Введение

Участок неподвижной воды, заключённый между двумя шлюзами канала. Каналный фунт (от англ. impound), отрезок или уровень (американский вариант) – это участок неподвижной воды, заключённый между двумя шлюзами канала. Длина канального фунта может варьироваться от отсутствующей, когда два или более непосредственно соседних шлюза образуют шлюзовую лестницу, до многих километров/миль. Самый длинный каналный фунт в Соединённом Королевстве расположен между остановочным шлюзом на канале Трент и Мерси в Престон-Брук (Dutton Stop Lock No 76) и началом канала Лидс и Ливерпуль возле Ли (Poolstock Bottom Lock No 2), на расстоянии 39,5 миль (64 км). Другой длинный фунт находится на канале Кеннет и Эйвон между нижней шлюзой Вуттон-Риверс и верхней шлюзой Кейн-Хилл. Самый длинный уровень на канале Эри в Нью-Йорке составлял 60 миль (фактически 64,2 мили (103 км)) между Генриеттой и Локпортом.

История

Фунты возникли с развитием камерных шлюзов, заменивших более ранние затворные шлюзы. Ключевой особенностью камерных шлюзов было то, что уровень воды между шлюзами оставался в основном постоянным, в отличие от переменных уровней, создаваемых открытием затворных шлюзов. На некоторых американских каналах отдельные фунты получили прозвища из-за расстояния между шлюзами; например, "Восьмимильный уровень" на канале Чесапик и Огайо располагался между шлюзом Райли (шлюз № 24) и переправой Эдварда (шлюз № 25), на расстоянии около 8 миль (13 км).

Инженерные соображения

Нелегко построить канал, который не будет пропускать воду. Гравийная или рыхлая почва будет протекать несколько лет, пока не осядет и не уплотнится. Для облицовки канала использовали глину или суглинок, но это не было надежным решением. Канал Юнион и канал Скулкилл, где основание канала (форма канала в поперечном сечении) прокладывалось во взрывным способом через известняк, протекали настолько сильно, что их приходилось облицовывать деревом. Через несколько лет дно канала оседало и уплотнялось, и необходимость в глиняной обмазке отпадала.

Водоснабжение

Инженеров больше всего беспокоило водоснабжение канала. Насосы значительно увеличивали бы эксплуатационные расходы, особенно на верхнем уровне, поэтому предпочтительнее было использовать воду, поступающую самотеком. Подводящие каналы могли быть длиной от 32 до 48 километров, при необходимости. Дно канала должно было иметь уклон, чтобы вода не текла слишком быстро вниз и не затрудняла движение судов вверх по течению. Если плотина не строилась, часто приходилось прибегать к насосам. Компания Chesapeake and Ohio установила паровой насос возле Южной ветви, около 174-й мили, производительностью около , поскольку воды из плотины № 8 было недостаточно. Эта проблема особенно актуальна для верхних перегонов (см. ниже). На канале Делавэрского участка река Делавэр использовалась для перекачки воды в канал с помощью подпорного водяного колеса, соединенного с другим колесом, снабженным ковшами, которые поднимали речную воду на уровень канала.

Зима

Там, где зимой образовывался лёд, обычно закрывали и осушали русло канала. В это время проводились работы по выемке песчаных отмелей, а также ремонт шлюзов и других гидротехнических сооружений. Исключения делались в случае военных нужд; например, канал Чесапик и Огайо оставался открытым зимой 1861–1862 годов из-за Гражданской войны в США.

Уровни ходьбы и ремонт

На американских каналах часто работал человек, называемый «обходчиком уровня» (канал Чесапик и Огайо), «сторожем берега» (канал Эри), обходчиком или инспектором, чья работа заключалась в том, чтобы ходить вдоль фунта (уровня) с лопатой, проверять на наличие утечек и устранять незначительные, прежде чем они могли привести к серьезному повреждению, и вызывать бригаду для устранения крупных утечек. Его обход составлял около 32–40 километров в день. Утечки вызывали ондатры, роя норы в канале, а также конкуренты, такие как дилижансы или гужевые перевозчики, которые саботировали канал, выкапывая ямы в берегах. В его обязанности также входило проверять, выпускают ли шлюзы перелива достаточное количество воды, проверять акведуки на предмет повреждений, а также вызывать его ночью для поиска пропавших без вести, предположительно утонувших в канале. Для водопропускных труб и шлюзов ряд тяжелых досок, соединенных «шип-паз», забивали поперек канала (подобно коффердаму) выше и ниже прорыва, и они разбухали при намокании. Компании, управляющие каналами, часто объявляли награды за ондатр, например, на канале Миддлсекс. Чтобы поддерживать уровень воды, компания построила в общей сложности восемь резервуаров вблизи вершины. Водохранилище Холлингворт находилось ниже вершины, поэтому был установлен паровой двигатель для перекачки воды по 6-километровому питательному каналу, который доставлял ее к вершине. Одной из причин нынешних ограничений на движение судов по вершине является то, что права на воду и связанные с ними сооружения были проданы различным местным органам власти в 1923 году в соответствии с Законом о водоснабжении городов Олдем и Рочдейл, поскольку последующий рост рекреационного судоходства не был учтен. Первым каналом в Соединенном Королевстве, построенным с вершиной фунта, был канал Ньюри, завершенный в 1741 году, который соединял Ньюри с озером Ниа. Вершина фунта имела длину 8 километров, между перевалами Пойнтц и Террихуган, но ее водоснабжение долгое время было проблемным. Канал Юнион в Пенсильвании также страдал от нехватки воды на вершине. Чтобы исправить это, инженерам пришлось построить три большие плотины через ручей Свартара, плотину длиной в 1,6 километра над ручьем Каттейл, а затем вода поступала на электростанцию, где ее перекачивали (с помощью водяных колес и дополнительных паровых насосов, если это необходимо) на высоту 29 метров, после чего она протекала через акведук протяженностью 6,4 километра. Канал Моррис в Нью-Джерси использовал озеро Хопатконг для питания своего верхнего фунта через питательный канал. Озеро было достаточно большим, чтобы суда могли заходить в него с канала. Шлюз 1E находился к востоку от вершины, а шлюз 1W — к западу от вершины. Панамский канал также использует озеро (озеро Гатун) в качестве своего верхнего фунта.

Фунт с отвалом

Обратная сторона высокого фунта — это сумп-фунт. В отличие от высокого фунта, в сумп-фунте каждый входящий или выходящий из него барж вызывает приток воды. Самый длинный из них — Фенни-Стратфордский фунт длиной 19 км на канале Гранд-Юнион, между шлюзом Косгроув, который начинает подъем к Браунстонскому высшему фунту на севере, и шлюзом Фенни-Стратфорд, который начинает подъем к Булборнскому высшему фунту на юге. Каждому сумп-фунту необходимо место для сброса избыточной воды, и в данном случае большой виадук и акведук, расположенные сразу к югу от шлюза Косгроув, переносят канал через реку Грейт-Уз, которая и выполняет эту функцию.

Замок

Пунт шлюза расположен между двумя шлюзами, находящимися на небольшом расстоянии друг от друга. Уровень воды в пунте подвержен колебаниям при использовании шлюзов. Суда, входящие в пунт с нижнего уровня, забирают из пунта объём воды, соответствующий объёму шлюза, а суда, использующие верхний шлюз, добавляют такой же объём. Поскольку максимальный уровень воды в пунте обычно регулируется переливной плотиной у нижнего шлюза, часть воды из верхнего шлюза может выливаться через неё, и если перепад высот нижнего шлюза больше, то при прохождении судна через пунт происходит чистая потеря уровня воды.

Боковой фунт

Боковой отсек — особый тип очень короткого шлюзового отсека, расширенного в сторону для компенсации небольшого расстояния между шлюзами, чтобы избежать сильных колебаний уровня воды. Примером является комплекс шлюзов Кейн-Хилл на канале Кеннет и Эйвон. Для подъема на холм к Девизу необходимо пройти 29 шлюзов. Первые семь и последние шесть имеют обычные отсеки, но средние шестнадцать оборудованы большими боковыми отсеками, что позволяет разместить все 16 шлюзов на расстоянии около 0,6 мили (1 км). Аналогичную функцию выполняют боковые пруды на шлюзовых лестницах, таких как лестница Фокстон. Десять шлюзов организованы в виде двух лестниц по пять камер в каждой, где каждый шлюз может сбрасывать воду в пруд ниже и получать воду из пруда выше. Несмотря на то, что они соединены со шлюзами водосбросами, их часто называют боковыми отсеками, поскольку они поддерживаются на уровне, который был бы у промежуточного отсека, если бы он существовал. Термин "боковой пруд" также используется для обозначения водосберегающего бассейна, который поддерживается на уровне между верхним и нижним уровнем одного шлюза. Большинство шлюзов на Большом канале Юнион между шлюзами Уилтон и 45-м шлюзом в Булборне, у соединения с Вендоверским рукавом, были построены с двумя такими боковыми прудами, хотя в настоящее время они не используются.

Регулирование уровня воды

В каналах используются различные устройства для предотвращения чрезмерного повышения уровня воды в затонных участках, что может вызвать наводнения, размывы берегов и другие повреждения.

Отходы плотин

Распределительные плотины используются для регулирования уровня воды в канале. Любая вода, превышающая высоту самой верхней доски в распределительной плотине, переливалась бы через доску и вытекала из канального отрезка. Доски можно было добавлять или убирать для регулировки уровня воды. Распределительные плотины часто имели затворы в нижней части, позволявшие полностью осушить канал для ремонта, в аварийных ситуациях или в конце навигационного сезона для зимовки. На некоторых каналах (например, на канале Чесапик и Огайо), за исключением коротких уровней, почти на каждом уровне между шлюзами располагалась распределительная плотина. У шлюзов часто была обходная плотина, которая подавала воду в водослив, позволяя воде обходить шлюз и поступать в нижний отрезок канала. Ее можно было регулировать, подобно распределительной плотине, добавляя или убирая доски для контроля уровня воды.

Разлив и неофициальные переполнения (мульские напитки)

Также использовались переливные устройства, позволяющие воде переливаться в окружающие реки. Они могут располагаться над береговой тропой или на откосе канала. "Неформальный перелив" на американских каналах – это углубление в береговой тропе, выполняющее функцию перелива, но обычно не имеющее бетонной или формальной конструкции. Баржечники иногда называли их "мульёвыми пои́лками", поскольку мулы пили воду, стекающую по береговой тропе. Неформальные переливы часто заменяли регулирующим порогом или облицовывали бетоном или каменной кладкой для создания более "постоянного" переливного устройства.

Остановите ворота

Если бы фунт (участок канала) был длиной в много миль, то иногда канал проектировался с затворами, чтобы в случае пробоины канал не потерял сразу всю воду. Изоляция пробоины позволяла компании быстрее проводить ремонтные работы. Например, на 14-мильном участке канала Чесапик и Огайо перед и после Большого бассейна были установлены затворы, чтобы озеро Большой бассейн не пришлось осушать в случае пробоин или ремонта.

Бегство животных

На канале Эри, в трехмильном скальном разрезе над Локпортом, если мул или лошадь падали в камеру канала, в буксирном пути были сделаны специальные "лазы" – углубления, замаскированные деревянными досками, чтобы животное могло в них забраться и быть спасенным. Это было необходимо, так как берега были практически отвесными, что делало невозможным извлечение животного из канала. Рампы вдоль каналов рядом с буксирными путями довольно распространены в Англии, особенно в местах, где лошади часто падали в воду. Например, такая рампа есть на шлюзовой лестнице Ханвелл на канале Гранд-Юнион.

Песчаные брусья и препятствия

На уровне канала иногда встречаются песчаные отмели или мелководные участки, где лодка может застрять. На английских каналах лодочники часто берут с собой шест (баржу), чтобы отталкивать лодку от препятствий. Некоторые лодки были оснащены длинными шестами с железными наконечниками для отталкивания, хотя на некоторых каналах их использование было запрещено. Иногда лодочники просили привратника шлюза выше по течению создать подпор (увеличить уровень воды), чтобы поднять уровень воды и освободить лодку с отмели.