§ 1—2. СОСТОЯНИЕ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОЙ НАУКИ В ДОРЕВОЛЮЦИОННОЙ РОССИИ
Основоположником гидротехнического образования мелиоративной специальности была Петровская земледельческая и лесная академия, ныне Московская сельскохозяйственная академия им. К. А. Тимирязева, где в 1894 г. открылся инженерно-мелиоративный факультет. В 1907 г. при Донском и Петербургском политехнических институтах были открыты инженерно-строительные отделения (факультеты), выпускавшие инженеров-строителей гидротехнической специальности, в том числе в области мелиорации. Однако выпуски были немногочисленными. Так, Петербургский институт выпустил в 1915 г. 4, а в 1916 г. — 7 инженеров. Инженеров-гидротехников, но не мелиоративной специальности выпускали и другие институты, например Петербургский институт инженеров путей сообщения. Киевский политехнический институт.
Курса гидротехнических сооружений как самостоятельного в то время не было; его элементы были включены в другие курсы (водные пути сообщения, водопроводы и канализация и др.). В 1898 г. в Академии был введен курс сельскохозяйственной гидротехники (проф. В. В. Нодаров), но не было курса гидравлики, введенного по настойчивым требованиям студентов лишь в 1914 г. Курс гидросиловых установок в весьма сокращенном виде читался вместе с курсом гидравлики; курс мелиорации только начинал вводиться. Не было и учебников по гидротехнике, кроме курсов водных путей сообщения и водопроводов.
Учебник по мелиорации с освещением гидротехнических сооружений был составлен Е. А. Зимариным с помощью В. Д. Журима и И. В. Зубова по двухлетней записи лекций проф. С. Н. Максимова (в 1912—1913 гг.) с широким использованием технической русской, английской и немецкой литературы.
Учебные лаборатории в России имелись только по курсу гидравлики; гидротехнической, мелиоративной, насосной, гидросиловой лабораторий не было; в министерство путей сообщения была небольшая русловая лаборатория (проф. В. Е. Тимонов).
Очевидно, что технических кадров даже для весьма скромных масштабов гидротехнического строительства того времени было недостаточно. Поэтому, когда стал намечаться некоторый сдвиг в развитии мелиорации, министерство земледелия и государственных имуществ в 1906—1912 гг. командировало нескольких инженеров (С. Ф. Островским, Η. Н. Епанчин, В. В. Чиков, Е. Е. Скорняков, Η. Н. Синельников, В. Г. Глушков и др.) в США, Канаду, Египет, Индию, Италию. Францию для ознакомления с заграничным опытом. В результате командировок были составлены и опубликованы отчеты, содержавшие описание виденного, в те материалы по ирригации, которые были получены на местах. В то же время переведен и издан труд В. Бляя, Кеннеди и др., откуда в русскую практику вошли известный прием В. Бляя, формула Кеннеди.
Еще острое стоял вопрос о средних и низших технических кадрах. Средних и низших школ по мелиоративной гидротехнике не было.
Низший технический персонал представлен был арык-аксакалами и мирабами, в большинстве своем совершенно неграмотным. Для повышения квалификации низшего персонала, или, вернее, для сообщения ему самого ограниченного технического минимума, были сделаны попытки организации кратковременных курсов в зимний период. Такие курсы были, например, созданы при Общетуркестанской изыскательской партии, возглавлявшейся инж. Π. М. Максимовым. На них изучались сведения по промеру русел, измерению скоростей поплавками, измерению уровнем по рейкам, измерению расходов по водосливам (но таблицам), основы арифметики и др. Просмотренных м утвержденных программ занятии ее было.
Не было и организованной подготовки научных кадров по гидротехнической специальности; при кафедрах оставлялись в индивидуальном порядке будущие научные работники; некоторые из них получали командировки за границу.
Подготовка инженеров по общеобразовательным и общетехническим дисциплинам была хорошей, по циклу специальных дисциплин — недостаточной; по было подготовки по исследовательским дисциплинам. В освоении и развитии науки инженеры были предоставлены самим себе. Насколько слабо была поставлена подготовка научных кадров в царской России, покалывает пример старейшего инженерно-мелиоративного факультета Петровской академии, где за 1894—1917 гг., т. е. за 24 года, были подготовлены по гидротехнике всего лишь один профессор и один доцент.
Интересно отметить, что за такой же срок (1918—1943 гг.) кафедрой гидротехнических сооружений Московского института инженеров водного хозяйства было подготовлено 5 профессоров. 3 доктора технических наук, 12 доцентов со степенью кандидата наук и 14 кандидатов паук.
Трудно было развивать науку, не имея лабораторий и опытно-полевых баз на строительстве при отсутствии в сущности и самого строительства (понимая его в наших, советских масштабах), а главное, не получая заданий по подготовке научных кадров со стороны правительства и частных строительных компаний.
Из хорошо поставленных исследовательских организаций следует отметить две — Гидрометрическую часть ОЗУ1 (с 1910 г.) и Гидромодульную часть ОЗУ (с 1912 г.). Гидрометрические работы на крупных судоходных реках велись министерством путей сообщения; Гидрометрическая часть ОЗУ изучала водный режим крупных и мелких рек, преимущественно в областях осушения и орошения. Большое внимание уделялось изучению наносного режима, методике изучения состава наносов (непрерывный анализ механического состава наносов на телеграфной ленте по способу проф. В. Г. Глушкова), были созданы русловые станции у гг. Керки и Турткуля на Аму-Дарье.
В Ташкенте был построен кирпичный круглый тарировочный бассейн, замененный в 1927 г. бассейном специальной (не круглой) формы и линейным тарировочным бассейном, построенными Среднеазиатским опытно-исследовательским институтом водного хозяйства (ныне САНИИРИ).
Гидрометрические исследования велись на рр. Или, Чу, Сыр-Дарья, Нарын, Карадарья, Зеравшан, Кашкадарья, Аму-Дарья, Кура, Араке, Риони, Самур, Терек, на речках Черноморского побережья Кавказа и др. Гидрометрическая часть ОЗУ регулярно издавала обширные годовые отчеты своих трудов, представляющих значительный научный интерес.
Гидромодульная часть (А. Н. Костяков) вначале изучала преимущественно фактический гидромодуль в Среднем Азии и Закавказье; в дальнейшем с открытием опытно-мелиоративных станций (в Голодной степи, в Иолотани — в Туркмении, на Мусами, на Тингуте Астраханской губернии, в Валуйках Самарской губернии) началось изучение оптимального гидромодуля, норм и сроков полива, техники полива. Так, И. С. Мастеровым на Тингутинском опытно-мелиоративной станции подробно изучалась техника полива по бороздам (длина борозд без сброса воды, глубина борозд и расстояния между ними и т. п.). Гидромодульная часть также ежегодно издавала обширные годовые отчеты о работах, представлявших известный научный интерес.
В 1914 г. была учреждена Механическая часть ОЗУ, на которую возложили разработку вопросов по механизации производства земляных работ. В том же году Механической частью были проведены подготовительные работы по выбору типов и заказу землечерпательных снарядов и экскаваторов для регулирования р. Ирпень, для осушительных работ в Псковской губернии, в Барабе Томской губернии, для очистки от наносных отложений Голодностепского канала, для расчистки русел в плавнях Дуная и др. Разразившаяся империалистическая война 1914 г. прервала деятельность Механической части.
1 ОЗУ — отдел земельных улучшений министерства земледелия и государственных имущества
Помимо рассмотренных частей, ОЗУ организовал отдельные научно- исследовательские отряды, изучавшие фактический гидромодуль, потери воды в каналах и речках, количество и состав взвешенных наносов, коэффициенты шероховатости и др. Недостатком исследовательских работ было отсутствие их координации, не было связи с другими научными и учебными учреждениями, итоги работ не обобщались. По-видимому, это обстоятельство явилось одной из причин учреждения при ОЗУ постоянного органа — Совещания по опытно-строительному делу, которое привлекло к работам по гидротехнике и строительству крупнейшие научные силы.
Большое внимание Совещание уделяло вопросам организации мелиоративно-гидротехнических изысканий, а с 1913—1914 гг. и вопросам конструкций гидротехнических сооружений; предусматривалось превращение учебных гидравлических лабораторий в исследовательские гидротехнические. Совещание в основном выполняло функции Научно-технического совета. Однако плодотворное развитие работ Совещания было сорвано разразившейся войной.
Важную роль в развитии науки играли съезды инженеров-гидротехников, созываемые ОЗУ. Интересно отметить, что на съездах поднимались вопросы, сохранившие свое актуальное значение и в наше время, например о кадастре гидротехнических сооружений, стоке с малых бассейнов, водном законодательстве и др. ОЗУ оказывал помощь районным мелиоративным съездам (Одесскому, Киевскому, Московскому, Новочеркасскому и др.), Совету мелиоративных съездов (в Петербурге).
Следует отметить систематическую и обстоятельную документацию технических работ в министерстве земледелия и государственных имуществ. Сюда относятся превосходные издания отчетов по заграничным командировкам, ежегодников, трудов съездов, трудов совещания по опытно-строительному делу, отчетов проектно-изыскательских контор по отдельным объектам (Чу, Голодная степь, Мургаб, Бараба), материалов по гидрометрической части, материалов по гидромодульной части и др.
Вопросы гидротехники изредка освещались в научных трудах институтов. Так, работа о циркуляции потока проф. И. С. Громеки была опубликована в трудах Казанского университета в 1881 г.; труд «Неравномерное установившееся движение в открытых руслах» проф. Б. Л. Бахметова был опубликован в 1911 г. в «Известиях СПБ Политехнического института»; работа «Закон рассеяния энергии» (о газовой войне) проф. А. Я. Миловича была опубликована в 1915 г. в трудах Новочеркасского инженерно-мелиоративного института. Однако эти труды из-за малости тиража и других причин редко становились достоянием широких технических кругов. Так, упомянутая крупная научная работа проф. И. С. Громеки оставалась неизвестной около 50 лет; классические труды по гидродинамике проф. Η. Е. Жуковского, Д. К. Бобылева, С. А. Чаплыгина получили широкую известность лишь в наше, советское время.
Журналов по мелиоративной гидротехнике но было вовсе, иностранная литература была представлена главным образом по водопроводам; по мелиоративной гидротехнике было переведено и издано несколько книг, например Бляя, Флинна, Басселя, Шпётле, сборник статей во вопросам речного быта.
Отдельные труды, тоже немногочисленные, имели узко прикладное направление: по сельскохозяйственному водоснабжению (В. II. Бельский), земляным плотинам (В. И. Ростовцев), осушению (А. Д. Дубах, Р. Г. Спарро), о потерях на фильтрацию (К. М. Зубрик), об орошении па Мургабе (Μ. Н. Ермолаев), по сельскохозяйственным мелиорациям (А. Н. Костяков, Б. А. Шумаков), орошению и гидроэнергетике (Ф. П. Моргуненков), разработке и использованию торфа (И. И. Вихляев), о бетоне и его применении при устройстве водосливов и водоспусков (Р. П. Спарро). В некоторых трудах (акад. В. В. Бартольд «К истории орошения Туркестана», Е. В. Онноков «Режим речного стока в бассейне верхнего Днепра», его же «Режим грунтовых вод в районе Полесья») освещались вопросы общего характера.
Лучше обстояло дело с литературой по водным путям; были изданы капитальные труды Н. Т. Тянкина по гидрометрии, исследования инж. Н. С. Лелявского и В. М. Лохтина о формировании руслового потока, Б. Н. Кандиба — о регулировании русел, Η. П. Пузыревского — о судоподъемниках, Ф. Г. Зброжека — по водным путям, А. Г. Пюрберга — по портовым сооружениям; было издано более 40 выпусков «Материалов для описания русских рек и истории улучшения их судоходных условии», труды проф. В. И. Курдюмова по строительному делу и др.
Самой гидротехники как научной дисциплины о гидросооружениях и их системах, которыми достигается управление водным потоком во всех его формах (подземным, открытым, напорным и др.), не существовало, ее элементы были не систематизированы, слабо развиты и рассеяны по другим техническим дисциплинам. Курс мелиорации начал существовать как самостоятельный лишь с 1910—1911 гг., и сведения, сообщаемые в нем о мелиоративной гидротехнике, не выходили из рамок обычных данных для курса гидравлики. То же положение было и с гидросиловыми установками, рассматриваемыми лишь как промышленные; на сельскохозяйственные ГЭС не было даже намека.
Изучалось только городское и железнодорожное водоснабжение; о сельскохозяйственном водоснабжении не говорилось вовсе; все сведения о нем можно было получить только в технической литературе, в которой дальше срубовых колодцев и примитивных буровых дело не шло.
Строительство, в том числе и мелиоративное, велось вручную, и только с 1912 г. в ирригации (в Голодной степи) впервые стали применяться экскаваторы.
Самого курса организации и механизации строительных работ не было, его элементы были рассеяны по другим курсам. Так, производство земляных работ рассматривалось в курсе «Строительное искусство», работа экскаваторов, главным образом многоковшовых землечерпалок и землесосов, и очень бегло драглайнов и паровых лопат, освещались в курсе «Дноуглубительные работы» (в водных путях).
Об эксплуатации мелиоративных систем нигде не упоминалось, ничего о ней не говорилось и в других курсах.
