Водохранилища-"ловушки" для защиты от наводнений
Разрушительные наводнения лета 2002 года стали настоящим стихийным бедствием для Юга и Дальнего Востока России и некоторых стран Западной Европы. Достаточно вспомнить, что творилось под Краснодаром, на Ставрополье, в Карачаево-Черкессии, во многих землях Германии, Австрии, на юге Франции, в чешской столице - Праге. Наводнения нанесли огромный материальный ущерб, были и немалые человеческие жертвы. Основной причиной случившегося считают отсутствие надежного прогноза наводнений. Однако даже самый точный прогноз - это всего лишь предупреждение, он не может застраховать от тяжелых последствий надвигающегося бедствия. Чтобы избежать наводнений, в местах возможного затопления нужна надежная инженерная защита - система сооружений, которая исключала бы подтопление городов, поселков и сельскохозяйственных угодий.
Во все времена для защиты от наводнений строили системы дамб. Этот способ применялся еще в Древнем Египте и Китае, используется он и в большинстве современных проектов. Но не стоит забывать, что строительство дамбы (будь то земляная насыпь или бетонная стена) дело очень трудоемкое, дорогое и далеко не всегда эффективное.
Средством защиты от наводнений служат и крупные гидроузлы, где паводковая вода скапливается в водохранилищах, а затем либо используется для выработки электроэнергии, либо постепенно сбрасывается в реку. Этот способ применяется, например, в Китае (гидроузел "Три ущелья"), в Германии (гидроузлы на верхнем Рейне) и в России (Зейский гидроузел). Однако гидроузлы - тоже не лучший выход из положения. Чтобы их построить, нужны определенные топографические и географические условия, кроме того, под водохранилища отходят земли, которые могли бы использоваться более эффективно, и, наконец, гидроузлы спасают от наводнений только те земли, которые расположены в пойме реки ниже плотины, а все, что находится выше по течению, от водной стихии не защищено.
Многолетние наблюдения за гидрологическим режимом паводков показали, что мощь их год от года возрастает и случаются они все чаще. Специалисты связывают эту опасную тенденцию с вырубкой лесов, расчисткой рек и оврагов. Пока их не трогали, лесные массивы задерживали поверхностные стоки, а упавшие деревья и густые кустарники создавали мини-плотины в лесных ручьях и оврагах, которые препятствовали быстрому сбросу воды в русла рек. После вырубки лесов и распашки склонов поверхностные воды от выпавших осадков, не встречая препятствий, моментально сбрасываются в притоки, а оттуда - в основное русло реки. Из-за быстрого сброса воды, особенно в предгорьях, где уклон рек и их многочисленных притоков значительно больше, русло реки на равнине не может вместить в себя весь водный поток, река выходит из берегов и начинается наводнение.
Специалисты гидротехнического факультета Санкт-Петербургского государственного университета водных коммуникаций предлагают довольно простой, но значительно более экономичный способ борьбы с наводнениями: задерживать водные потоки, хотя бы на некоторое время, в зонах их образования, а затем постепенно, в дозированном режиме, сбрасывать в реки. Чтобы осуществить эту идею, надо строить на притоках, в оврагах и балках саморегулирующиеся плотины, образующие небольшие водохранилища-"ловушки". Такие сооружения способны задерживать сток, а затем постепенно сбрасывать скопившуюся воду.
Выбирая место для плотины, учитывают два фактора: наименьшие затраты на ее возведение и минимальный ущерб от временного подтопления "малого" водохранилища. Исходя из этого плотины целесообразно строить из местных материалов и в тех местах, где временное подтопление не разрушит почвенный покров и не нанесет ущерба природе. Такими участками могут быть заросли кустарников, пастбища, сенокосные угодья, где уже закончена уборка сена, или пахотные земли, оставленные под озимые посевы.
Что касается самой плотины, то к ней также предъявляются два основных требования: экономичность в строительстве и возможность дозированного сброса воды из водохранилища.
Строго дозированный поток воды можно пропускать через плотину, установив в насыпи трубы определенного размера. (Величину расхода воды определяют по известной из гидравлики формуле.) Однако при малом диаметре труб велик риск того, что они будут засоряться попавшими в реку ветвями и деревьями.
Пропускать через плотину дозированный поток можно и без водосброса. Для этого нужно строить ее в виде насыпи из камня, гравия или щебня. Сток будет проходить через такую плотину, как через фильтр. Величину фильтрационного расхода воды, проникающей через каменные насыпи, еще в 30-е годы прошлого века рассчитал профессор Санкт-Петербургского института путей сообщения Н. П. Пузыревский. Он определил значение коэффициента фильтрации для разных материалов. Используя камень, щебень или гравий, можно возводить противопаводковые плотины с заданной пропускной способностью. Если створ плотины имеет большую длину, то каменную наброску следует делать только в средней части, а насыпи, примыкающие к правому и левому берегам, строить из слабофильтрующих грунтов, например из супеси или суглинка.
Фильтрующие дамбы и насыпи успешно используются в строительной практике. На отдельных участках Мурманской железной дороги, например, рельсы уложены на каменную насыпь. Она надежна и в то же время пропускает ливневые и паводковые воды. Стабильно фильтруются водные потоки, проходящие через каменную наброску Маткожненской плотины на Беломорско-Балтийском канале.
Противопаводковый комплекс, включающий систему саморегулирующихся плотин и водохранилищ-"ловушек", можно формировать поэтапно, возводя плотины сначала на более крупных притоках рек, а затем на мелких ручейках и в овражках.
Доктор технических наук М. КОЛОСОВ (Санкт-Петербургский государственный университет водных коммуникаций).
Рыжеволосые сильнее чувствуют боль
Анестезиологам следует уделять особое внимание пациентам с рыжими волосами - к такому выводу пришли ученые из университета Луисвилля (США). Они провели исследование, в котором приняли участие десять рыжеволосых женщин и столько же темноволосых. Женщинам давали вдохнуть небольшие дозы средства, традиционно применяемого для наркоза. Степень обезболивания проверяли по реакции участниц эксперимента на слабый удар электрическим током. Дозу анестетика увеличивали до тех пор, пока женщины не переставали чувствовать боль. Оказалось, что для преодоления порога чувствительности к боли рыжеволосым требовалось на 20% больше обезболивающего средства, чем брюнеткам.
У людей с рыжими волосами снижено количество пигмента, окрашивающего волосы и кожу. По мнению авторов, происходит это из-за нарушений работы меланокортинового рецептора в кожных клетках. Чтобы заставить клетки производить пигмент, организм вынужден вырабатывать больше меланокортина, но этот гормон попутно стимулирует рецепторы мозга, связанные с чувствительностью к боли.
Изучение роли меланокортина в работе центральной нервной системы поможет ученым понять, каким образом мозг регулирует восприимчивость к боли. А пока что анестезиологам нужно особенно тщательно подбирать дозу обезболивающих веществ для рыжеволосых: слишком низкая не сможет подавить боль, а слишком высокая приведет к осложнениям в работе сердца.
"Груды булыжников" в космосе
В этом году американская межпланетная исследовательская лаборатория "Галилео" пролетела в непосредственной близости от спутника Юпитера - Амальтеи. Это крошечное небесное тело длиной 270 километров и вдвое меньшее в поперечнике вращается на расстоянии 181 тысяча километров по круговой орбите вокруг планеты. Массу спутника удалось оценить по его гравитационному воздействию на лабораторию. Результат измерений оказался обескураживающим: средняя плотность пород Амальтеи не превышает плотности льда. Это означает, что она представляет собой рыхлый, пронизанный пустотами ком из камней, склеенных замерзшими газами и водой.
Аномально низкая плотность вещества спутника не вписывается в общепринятую теорию образования спутников, которая, в частности, утверждает: чем ниже летает спутник, тем плотнее должна быть порода, его слагающая. Но даже у спутника Юпитера Ио, радиус орбиты которого почти в два раза больше (422 тысячи километров), плотность пород значительно выше.
Сделанное открытие косвенно подтверждает гипотезу, что окрестности Солнечной системы когда-то подвергались интенсивной метеоритной бомбардировке. И Амальтея, которая вначале была единым телом, раскололась на куски, впоследствии слипшиеся воедино. Слабого тяготения спутника оказалось недостаточно, чтобы соединить их в монолит, и теперь пустоты занимают в нем больший объем, чем скальная порода. Не исключено, что многие небесные тела - малые спутники планет и астероиды - тоже представляют собой своего рода "груды булыжников", летающих в космосе по своим орбитам.
Смородиновое масло
Организм человека можно сравнить с биохимической фабрикой, которая из поступающего сырья - пищи - производит тысячи различных химических соединений. Но все же есть незаменимые питательные вещества, которые мы синтезировать не можем, а потому обязательно должны получить извне. К ним относятся и полиненасыщенные жирные кислоты, в первую очередь линолевая и линоленовые кислоты. Полиненасыщенными они называются потому, что содержат в молекуле от двух до шести двойных (то есть ненасыщенных) химических связей.
В организме альфа- и гамма-линоленовые кислоты (АЛК и ГЛК) служат предшественниками простагландинов - биорегуляторов, которые оказывают противовоспалительное действие, препятствуют образованию тромбов и уменьшают риск сердечно-сосудистых заболеваний. Кроме того, эти кислоты необходимы для развития многих тканей и особенно тканей мозга. Именно поэтому гамма-линоленовая кислота в достаточно высокой концентрации присутствует в грудном молоке, составляя до одного процента молочных жиров.
Сейчас на упаковках растительных масел и жиров животного происхождения, как правило, указывают общее содержание полиненасыщенных жирных кислот. Например, в подсолнечном и кукурузном масле их почти 60 процентов, в оливковом - около 12. Но все это - линолевая кислота. Линоленовых кислот в традиционно употребляемых в пищу растительных маслах нет.
Поэтому, чтобы обеспечить организм незаменимыми линоленовыми кислотами, используют нетрадиционное растительное сырье. Гамма-линоленовую кислоту получают из семян бурачника, примулы вечерней и кедра. Альфа-линоленовая кислота содержится в льняном, тыквенном, соевом масле и в грецких орехах.
Один из перспективных источников полиненасыщенных жирных кислот - масло из семян смородины. В нем присутствуют одновременно и АЛК и ГЛК, а также важные биологически активные вещества - токоферолы, каротиноиды, фитостерины, фосфолипиды. Суммарное содержание линоленовых кислот в масле из семян смородины достигает 35 процентов. А сырьем для его получения может служить жом, который остается после того, как из ягод отжали сок, то есть отходы производства соков, джемов, вин, ликеров.
Во Всероссийском селекционно-технологическом институте садоводства и питомниководства изучили, как зависит содержание незаменимых жирных кислот в масле от условий выращивания, вида и сорта смородины. Из 21 сорта и одного гибрида черной смородины самые перспективные - Несравненная, Бурая, Сеянец Голубки и Церера. В их родословной есть сибирские подвиды. Выращивание при низких температурах увеличивает содержание полиненасыщенных жирных кислот в масле, поэтому прохладный климат, характерный для большинства российских регионов, позволяет получать смородину с высоким содержанием в семенах ГЛК и АЛК.
Из 10 изученных сортов красной смородины больше всего ГЛК оказалось в сортах Варшевича, Ютерборгская белая, Голландская розовая, АЛК - в сортах Чулковская и Натали.
В черной смородине, как правило, выше содержание гамма-линоленовой кислоты, а в красной, наоборот, преобладает альфа-линоленовая кислота. От соотношения между этими кислотами зависит и действие масла на организм. Поэтому из смородины, в зависимости от вида и сорта, можно выпускать различные лечебно-профилактические продукты.
Читайте в любое время
