Юный техник, 2003 № 04 - [8]
Отметим, что, как показывает опыт истории, строительство каналов исключительно благотворно действует на жизнь и экономику любой страны. Вот, к примеру, Китай.
Две тысячи лет назад здесь в долинах рек Хуанхэ и Янцзы ценой громадных усилий был построен Великий канал. Если бы не он, возможно, каждый пятый человек на Земле не был бы китайцем…
В XIX веке строительством каналов занялись американцы. Здесь впервые при строительстве каналов началось применение паровых экскаваторов и землечерпалок. Начав с мощной сети каналов общей протяженностью 1500 км в районе Великих озер, они еще прорыли и Панамский канал. И это во многом помогло США стать крупнейшей торговой державой мира.
Огромное количество каналов строили тогда в Европе, особенно в Германии, а итальянский астроном Скиапарелли увидел каналы даже на Марсе…
Экскаватор-кран на строительстве Чикагского канала, 1890-е годы.
Строительство каналов на Марсе. А.Богданов, научно-фантастическим роман «Инженер Менни», 1924 г.
Так что строительство Сибиро-Аральского канала могло бы решить многие проблемы, но тут в науку вмешалась политика. От проекта отказались.
Сегодня Центральной Азии по-прежнему не хватает воды, и проблемы усугубляются. Китай стал забирать воду из текущего по его территории Черного Иртыша. Его примеру может последовать Казахстан. Афганистан рано или поздно начнет поднимать сельское хозяйство и промышленность (а как им без воды?!) и, конечно, начнет забирать воду из верхнего течения Амударьи, что еще более ухудшит положение Центральной Азии. Так что проблема, как видите, по-прежнему актуальна.
И потому недавнее предложение мэра Москвы Юрия Лужкова выглядит логичным. Изъятие части стока сибирских рек для районов Урала и Центральной Азии позволит, с одной стороны, снизить риск наводнений, которые обходятся стране очень дорого и в связи с глобальным потеплением климата грозят стать чаще и мощнее, с другой же — поможет засушливым районам, где воды не хватает.
Более того, проект может стать довольно прибыльным для страны. Ведь если раньте отдачу от переброски рек планировали получать от прироста урожая, сегодня можно вести речь о прямой продаже излишков воды.
Но это все теория. И пусть Ю.М. Лужков — инженер, известный изобретатель, опытнейший хозяйственник и вообще человек государственный, зададимся все же вопросом: насколько реально, хотя бы в первом приближении, претворить этот эпохальный проект в жизнь?
Вот задачка для 7-го класса средней школы: воду в количестве 1150 м>3/с нужно поднять на высоту 100 м, чтобы перебросить через Тургайское плато. Какова же должна быть мощность насосов?
Один кубометр воды весит тонну. Это значит, мы должны поднимать в секунду 1150 т воды. Необходимую для этого мощность найдем по школьной формуле N = m x g x h/t.
Но это мощность идеальная, когда КПД всех механизмов равен 100 %.
Сделаем далее предположение о характере применяемой техники. Пусть воду в каналах поднимают насосы, которые закачивают ее в шлюзовые камеры, необходимые для прохода судов. В этом случае насосы будут распределены по каналу на большой протяженности, и их легче всего питать электричеством. КПД электродвигателя, вращающего насос, и самого насоса примем по 90 %. В действительности они могут быть и выше, но мы с вами опять для надежности берем наихудший вариант. КПД всей насосной установки составит 0,9 x 0,9 = 0,81. Тогда для определения расхода электроэнергии мы должны идеальную мощность разделить на КПД. В итоге получаем 1 400 000 кВт. Эту мощность в принципе можно взять от Единой энергосистемы страны (ЕЭС). Однако нет уверенности, что линии электропередачи в государствах Центральной Азии справятся с такой нагрузкой.
Возможно, для энергообеспечения канала придется специально строить электростанцию и специальную линию электропередачи. Для ее работы потребуется около трех с половиной миллионов тонн угля в год. Поэтому выбор для нее места — дело очень ответственное. Оно должно быть таким, чтобы затраты на доставку топлива и на строительство линии электропередачи получились как можно ниже.
Однако возможны и другие решения. Ведь, в сущности, нам нужна лишь механическая энергия для вращения насосов. Ее могут нам дать газотурбинные установки, созданные на базе авиационных реактивных двигателей. Их уже десятки лет выпускают серийно, и все это время они исправно работают на нефте- и газопроводах.
Газовые турбины, приводящие в действие насосы, могут работать и на природном газе, подаваемом по специальному трубопроводу вдоль канала.
Если применить, например, очень экономичные наземные газотурбинные двигатели НК-37, развивающие по 25–30 тыс. кВт каждый, потребуется около 2,5 млн т природного газа в год. Это совсем не много в масштабах страны — около 1 %.
Эти двигатели очень легки, весят 9,8 т вместе с рамой. Их могут перевозить автомобили и вертолеты. Строительство газотурбинных установок в 15–20 раз дешевле, чем тепловых электростанций. К тому же, в отличие от тепловых электростанций, для охлаждения им не нужна вода. Есть над чем подумать, но ясно: перекачка воды — проблема решаемая. Теперь о способе ее доставки.
