Kanal (građevina)

Venecija, Italija

Kanal ili umjetni plovni putevi su plovni putevi ili projektirani kanali izgrađeni za upravljanje drenažom (npr. kontrola poplava i navodnjavanje) ili za transport vozila za prijevoz vode (npr. vodeni taksi). One nose slobodan, miran površinski tok pod atmosferskim pritiskom i mogu se smatrati umjetnim rijekama.

U većini slučajeva, kanal ima niz brana koje stvaraju rezervoare struje male brzine. Ovi rezervoari se nazivaju slabim nivoima vode, često se nazivaju samo nivoi. Kanal se može nazvati navigacijskim kanalom kada je paralelan s prirodnom rijekom i dijeli dio njenog dotoka i sliva, te koristi svoje resurse izgradnjom brana kako bi povećao i produžio svoje dijelove slabog vodostaja dok ostaje u svojoj dolini. Mnogi kanali su izgrađeni na uzvišenjima, iznad dolina i drugih plovnih puteva. Kanali sa izvorima vode na višem nivou mogu dostaviti vodu do odredišta kao što je grad gdje je voda potrebna. Akvadukti Rimskog carstva bili su takvi kanali za dovod vode.

Kanal može presjeći drenažni presjek na vrhu grebena, što općenito zahtijeva vanjski izvor vode iznad najveće kote. Najpoznatiji primjer takvog kanala su Sueski kanal, Korintski kanal, Panamski kanal.

U nekim gradovima koji se nalaze u neposrednoj blizini mora kanali mogu služiti za odvodnju i prijevozne puteve. Tipični primjeri za gradove s brojnim kanalima su Venecija te Amsterdam ili Sankt Peterburg. Kanal može poslužiti brodskom prijevozu kao plovni put.

Vrste umjetnih plovnih puteva

Navigacioni kanal je niz kanala koji teku otprilike paralelno sa dolinom i koritom potoka neuređene rijeke. Navigacioni kanal uvijek dijeli sliv rijeke. Plovilo koristi mirne dijelove same rijeke kao i poboljšanja, prelazeći iste promjene visine. Pravi kanal je kanal koji siječe preko drenažne podjele, čineći plovni kanal koji povezuje dva različita drenažna bazena.

Konstrukcije koje se koriste u umjetnim vodenim putevima

Navigacioni kanali i kanali koriste projektovane strukture za poboljšanje plovidbe:

• brane i ustave za podizanje nivoa riječne vode na korisnu dubinu;
• spuštanja u obliku petlje kako bi se stvorio duži i blaži kanal oko dijela brzaka ili padova;
• brave koje omogućavaju brodovima i baržama da se penju/spuštaju.

Budući da presecaju drenažne podjele, kanale je teže izgraditi i često su potrebna dodatna poboljšanja, kao što su vijadukti i akvadukti za premoštavanje vode preko potoka i puteva, te načini za zadržavanje vode u kanalu.

Vrste kanala

Postoje dvije široke vrste kanala:

• Plovni putevi: kanali i plovidbe koji se koriste za nošenje plovila koja prevoze robu i ljude. Oni se mogu podijeliti u dvije vrste:
  • Oni koji povezuju postojeća jezera, rijeke, druge kanale ili mora i okeane.
  • One povezane u gradsku mrežu: kao što su Canal Grande i drugi u Veneciji; Grachten Amsterdama ili Utrechta i vodeni putevi Bangkoka.
• Akvadukti: kanali za vodosnabdijevanje koji se koriste za transport i isporuku vode za piće, komunalne potrebe, hidroenergetski kanali i navodnjavanje poljoprivrede.

Važnost

Historijski, kanali su bili od ogromnog značaja za trgovinu i razvoj, rast i vitalnost civilizacije. Godine 1855. kanalom Lehigh prenijeto je preko 1,2 miliona tona antracitnog uglja; do 1930-ih kompanija koja ga je izgradila i upravljala njime više od jednog vijeka se ugasila. Nekoliko kanala koji su još uvijek u funkciji u našem modernom dobu samo su djelić onih koji su nekada pokretali i omogućavali ekonomski rast, zapravo su bili preduvjet za dalju urbanizaciju i industrijalizaciju. Za kretanje rasutih sirovina kao što su ugalj i rude teško je i granično pristupačno bez vodenog transporta. Takve sirovine potakle su industrijski razvoj i novu metalurgiju koja je rezultirala spiralom sve veće mehanizacije tokom 17.–20. vijeka, što je dovelo do novih istraživačkih disciplina, novih industrija i ekonomije obima, podižući životni standard svakog industrijaliziranog društva.

Historija

Transportni kapacitet životinja i zaprežnih kola je ograničen. Mula može nositi osminu tone (113 kg)] maksimalnog tereta preko putovanja mjereno u danima i sedmicama, iako mnogo više za kraće udaljenosti i periode s odgovarajućim odmorom. Osim toga, kolima trebaju putevi. Transport nad vodom mnogo je efikasniji i isplativiji za velike terete.

Drevni kanali

Najstariji poznati kanali bili su kanali za navodnjavanje, izgrađeni u Mezopotamiji oko 4000. godine p. n. e., u sadašnjem Iraku. Civilizacija drevne Indije (Circa 3000 p. n. e.) imala je sofisticirane razvijene sisteme za navodnjavanje i skladištenje, uključujući rezervoare izgrađene na Girnaru u 3000. godine p. n. e.. Ovo je prvi put da se takav planirani civilni projekt odvijao u drevnom svijetu. U Egiptu, kanali Datum postojao je barem od vremena PEPI i Meryre (vladao je 2332-2283 p.n.e.), koji je naredio kanal izgrađen da zaobiđe kataraktu na Nilu u blizini Asuana.

U drevnoj Kini, veliki kanali za riječni transport uspostavljeni su još u proljeće i jesen (8.–5. vijek p. n. e.), a najduži u tom periodu je Hong Gou (Kanal divljih gusaka), koji je prema antičkom historičaru Sima Qian povezao je stare države Song, Zhang, Chen, Cai, Cao i Wei. Caoyun sistem kanala bio je od suštinskog značaja za carsko oporezivanje, koje se uglavnom procjenjivalo u naturi i uključivalo je ogromne pošiljke riže i drugih žitarica. Daleko najduži kanal bio je Veliki kanal Kine, i danas najduži kanal na svijetu i najstariji postojeći. Dugačak je 1.794 kilometra i izgrađen je da nosi cara Yang Guanga između Zhuodua (Peking) i Yuhanga. Projekat je započeo 605. godine i završen je 609. godine, iako je veliki dio radova kombinovao starije kanale, najstariji dio kanala koji postoji najmanje od 486. godine p. n. e.. Čak i u svojim najužim gradskim dijelovima rijetko je širina manja od 30 metara.

Grčki inžinjeri su takođe bili među prvima koji su koristili kanalske brane, kojima su regulisali protok vode u Drevnom Sueskom kanalu još u 3. vijeku p. n. e..

Bilo je malo iskustva u premještanju rasutog tereta kolicima, dok bi tovarni konj ['mogao'] nositi samo osminu tone. Na mekom putu konj bi mogao izvući 5/8 tone. Ali ako se teret nosi plovilom na plovnom putu, tada bi isti konj mogao vući do 30 tona.

— historičar tehnologije Ronald W. Clark koji govori o prometnoj stvarnosti prije industrijske revolucije i doba Kanala.

Hohokam je bilo društvo na jugozapadu Sjeverne Amerike u današnjem dijelu Arizone u Sjedinjenim Državama i Sonore u Meksiku. Njihovi sistemi za navodnjavanje podržavali su najveću populaciju na jugozapadu do 1300. godine. Arheolozi koji su radili na velikim arheološkim iskopinama 1990-ih u basenu Tucson, duž rijeke Santa Cruz, identificirali su kulturu i ljude koji su možda bili preci Hohokama. Ova prahistorijska grupa okupirala je južnu Arizonu još 2000. godine prije nove ere, a u ranom poljoprivrednom periodu uzgajala je kukuruz, živjela je tijekom cijele godine u sjedilačkim selima i razvijala sofisticirane kanale za navodnjavanje. Velika mreža za navodnjavanje Hohokam u metropolitanskoj oblasti Phoenixa bila je najkompleksnija u drevnoj Sjevernoj Americi. Dio drevnih kanala je renoviran za projekat Salt River i sada pomaže u opskrbi grada vodom.

Srednji vijek

U srednjem vijeku vodni transport bio je nekoliko puta jeftiniji i brži od kopnenog. Kopneni transport životinjskim vučnim sredstvima korišten je oko naseljenih područja, ali neuređeni putevi zahtijevali su kola sa tovarnim životinjama, obično od mazgi koje su nosile bilo koji stepen mase, i dok je mazga mogla nositi osminu tone, također su joj bili potrebni vodiči da se brinu o njima, jedan čovjek je mogao čuvati samo možda pet mazgi, što znači da je kopneni transport rasutog tereta bio skup, jer muškarci očekuju nadoknadu u obliku plaće, smještaja i hrane. To je bilo zato što su putevi na dugim relacijama bili neasfaltirani, često preuski za zaprežna kola i u lošem stanju, prolazili kroz šume, močvarne ili blatnjave močvare jednako često kao i po oštećenim putevima. U to doba, kao i danas, veći tereti, posebno rasute robe i sirovine, mogli su se transportovati brodom daleko ekonomičnije nego kopnom; u pred-željezničkim danima industrijske revolucije, vodeni transport je bio zlatni standard brzog transporta. Prvi vještački kanal u zapadnoj Evropi bila je Fosa Karolina sagrađena krajem 8. vijeka pod ličnim nadzorom Karla Velikog.

U Britaniji je Glastonbury kanal prvi post-rimski kanal i izgrađen je sredinom 10. vijeka da bi povezao rijeku Brue u Northoveru sa Glastonbury, na udaljenosti od oko 1,75 kilometara. Vjeruje se da je njegova početna namjena bila transport građevinskog kamena za opatiju, ali je kasnije korištena za isporuku proizvoda, uključujući žito, vino i ribu, sa okolnih imanja opatije. Ostao je u upotrebi najmanje do 14. vijeka, ali vjerovatno sve do sredine 16. stoljeća. Trajniji i sa većim ekonomskim uticajem bili su kanali poput Naviglio Grande izgrađeni između 1127. i 1257. da bi povezali Milano s rijekom Ticino. Naviglio Grande je najvažniji od lombardskih "naviga" i najstariji funkcionalni kanal u Evropi. Kasnije su u Holandiji i Flandriji izgrađeni kanali za odvodnjavanje poldera i pomoć pri transportu robe i ljudi.

Izgradnja kanala je oživljena u ovo vrijeme zbog komercijalne ekspanzije iz 12. vijeka. Riječna plovidba je progresivno unaprjeđena upotrebom pojedinačnih ili flash brava. Vodeći čamce kroz njih koristile su se velike količine vode što je dovelo do sukoba sa vlasnicima vodenica, a da bi se to ispravilo, brava za funtu ili komoru se prvi put pojavila u 10. veku u Kini iu Evropi 1373. godine u Vreeswijku, Holandija. Drugi važan razvoj bila su mitra kapija, za koju se pretpostavlja da je u Italiji uveo Bertola da Novate u 16. vijeku. To je omogućilo šire kapije, a također je uklonilo ograničenje visine giljotinskih brava.

Da bi se izbjegla ograničenja uzrokovana riječnim dolinama, izgrađeni su prvi kanali u nivou vrha sa Kineskim Velikim kanalom 581-617. godine, dok je u Evropi prvi, koji je također koristio pojedinačne prevodnice, bio Stecknitz kanal u Njemačkoj 1398. godine.

Afrika

U Songhai carstvu zapadne Afrike, nekoliko kanala je izgrađeno pod Sunni Alijem i Askia Muhamedom između Kabare i Timbuktua u 15. vijeku. One su se prvenstveno koristile za navodnjavanje i transport. Sunni Ali je također pokušao izgraditi kanal od rijeke Niger do Walate kako bi olakšao osvajanje grada, ali je njegov napredak zaustavljen kada je krenuo u rat s kraljevstvima Mossi.

Rani moderni period

Između 1500–1800. prvi kanal na vrhu koji je koristio kopnene brave u Evropi bio je kanal Briare koji povezuje Loire i Senu (1642.), a zatim ambiciozniji Canal du Midi (1683.) koji povezuje Atlantik sa Mediteranom. Ovo je uključivalo stepenište od 8 brava u Bezieru, tunel od 157 metara i tri glavna akvadukta.

Izgradnja kanala napredovala je u Njemačkoj u 17. i 18. stoljeću s tri velike rijeke, Elbom, Odrom i Vezerom koje su bile povezane kanalima. U postrimskoj Britaniji, prvi izgrađen kanal ranog modernog perioda izgleda da je bio Ekseterski kanal, koji je pregledan 1563. godine, a otvoren 1566. godine.

Najstariji kanal u evropskim naseljima Sjeverne Amerike, tehnički mlinska trka izgrađena za industrijske svrhe, je Mother Brook između Bostona, Massachusettsa, četvrti Dedham i Hyde Parka koji povezuje više vode rijeke Charles i ušće rijeke Neponset i more. Izgrađena je 1639. godine za opskrbu vodom mlinova.

U Rusiji je plovni put Volga-Baltika, sistem kanala širom zemlje koji povezuje Baltičko more i Kaspijsko more preko rijeka Neve i Volge, otvoren 1718.

Također pogledajte

• Jarak
• Infrastruktura

Vanjski linkovi

• Popis kanala (PDF; 272 kB)

Galerija

• 
  Amsterdam
• 
  Panamski kanal
• 
  Najduži akvadukt u Ujedinjenom Kraljevstvu, Pontcysyllte u Denbighshire, Wales
• 
  stepenište od 16 uzastopnih prelaza: Caen Hill na kanalu Kennet and Avon, Wiltshire, Engleska