайхэ (рядом с г. Хуайинь, называемым также Цюнцзян) и Хуанхэ, которая в те времена протекала южнее современного положения и сливалась с Хуайхэ в районе подведения к ней канала. Он был сделан с целью доставки продовольствия из отдаленных южных провинций. Впоследствии этот искусственный водный путь – Южный великий канал (Нань-юнь-хэ) стал частью знаменитого Великого канала (Да-юнь-хэ).
 
Через три года после постройки первого участка между р. Янцзы и г. Хуайинь, в 483 до н.э., канал был продлен к северу по южному руслу Хуанхэ до соединения с р. Ихэ и бассейном р. Вэйхэ (г. Цзи-нин).
 
Работа по удлинению канала была продолжена при суйском императоре Ян-ди, взошедшим на престол в 605. Южная его часть, построенная в 610, начинаясь от г. Чжэньцзяна на р. Янцзы, достигла области Ханчжоу. Эта часть, называемая каналом Цзян-нань (Цзян-нань-юнь-хэ), имеет протяженность 350 км и ширину 50 м и дает начало множеству отводных каналов. Тогда же была произведена реконструкция других частей канала. Чтобы отметить завершение строительства, Ян-ди провел по каналу флотилию, растянувшуюся на 100 км. По всей длине новый канал сопровождался почтовым путем и посадками ивовых деревьев. На нем располагались регулярные якорные стоянки и станции охраны.
 
Великий канал оставался главным водным путем, соединяющем север и юг, в эпохи Тан и Сун. При династии Тан по нему ежегодно на север отправлялось более двух миллионов тонн зерна, а при Сун тоннаж увеличился до семи миллионов. Великий канал обеспечивал значительный прирост экономики Китая в те времена.
 
Его строительство продолжилось при династии Юань в XIII в., чтобы транспортировать зерно от нижнего течения Янцзы в столичный Пекин. К 1289 был построен северный участок канала, протянувшийся от ранее существовавшей центральной части до р. Вэйхэ, на который севернее находится г. Тяньцзинь. Этот город соединяется с г. Тунчжоу р. Хайхэ, а далее к Пекину идет отводной канал.
 
Еще одна крупная перестройка канала была осуществлена при династии Мин в 1411, когда была реконструирована его секция от г. Линьцина на Вэйхэ до соединения с Хуанхэ.
 
Великий канал – самый ранний по времени начала строительства и самый длинный искусственный водный путь в мире (предшествовавшие ему каналы в Месопотамии были ирригационными). Начинаясь от Пекина на севере и достигая Ханчжоу на юге, в целом он, складывающийся из отрезков, построенных в разное время, простирается почти на 1800 км. Глубина Великого канала – от 3 до 9 м, а ширина в различных местах варьируется от 50 до 300 м. Он связывает пять больших речных бассейнов – Хайхэ, Хуанхэ, Хуайхэ, Чанцзян и Цянь-тан. Появление Великого канала восполнило отсутствие в Китае естественного водного пути с севера на юг. Выгода от его эксплуатации была огромна. Связав север и юг, он объединил экономику этих регионов и облегчил управление страной.
 
В XIX в. череда бедственных наводнений разрушила плотины на Хуанхэ, которая, в очередной раз изменив курс, стала протекать по нынешнему руслу. После восстания тайпинов (1850–64) и нянь-цзюней (1853–68) использование канала в качестве основного водного пути к Пекину было оставлено, и постепенно его северные секции пришли в плохое состояние. С 1934 на канале между Янцзы и г. Хуайинь проводились обширные восстановительные работы. Были построены судоходные шлюзы, позволившие проходить эту секцию пароходам среднего размера. В 1958–1964 канал вновь был реконструирован, значительно расширен и углублен, благодаря чему стал способен нести суда водоизмещением до 600 тонн. В настоящее время Великий канал используется не только как главная артерия водного транспорта страны, но и для обеспечения в отдельных южных областях интенсивной ирригации, позволяющей снимать по два урожая риса в год.
 
Судоходные шлюзы. Судоходный шлюз, в котором осуществляется попеременный подъем и спуск воды для выравнивания с уровнем воды за воротами шлюза, был изобретен и построен в 984 Цяо Вэй-юэ, помощником министра транспорта в Хуайнани. Поводом для его постройки послужила необходимость бороться с кражами зерна, транспортируемого по каналу. До 984 лодки, которые у китайцев были почти плоскодонными и не имели килей, могли преодолевать разноуровневые отрезки каналов только волоком через специальные гидросливы, устанавливавшиеся для регулирования уровней водного потока и делавшиеся в виде плавных скатов. Лодки перетаскивались через них волоком по рельсам с помощью веревок, которые тянулись волами или рабочими, иногда использующими специальную лебедку. На гребне ската лодку сильно встряхивало, и часто она повреждалась. Зерно из лодки могло просыпаться и быть разграблено. Часто такие поломки совершались намеренно служащими канала. Цяо Вэй-юэ решил прекратить эту практику, избавившись от гидросливов. Сооруженный им первый водоподъемный шлюз имел длину между воротами около 76 м и находился под навесом. Берега шлюза были укреплены, а рядом был построен мост. Ворота шлюза перемещались вертикально и делались из деревянных брусьев.
 
Ворота китайских шлюзов представляли собой разновидность шандоров, т.е. комплекса деревянных брусьев или, как стали делать позже, каменных балок, уложенных горизонтально друг на друга и образующих подвижную часть затвора для перекрытия водопропускного отверстия гидротехнического сооружения. Обычные размеры китайских шандоров – длина 4 м и толщина 10–12 см. Шандоры могли использоваться не только как ворота шлюзов, но и как разборные плотины. Для их подъема использовалось простое устройство. С обеих сторон открывающегося прохода канала на массивных каменных бычках устанавливались под углом в 45° по две удлиненные каменные плиты на расстоянии 10–15 см друг от друга. Через каждую пару плит вверху продевался металлический стержень с навитыми тросами которыми вручную производился подъем или опускание шандоров.
 
Подъемные шлюзы были установлены по всему Великому каналу за последующее, XI-е, столетие. Они позволили значительно увеличить объем перевозок зерна, поскольку конструкция гидросливов ограничивала тоннаж судов примерно 21 тонной, а процесс перетаскивания через них тормозил движение судов, которые выстраивались в очередь перед скатом. Разница водных уровней в шлюзах Великого канала доходила до 1,5 м. В целом различие в уровнях было значительным, так как Великий канал на отдельных отрезках возвышался над уровнем моря на 42 м.
 
В Европе первый шлюз был сооружен в 1373. Его заимствование из Китая не установлено. Камерный шлюз современного типа, имеющий в стенах водопроводы, был построен в Китае в 1933 на р. Сяоцинхэ (пров. Шаньдун).
 
Морские дамбы. Для борьбы с морским прибоем население приморских районов с древних времен было вынуждено сооружать береговые укрепления. Самое раннее китайское упоминание о морских дамбах имеется в комментарии (чжу [2]) начала VI в. Ли Дао-юаня к главе о р. Цзянь-цзян «Шуй цзина» («Книга рек»). О дамбах там говорится как о «стене, защищающей от моря», которая возводилась из земли.
 
В прибрежных районах пров. Чжэцзян и Цзянсу, выходящих к Восточному морю, стоит всемирно известная морская дамба, сооружение которой началось в эпоху Южных и Северных династий (375–583). Вначале ее строили из дерева, но в первой половине XI в. стали переходить на гранит. В XIV в. гидроинженер Ван Си, автор «Чжи хэ ту люэ» («Иллюстрированные правила регулирования рек»), использовал тесанные каменные блоки 1,5–1,8 м в длину и сечением около 50 на 50, которые выкладывались уступами наподобие лестничных ступней и выполняли функцию волнолома, легко выдерживающего удары штормовых волн. После завершения строительства дамба растянулась с юга на север от г. Ханчжоу (пров. Чжэцзян) до г. Цзинь-шаньвэй (пров. Цзянсу) на 150 км. Она действует и ныне, защищая обширное пространство плодородной дельты и прибрежной равнины от разрушительной силы морских волн.
 
Источники:
Марко Поло. Книга о разнообразии мира / Пер. И. Минаева. М., 2005; Сыма Цянь. Исторические записки («Ши цзи»). Т. IV. / Пер. Р.В. Вяткина. М., 1986.
 
Литература:
Ащепков Е.А. Архитектура Китая. М., 1959; Еремеев. В.Е. Строительство в традиционном Китае // История науки и техники. 2007, № 4, с. 19–26; Мао Цзо-бэнь. Это изобретено в Китае. М., 1959; Нестерук Ф.Я. Водное хозяйство Китая // Из истории науки и техники Китая. М., 1955, с. 3–109; Стужина Э.П. Китайский город XI–XIII вв.: Экономическая и социальная жизнь. М., 1979; Чжунго гудай цяолян (Древние мосты в Китае). Пекин, 1957; Ancient China’s Technology and Science / Compiled by the Institute of the History of Natural Science, Chinese Academy of Science. Beijing, 1983; Boyd A. Chinese Architecture and Town Planning 1500–1911. Chicago, 1962; Inn H. Chinese Houses and Gardens. N. Y., 1950; Needham J. Science and Civilisation in China. Cambridge, 1971. Vol. IV, Pt. 3; Temple R. The Genius of China: 3000 Years of Science, Discovery and Invention. N. Y., 1986; Londermilk W.C., Wickes D.R. Ancient Irrigation in China Brought up to Date // Scientific Monthly. 1942, № 3, p. 209–225.
 
Ст. опубл.: Духовная культура Китая: энциклопедия: в 5 т. / гл. ред. М.Л. Титаренко; Ин-т Дальнего Востока. — М. : Вост. лит., 2006–. Т. 5. Наука, техническая и военная мысль, здравоохранение и образование / ред. М.Л. Титаренко и др. — 2009. — 1055 с. С. 305-320.