АСФАЛЬТИРОВАНИЕ, устройство асфальтобетонных покрытий на автомобильных дорогах, улицах, аэродромах и т. п. путём укладки и уплотнения асфальтобетонной смеси по предварительно подготовленному основанию. В зависимости от назначения покрытия асфальтобетонную смесь (асфальтобетон) укладывают в один или два слоя на основание из щебня, гравия (нежёсткое основание) или бетона (жёсткое основание). Нижний слой толщиной 4-5 см устраивают из крупно- или среднезерни-стой смеси с остаточной пористостью 5-10% ; верхний слой толщиной 3-4 см-из средне- или мелкозернистой смеси (остаточная пористость 3-5%). При тяжёлых нагрузках и интенсивном движении транспорта покрытия устраивают 3-4-слойными общей толщиной 12-15 см. АСФАЛЬТИРОВАНИЕ начинается с очистки основания от пыли и грязи механич. дорожными щётками и поливомоечными машинами, исправления неровностей основания, обработки его поверхности жидким битумом или битумной эмульсией. Асфальтобетонная смесь приготовляется в асфальтобетоно-смесителях на стационарных или полустационарных заводах (установках), доставляется на место автомобилями-самосвалами и загружается в приёмный бункер асфалътобетоноукладчика, к-рый укладывает, разравнивает и предварительно уплотняет смесь. Окончат. уплотнение осуществляется катками дорожными. .
КОММУНАЛЬНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО, отрасль строительства, занятая сооружением объектов, связанных с обслуживанием жителей городов, посёлков городского типа, районных сельских центров и населённых пунктов сельской местности. В числе этих объектов: системы водоснабжения и канализации с очистными сооружениями и сетями; сооружения городского электрического транспорта с путевым, энергетическим хозяйством, депо и ремонтными предприятиями; сети газоснабжения и теплоснабжения с распределительными пунктами, районными и квартальными котельными; электрические сети и устройства напряжением ниже 35 кв; гостиницы; городские гидротехнические сооружения; объекты внешнего благоустройства населённых мест, озеленения, дороги, мосты, путепроводы, ливнестоки; предприятия санитарной очистки, мусороперерабатывающие и др. Планомерное развитие КОММУНАЛЬНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА в СССР началось ещё в 1-й пятилетке и осуществлялось нарастающими темпами до начала Великой Отечеств, войны 1941-45. В годы 4-й пятилетки (1946-50) проводились работы по восстановлению объектов коммунального назначения, разрушенных во время нем.-фаш. оккупации. В последующие годы КОММУНАЛЬНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО велось высокими темпами в связи с бурным развитием промышленности, культуры, увеличением численности городов и посёлков городского типа .
ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО, теория и практика планировки и застройки городов (см. Город). ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО определяют социальный строй, уровень развития производственных сил, науки и культуры, природно-климатичие условия и национальные особенности страны. ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО охватывает сложный комплекс социально-экономических, строительно-технических, архитектурно-художественных, а также санитарно-гигиенических проблем. Общим для ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО досоциалистических формаций является большее или меньшее влияние на него частной собственности на землю и недвижимое имущество..
ЗЕЛЁНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО, составная часть современного градостроительства. Городские парки, сады, скверы, бульвары, загородные парки (лесопарки, лугопарки, гидропарки, исторические, этнографические, мемориальные), национальные парки, народные парки, тесно связанные с планировочной структурой города, являются необходимым элементом общегородского ландшафта. Они способствуют образованию благоприятной в санитарно-гигиеническом отношении среды, частично определяют функциональную организацию городских территорий, служат местами массового отдыха трудящихся и содействуют художественной выразительности архитектурых ансамблей. При разработке проектов садов и парков учитывают динамику роста деревьев, состояние и расцветку их крон в зависимости от времени года.
| на глуб. 300 м и более (рис. 1). За рубежом и в СССР в начале 1930-х гг. появилось водолазное снаряжение с автономным кислородным дыхательным аппаратом, а в 40-х гг. - акваланг - водолазное снаряжение с воздушно-баллонным аппаратом (рис. 2), используемое как на лёгких водолазных работах, так и в подводном спорте.
Рис. 1 (слева). Глубоководное гелио-кислородное снаряжение: / - шлем; 2 - водолазная рубаха; 3 - задний груз (регенеративная коробка); 4 - передний груз с аварийным запасом газовой смеси; 5 - водолазные галоши. Рис. 2 (справа). Водолазное снаряжение с воздушно-баллонным аппаратом: / - куртка гидрокостюма; 2 - дыхательный аппарат; 3 - грузовой ремень; 4 - водолазный нож; 5 - ласты; 6 - сигнальный конец.
Рис. 3. Резка металла под водой.
Для обеспечения спуска водолаза, его работы под водой и подъёма на поверхность служит водолазное оборудование, включающее: водолазные компрессоры и помпы, установки для приготовления и подачи водолазам дыхат. газовых смесей, спуско-подъёмные устройства, средства сигнализации, связи и освещения, гидролокаторы, водолазный инструмент (ручной, пневматич. и взрывного действия), декомпрессионные камеры и др. Для спуска водолазов при работах на малых глубинах служат трапы, беседки, спусковые концы; при глубоководных работах - спец. спуско-подъёмные устройства, включающие водолазный колокол с платформой, беседки, лебёдку и др.
По своему назначению водолазные работы подразделяются на аварийно-спасательные, судовые, судоподъёмные, судоремонтные и подводнотехнические (при строительстве и ремонте гидротехнич. сооружений, прокладке и ремонте подводных трубопроводов, кабелей и др., рис. 3). В 60-х гг. 20 в. для повышения эффективности водолазного труда разработан особый метод длит, пребывания людей под водой в т. н. подводных жилищах-лабораториях. Этот метод позволяет исключить из ежедневного рабочего цикла водолаза непроизводительно расходуемое время для декомпрессии при подъёме водолаза на поверхность. Широко применяется водолазный труд в зарубежных странах, где большое внимание уделяется глубоководным погружениям с использованием для дыхания искусств, газовых смесей. Значительное развитие В. д. получило в США, Франции, Великобритании, ФРГ.
Профессия водолаза требует специальной подготовки. По квалификации водолазов делят на три класса. Высшей квалификацией является "водолазный специалист". Труд водолаза относится к категории тяжёлых. Во избежание несчастных случаев и специфич. для водолазов заболеваний (кессонная болезнь, баротравма лёгких, азотный наркоз и др.) существуют водолазные правила, строго регламентирующие водолазный труд.
Лит.: Орбели Р. А., Исследования и изыскания. [Материалы к истории подводного труда с древнейших времен до наших дней], М.- Л., 1947; Диомидов М. Н., Дмитриев А. Н., Покорение глубин, 2 изд., Л., 1964; Единые правила охраны труда на водолазных работах, М., 1965; Максименко В. П., Нехорош е в А. С., С у р о в и к и н В. Д., Водолазное дело, М., 1971. В. П. Максименко.
ВОДОЛЕЙ, акваманил (лат. aquaemanalis, от aqua - вода и manus - рука), древний сосуд для воды, настольный рукомойник. Известен с античного времени; особое распространение получил в средневековье (в Др. Руси, Зап. Европе и на Востоке). Изготовлялся из бронзы или глины, обычно в форме зверя, птицы, всадника.
Бронзовый водолей. Кон. 12 - нач. 13 вв. Эрмитаж. Ленинград.
ВОДОЛЕЙ (лат. Aquarius), зодиакальное созвездие (см. Зодиак). Самая яркая звезда 2,9 визуальной звёздной величины. Наиболее благоприятные условия видимости в августе - сентябре. Видно в центр, и юж. районах СССР. См. Звёздное небо.
ВОДОЛЕЧЕНИЕ, наружное применение воды с лечебной и профилактич. целью. Первые сведения о В. содержатся в индусских Ведах (1500 лет до н. э.). Пресной и минеральной водой пользовались для гигиенич. и леч. целей древние египтяне, вавилоняне, ассирийцы, евреи. В Др. Греции технику В. усовершенствовал Гиппократ, позднее В. было перенесено в Рим н постепенно распространилось в других странах. Научное становление В. относится к 19 в. Рус. врачи А. Никитин (1825), Б. Гржимайло (1859) и др. изучили физиологич. действие В. на организм.
Вода, обладая высокой теплоёмкостью, большой теплопроводностью и конвекцией и хорошо растворяя различные соли и газы, при воздействии на организм вызывает температурное, мехаиич. (давление массы воды на тело больного) и химич. действия, раздражая заложенные в коже нервные рецепторы (экстерорецепторы). При пользовании минеральной водой летучие газообразные вещества (двуокись углерода, сероводород и др.), прэникая в организм через кожу и дыхат. пути, раздражают нервные рецепторы, заложенные в стенках сосудов и внутр. органов (интерорецепторы). Осн. раздражитель при В.- температурный, действие его тем сильнее, чем больше разница между темп-рой воды и кожи. В зависимости от темп-ры водолечебные процедуры делят на холодные (ниже 20°С), прохладные (21 -33°С), индифферентной темп-ры (34- 36°С), тёплые (37 - 39°С) и горячие (40°С и выше).
Под влиянием В. в организме образуются биологически активные вещества типа гистамина. Комплекс воздействий всех раздражителей передаётся в центр, нервную систему, рефлекторно вызывая сложную реакцию, включающую реакции сердечно-сосудистой, нервной, эндокринной, мышечной систем, теплообмена, обмена веществ и т. д. В организме развёртываются сложные биол., биохимич. и биофизич. процессы, способствующие нормализации болезненно изменённых функций, совершенствованию адаптации, тренировке и закаливанию. Большое разнообразие видов общих (погружение в воду всего тела) и местных (погружение рук, ног и др.) водолечебных процедур (обливания, обтирания, влажные укутывания, компрессы, души, ванны, купания в естеств. водоёмах и искусств, бассейнах, кишечные промывания) позволяет использовать их при самых различных заболеваниях - сердечно-сосудистых, неврологич., желудочно-кишечных, гинскологич., детских, болезнях обмена веществ, нек-рых кожных и др. Холодные и прохладные процедуры применяют как общетонизирующее средство для стимуляции деятельности нервной и сердечно-сосудистой систем, повышения обмена веществ при ожирении (усиливают распад жиров и углеводов), с целью тренировки и закаливания; тёплые - для лечения хронич. воспалительных заболеваний, при поражениях опорно-двигательного аппарата, периферич. нервной системы (радикулиты, невриты, невралгии, плекситы), нек-рых интоксикациях и т. д.; процедуры индифферентных темп-р - при повышенной возбудимости нервной и сердечно-сосудистой систем, расстройствах сосудистого тонуса, для борьбы с кожным зудом и т. д.; горячие - при нарушении отдельных видов обмена (усиливают распад белков), а также при нек-рых заболеваниях почек. В Японии короткие горячие процедуры применяют с целью тренировки и закаливания. Реакция организма на процедуру зависит от характера процедуры, а также от исходного функционального состояния организма, подвижности и равновесия возбудительно-тормозных процессов в коре головного мозга и подкорковых образованиях. В. нельзя применять при острых воспалит, процессах, тяжёлом атеросклерозе и гипертонич. болезни, декомпенсации сердечно-сосудистой деятельности, тяжёлом нарушении коронарного кровообращения при инсульте, злокачеств. новообразованиях, при нек-рых доброкачеств. опухолях, кровотечениях, инфекционных заболеваниях, нек-рых кожных и др. болезнях. Лит.: Мугдусиев И. П., Водолечение, М., 1951; Сыроечков ска.я М. Н., Водолечение, М., 1968 (библ).
В. Т. Олефиренко.
ВОДОЛЮБЫ (Hydrophilidae), семейство насекомых отряда жуков. Дл. тела от 1 до 50 мм. Надкрылья обычно чёрные, блестящие. Ок. 1700 видов. Распространены широко. Большинство В. живёт в воде (отсюда назв.), нек-рые виды - в навозе и гниющих растит, остатках. Питаются преим. нитчатыми водорослями, охотно поедают куколок комаров. Личинки В. - хищники.
Чёрный водолюб.
ВОДОМЕРКИ, несколько семейств (Gerridae, Hydrometridae и др.) водяных клопов (отряд Heteroptera). Небольшие (от 2 до 34 мм) насекомые с тонким вытянутым телом и длинными ногами. Быстро скользят или свободно ходят по поверхности воды (отсюда назв.). В. часто бескрылые. Нижняя поверхность тела покрыта бархатистым пушком. Ок. 600 видов. Распространены широко; виды рода Halobates и близких к нему встречаются в тропич. частях океанов. В Европе .обыкновенны виды В. родов Gerris и Hydrometra. В пресных водах СССР наиболее обычна Gerris lacustris. В.- хищники, высасывают также трупы животных. Пресноводные В. откладывают яйца на водные растения, морские- носят их на себе.
Водомерка Gerris lacustris (на поверхности воды).
ВОДОМЕРНЫЙ ПОСТ, устройство для систематич. измерения уровня воды на реках, морях, озёрах, каналах. Состоит из приспособления для отсчёта уровня воды и реперов - геодезич. сооружений, закрепляющих положение точки, высота к-рой определена. Реечные В. п. оборудованы деревянной или металлич. рейкой с делениями, прикреплённой вертикально к сооружению (мосту, плотине и т. п.), а свайные В. п.- сваями, забитыми перпендикулярно к берегу. Если подход к рейке затруднён (напр., крутой берег), устанавливают передаточные В. п., к-рые позволяют производить отсчёт на расстоянии. Для непрерывной записи колебаний уровня служат самопишущие приборы - самописцы уровня воды. Дистанционные В. п. оборудованы механич., электрич., радио- или др. системами, передающими показания уровня к месту отсчёта. Наблюдения на В. п. производятся ежесуточно в определённые, строго установленные сроки.
А. И. Чеботарёв.
ВОДОМЁТНОЕ СУДНО, судно, приводимое в движение водомётным движителем. В. с. отличаются малой осадкой, позволяющей использовать их для перевозки грузов, буксировки несамоходных судов и др. целей на мелководье, а также на засорённых фарватерах (например для сплотки брёвен при сплаве).
ВОДОМЁТНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ, водомёт, судовой движитель, у к-рого сила, движущая судно, создаётся выталкиваемой из него струёй воды. В. д. представляет собой профилированную трубу (водовод), в к-рой водяной поток ускоряется лопастным механизмом (гребной винт, крыльчатка насоса), энергией сгорания топлива или давлением сжатого газа и обеспечивается направленный выброс струи. Водоводы располагаются внутри или снаружи корпуса судна. Эффективность В. д., зависящая от формы водоводов, месторасположения и конструкции водозаборников, обычно меньше, чем гребного винта. Преимущества В. д.- хорошая защищённость от механических повреждений и возможность избежать кавитации. В. д. применяются обычно на судах, плавающих на мелководье, или служат в качестве подруливающего устройства для улучшения поворотливости судов.
Лит.: Куликов С. В., Храмкин М. Ф., Водометные движители. 2 изд., Л., 1970 (библ. с. 346-49). И. Я. Миниович.
ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬ, теплообменный аппарат для нагревания воды паром, горячей водой, горячими газами, электрич. током. В. применяют в системах горячего водоснабжения, водяного отопления, нагрева питательной воды для котельных агрегатов, для бытовых и др. нужд. Наиболее распространены В. поверхностного типа, в к-рых тепло к нагреваемой воде передаётся через поверхность металлич. трубок, обогреваемых паром или водой. Реже применяют контактные В., в к-рых нагреваемая вода непосредственно соприкасается с паром или горячими газами. В., устанавливаемые в котельных агрегатах для нагрева воды за счёт тепла отходящих газов, наз. водяными экономайзерами. К местным В., работающим на газе или на твёрдом топливе, относятся ванные колонки, змеевики или водогрейные коробки, размещённые в плитах, кипятильники и др. Из местных В. широко применяют ванные колонки. Они могут быть ёмкостными и проточными, работать на газообразном, твёрдом, жидком топливе и электричестве. Тепловая мощность ванных колонок - до 35 квт (30 тыс. ккал/ч).
ВОДОНАПОЛНЕННЫЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА, взрывчатые смеси, содержащие наряду с окислителем (нитраты аммония, натрия и калия, перхлорат натрия и др.), горючими и взрывчатыми веществами (алюминий, тринитротолуол, гексаген, тетранитропентаэритрит) и др. добавками нек-рое количество (обычно 5-20%) воды. Добавление воды, уменьшая возможность случайного разогрева В. в. в., снижает их чувствительность к внешним воздействиям, опасность обращения с ними и, кроме того, придаёт веществу пластичность и текучесть, облегчая механизацию заряжания и заполнение всего объёма шпура или скважины взрывчатым веществом. Во избежание высыхания В. в. в. хранят и транспортируют в полиэтиленовой упаковке. При большом объёме потребления более рационально готовить В. в. в. на месте применения (используя смесители типа бетономешалок или передвижные смесительно-зарядные агрегаты).
В. в. в. применяют в качестве вторичных (бризантных) взрывчатых веществ для взрывных работ в пром-сти (на открытых работах и в шахтах, не опасных по газу или пыли).
Лит. см. при ст. Взрывчатые вещества. Б. Н. Кондриков.
ВОДОНАПОРНЫЕ БАШНИ И РЕЗЕРВУАРЫ, сооружения в системе водоснабжения для регулирования напора и расхода воды в водопроводной сети, создания её запаса и выравнивания графика работы насосных станций. Водонапорная башня состоит из бака (резервуара) для воды, обычно цилиндрич. формы, и опорной конструкции (ствола). Регулирующая роль водонапорной башни заключается в том, что в часы уменьшения водопотребления избыток воды, подаваемой насосной станцией, накапливается в водонапорной башне и расходуется из неё в часы увеличенного водопотребления. Высота водонапорной башни (расстояние от поверхности земли до низа бака) обычно не превышает 25 м, в редких случаях - 30 м; ёмкость бака - от неск. десятков м3 (для малых водопроводов) до неск. тысяч м3(в больших городских и пром. водопроводах). Опорные конструкции выполняются в основном из стали, железобетона, иногда из кирпича, баки - преим. из железобетона и стали. Водонапорные башни оборудуются трубами для подачи и отвода воды, переливными устройствами для предотвращения переполнения бака, а также системой замера уровня воды с телепередачей сигналов в диспетчерский пункт. Водонапорный резервуар, в отличие от водонапорной башни, не имеет опорной конструкции (ствола), но устанавливается на возвышенных отметках местности. Иногда водонапорные резервуары служат для хранения пожарного и аварийного запасов воды. В совр. системах водоснабжения наибольшее распространение получили резервуары из железобетона (в т. ч. предварительно напряжённого).
Лит.: Абрамов Н.Н., Водоснабжение, М., 1967. М. С- Занееский
ВОДОНАПОРНЫЕ СИСТЕМЫ, бассейны подземных вод, выделяемые с учётом всех закономерностей формирования и распространения подземных вод. В. с. могут быть приурочены к одной, нескольким геол. структурам или части одной структуры и включают области совр. питания, стока и разгрузки. Могут быть представлены артезианскими бассейнами различной величины. Большинство бассейнов асимметричны (типа артезианского склона), с разными очагами разгрузки (закрытыми и открытыми). Во многих бассейнах можно установить перелив вод из одной системы в другую; все В. с. земной коры связаны между собой. Глубина основания В. с. в платформенных областях определяется обычно положением древнего кристаллического фундамента. В зависимости от комплекса горных пород, слагающих бассейн, встречаются одноэтажные, двухэтажные и многоэтажные бассейны подземных вод.
В крупных, многоэтажных бассейнах направление подземного стока для различных этажей может происходить в про тивоположные стороны. В. с. включают часто месторождения пресных или минеральных вод и рассолов. Анализ гидрогеохимич. зональности бассейнов с учётом газового и хим. состава вод, содержания редких и радиоактивных элементов, а также органич. веществ позволяет сделать важные выводы в отношении поисков полезных ископаемых.
Лит.: Щелкачев В. Н., Упругий режим пластовых водонапорных систем, М.- Л., 1948; ОВЧИННИКОВА. М., Водонапорные системы земной коры, "Изв. высших учебных заведений. Геология и разведка", 1961, № 8. А. М. Овчинников.
ВОДОНАПОРНЫЙ РЕЗЕРВУАР, см. Водонапорные башни и резервуары.
ВОДОНОСНЫЙ ГОРИЗОНТ, слой или неск. слоев водопроницаемых горных пород, поры трещины или др. пустоты к-рых заполнены подземной водой. Несколько В. г., гидравлически связанных между собой, образуют водоносный комплекс. См. также Водопроницаемость горных пород.
ВОДООТВЕДЕНИЕ, совокупность санитарных мероприятий и технических устройств, обеспечивающих удаление сточных вод за пределы населённого пункта или промышленного предприятия (см. Канализация, Канализационная сеть ).
ВОДООТДАЧА, способность насыщенных до полной влагоёмкости горных пород отдавать часть воды путём свободного стекания под влиянием силы тяжести. В. равна разности между полной и максимальной молекулярной влагоёмкостью. Количество гравитационной воды (т. е. воды, способной двигаться в сообщающихся порах, пустотах и трещинах под влиянием силы тяжести) в литрах, к-рое можно получить из 1 м3 породы, наз. удельной В. Водоотдача горных пород характеризуется коэффициентом В., выражаемым в долях единицы или процентах. Значения коэффициента В. составляют в среднем для супеси и тонкозернистого песка 0,10-0,15, крупнозернистого песка 0,25-0,35, песчаника 0,02- 0,03, трещиноватого известняка 0,008- 0,10. Величина коэффициента В. зависит от гранулометрич. состава и пористости пород, а также от вязкости воды. В. определяется лабораторными методами или рассчитывается по результатам наблюдений за режимом вод, опытных откачек и данных эксплуатации подземных ВОД. А. М. Овчинников.
ВОДООТЛИВ, отвод и удаление подземных или поверхностных вод из действующих шахт (рудников), карьеров и во время проходки вертикальных, наклонных и горизонтальных горных выработок, котлованов, траншей. В. производится, как правило, с подъёмом воды, а из штолен и траншей самотёком. Применяемые на открытых и подземных разработках различные системы шахтного (рудничного) или карьерного В. состоят из дренажных канав, трубчатых коллекторов, принимающих воду от подземных дренажных устройств (забивные и сквозные фильтры и др.), участковых и главного водосборников, камеры с насосами главного В. и нагнетательных трубопроводов. На открытых разработках подземная и поверхностная (ливневая) вода по сети дренажных канав на уступах перемещается в главный водосборник и насосами удаляется за пределы карьера. Во время проходки вертикальных и наклонных выработок при небольшом притоке (до 10 м3/ч) В. производится подъёмными сосудами (бадьями, скипами) с использованием забойных насосов; для притоков 10-40 лэ/ч - подвесными вертикальными насосами, при больших притоках используют один из спец. способов (тампонаж, замораживание, водопонижение, а в неустойчивых породах - опускную крепь). В проходке горизонтальных выработок для В. широко применяются винтовые забойные насосы.
Лит.: РиппМ. Г., Петухов А. И., Мирошник А. М., Рудничные вентиляторные и водоотливные установки, М., 1968. В. А. Боярский.
ВОДООТТАЛКИВАЮЩИЕ ПОКРЫТИЯ, то же, что гидрофобные покрытия.
ВОДООХРАННАЯ ЗОНА, зона водоохранных лесов, выделенных на основании постановления ЦИК и СНК СССР от 2 июля 1936. Расположена в основном в центр, районах, частично на 3. и Ю. Европ. части СССР в бассейнах и по берегам крупных рек - Волги, Днепра, Дона, Урала, Зап. Двины и др. Леса В. з. обеспечивают наиболее благоприятный водный режим рек и предохраняют их от заиления. В пределах В. з. по обеим сторонам рек выделены запретные полосы. На 1 янв. 1966 площадь запретных полос составляла 55,45 млн. га. На терр. В. з. установлен спец. режим лесного х-ва. В запретных полосах рубки главного пользования запрещены и проводятся лишь рубки ухода за лесом, санитарные рубки и вырубка перестойных насаждений. За пределами запретных полос разрешены рубки сплошными лесосеками ограниченной ширины. Размер лесопользования не должен превышать годичного прироста древесины. В В. з. широко применяется искусств, разведение леса. См. также Леса водоохранные. В. Г. Нестеров.
ВОДООЧИСТКА, комплекс технологич. процессов, имеющих целью довести качество воды, поступающей в водопровод из источника водоснабжения, до установленных показателей (об очистке сточных вод см. в ст. Сточные воды).
Первые сведения по В. содержатся в написанной в Индии ок. 4 тыс. лет назад на санскритском языке мед. книге "Усрута Сангита", где говорится: "Хорошо держать воду в медных сосудах, выставлять её на солнечный свет и фильтровать через древесный уголь". Др.-греч. врач и естествоиспытатель Гиппократ рекомендовал во избежание заболеваний употреблять кипячёную воду. Первая водоочистная станция с т. н. медленными фильтрами была построена в 1829 в Лондоне. В России станция очистки водопроводной воды впервые была сооружена в 1888 в Петербурге, станция обеззараживания воды - в 1910 в Н. Новгороде.
Воды поверхностных водоисточников (рек, озёр) обычно непригодны для питья из-за мутности, цветности и более высокого, чем это допустимо для питьевой воды, содержания бактерий. Поэтому до подачи воды в хоз.-питьевой водопровод её осветляют (удаляют взвешенные и коллоидальные частицы), обесцвечивают и обеззараживают (освобождают от болезнетворных микроорганизмов). Для осветления и обесцвечивания воды на очистных сооружениях проводят коагуляцию взвешенных и коллоидальных загрязнений сернокислым алюминием или хлорным железом; основную массу скоагулированных загрязнений задерживают в отстойниках или осветлителях, а воду "доосветляют" на фильтрах (песчаных или двухслойных). Воду с содержанием взвеси менее 150 мг\л можно осветлять на контактных осветлителях с введением коагулянта непосредственно перед поступлением воды в слои фильтрующей загрузки. Для обеззараживания в исходную или фильтрованную воду вводят жидкий хлор, хлорную известь или озон. Хорошо осветлённая вода и вода подземных водоносных горизонтов может обеззараживаться ультрафиолетовыми лучами с длиной волны 2000-3000 А, обладающими бактерицидным действием. Источниками ультрафиолетового излучения служат ртутно-кварцевые или аргоно-ртутные лампы.
Если вода в источнике водоснабжения имеет жёсткость (суммарное содержание солей кальция и магния), большую, чем допускается по нормам, то её до подачи в водопроводную сеть умягчают. Применяют два метода умягчения воды - реагентный и катионитовый. Реагентный метод сводится к осаждению солей жёсткости известью (устранение т. н. карбонатной жёсткости) и содой (некарбонатной жёсткости). Он позволяет снизить общую жёсткость воды до 0,5-0,7 мг-экв/л. Для более глубокого умягчения воды используют катионитовый метод (см. Иониты), снижающий жёсткость воды до 0,03 мг-экв/л. Если вода содержит более 0,3 мг/л железа, её обезжелезивают. Подземные воды обычно обезжелезивают аэрацией (обогащают кислородом воздуха, к-рьтй окисляет соли двухвалентного железа в соли трёхвалентного, выпадающие в осадок в виде гидроокиси железа), поверхностные - коагулированием. Для удаления из воды др. растворённых солен её опресняют (см. Опреснение воды) или обессоливают на ионитах. Дегазация воды (удаление сероводорода, метана, радона, углекислого газа и др. растворённых газов) производится, как правило, аэрацией. Избыток фтора (при его содержании в воде более 1,5 мг/л) удаляют фильтрованием воды через активированную окись алюминия. При наличии в воде радиоактивных веществ её подвергают дезактивации. Дезодорация воды, т. е. удаление веществ, обусловливающих приввкусы и запахи, достигается сорбцией их активным углём или окислением озоном, двуокисью хлора или перманганатом калия. В. является наиболее крупнотоннажным произ-вом в нар. х-ве страны. Только на водоочистных станциях хозяйственно-питьевого водоснабжения СССР в 1968 очистке было подвергнуто свыше 10 млрд. м3 воды.
Лит.: Клячко В. А., Апельцин И. Э., Подготовка воды для промышленного и городского водоснабжения, М., 1962; Кастальский А. А., Минц Д. М., Подготовка воды для питьевого и промышленного водоснабжения. М., 1962.
В. А. Клячко.
ВОДОПАД, падение воды в реке в местах резкого изменения высоты её дна с образованием почти отвесного уступа. Река, пересекая местность, сложенную последовательно то более твёрдыми, то более рыхлыми породами, врезается в податливые размыву породы гораздо быстрее, чем в стойкие. В результате
Крупнейшие и наиболее известные водопады мира
Название
Местоположение
Высота падения , м
Евразия
Утигард
Норвегия
610
Киле
Норвегия
561
Гаварни
р. Гав-де-По, Центр. Пиренеи, Франция
422
Кримль
р. Кримлер-Ахе, Австрия
380
Серио
р. Серио (басе. По), Италия
315
Гисбах
р. Гисбах, Швейцария
300
Илья Муромец
о. Итуруп (Курильские о-ва) СССР
141
Иматра
р. Вуокса, Финляндия
18
Африка
Тугела
р. Тугела, ЮАР
933
Каламбо
р. Каламбо, граница Танзании и Замбии
427
Аухрабис
р. Оранжевая, ЮАР
146
Виктория
р. Замбези, граница Замбии и Юж. Родезии
120
Мёрчисон
р. Виктория-Нил, Уганда
120
Стэнли
р. Конго, Демократич. Республика Конго
60
Северная Америка
Йосемитский
р. Мерсед, США
727,5
Риббон
р. Мерсед, США
484
Аппер-Йосемити
р. Йосемити-Крик, США
435
Невада-Фоле
р. Мерсед, США
178
Гранд-Фоле
р. Черчилл, Канада
74
Американские
р. Снейк, США
55
Ниагарский
р. Ниагара, граница США и Канады
51
Южная Америка
Анхель
р. Чу рун (система р. Карони), Венесуэла
1054
Кукенан
р. Кукенан (басе. Ориноко), Венесуэла
610
Рорайма
р. Потаро, Гайана
457
Кайетур
р. Потаро, Гайана
225
Паулу- Афонсу
р. Сан-франсиску , Бразилия
84
Игу асу
р. Игуасу, граница Бразилии и Аргентины
72
Австралия и Океания
Сатерленд
р. Артур, Н. Зеландия (Южный о-в)
580
Уолломомби
р. Маклей, Австралийский Союз
519
этого в русле реки возникают уступы, с к-рых низвергается водный поток. Вода может падать по неск. уступам, образуя серию В. (каскады). Уступ В. непрерывно разрушается, особенно у основания, и В. таким образом отступает вверх по течению реки. Напр., Ниагарский водопад (Сев. Америка), имея русло, сложенное из твёрдого известняка, подстилаемое более мягкими сланцами, ежегодно отступает на 0,7—0,9 м. При значительном разрушении уступа на месте В. нередко образуются пороги. В. могут возникать и в результате перего-раживания ущелий в горах обвалами, а также в равнинных р-нах, там, где река пересекает участки с неразмываемой породой (напр., траппы). Менее круто падающие В. наз. водоскатами. Небольшие В. на севере СССР часто называют "падунами". Самый высокий на Земле— водопад Анхель (1054 м). Йосемитский водопад в Йосемитской долине, в горах Сьерра-Невада (Калифорния), имеет падение 727,5 л. В. Виктория на р. Замбези (Южная Африка) имеет падение 120 м при шир. 1800 м. Крупнейшим по количеству переносимой воды является Ниагарский В., ширина к-poro достигает 1100 м при выс. падения ок. 51 м. В СССР В. распространены в Карельской АССР, на Кольском п-ове, на Кавказе, Алтае, в Саянах и др. горных районах Сибири.
Наличие В. на реках препятствует лесосплаву и судоходству, но реки с большим падением воды на коротких участках представляют большое удобство для строительства ГЭС. Так, используется энергия Нарвского В. на р. Нарва, В. Кивая на р. Суна и др.
Илл. см. на вклейке, табл. VIII (стр 48—49). А. И. Чеботарёв.
ВОДОПАДОВ ЛИНИЯ, Водопадов зона (Fall Line), название зоны контакта вост. предгорий Аппалачей (плато Пидмонт) и Приатлантич. низм. в США от долины р. Гудзон до шт. Алабама. Реки, стекающие с Пидмонта (Коннектикут, Гудзон, Саскуэханна, Потомак, Джеймс и др.), на низменности испытывают резкий перелом продольного профиля, образуя стремнины и небольшие водопады. Шир. зоны 5—12 км. Падение рек достигает 2—5 м/км, что используется для сооружения ГЭС. У В. л. заканчивается судоходство. Именно с этим, а также с наличием водной энергии связано возникновение вдоль В. л. таких городов, как Филадельфия, Балтимор, Ричмонд, и др. населённых пунктов.
ВОДОПОДГОТОВКА, обработка воды, поступающей из природного водоисточника на питание паровых и водогрейных котлов или для различных технологич. целей. В. производится на ТЭС, транспорте, в коммунальном х-ве, на пром. предприятиях. В. заключается в освобождении воды от грубодисперсных и коллоидных примесей и содержащихся в ней солей, тем самым предотвращается отложение накипи, унос солей паром, коррозия металлов, а также загрязнение обрабатываемых материалов при использовании воды в технологич. процессах. В. включает след. осн. методы обработки: осветление (удаление из воды коагуляцией, отстаиванием и фильтрованием коллоидальных и суспензированных загрязнений); умягчение (устранение жёсткости воды осаждением солей кальция и магния, известью и содой или удаление их из воды катионированием); обессоливание и обескремниванне (ионным обменом или дистилляцией в испарителях); удаление растворённых газов (термин, или химич. методом) и окислов железа и меди (фильтрованием).
Лит.: Шкроб М.С.,ВихревВ.Ф., Водоподготовка, М. —Л., 1966; Обработка воды на тепловых электростанциях, под ред. В. А. Голубцова, М. —Л., 1966. В. А. Клячко.
ВОДОПОДОГРЕВАТЕЛЬ, то же, что водонагреватель.
ВОДОПОДЪЁМНАЯ МАШИНА, водоподъёмник, служит для перемещения жидкости, гл. обр. воды.
В прошлом водоподъёмниками называли все техннч. средства для подачи воды, в т. ч. и насосы. В наст, время В. м. обычно наз. машины и механизмы, к-рые подают жидкость за счёт изменения в ней гл. обр. потенциальной энергии положения. Простейшие водоподъёмники — журавль и ворот для подъёма воды из колодцев. Более сложные В. м., к числу к-рых относятся архимедов винт, водоподъёмные колёса, нория и др., обеспечивают непрерывную подачу больших объёмов воды. Архимедов винт (рис. 1) состоит из кожуха или лотка и винта, к-рый вращается (ок. 50 об/мин) от ветряного или др. двигателя. Архимедов винт устанавливается наклонно (ок. 40° к горизонту) и одним концом погружается в воду. Винтовая поверхность при вращении давит на жидкость, перемещает её по корпусу или лотку, поднимая на 3—4 м. Водоподъёмное колесо имеет неск. разновидностей. Оно снабжено свободно подвешенными черпаками, к-рые внизу наполняются водой, а опорожняются (опрокидываясь) над лотком (рис. 2), или может иметь лопасти (рис. 3). Последние применялись для подачи больших количеств воды на выс. 2—6 м; приводом для них служили водяные колеса или др. двигатели.
Рис. 1. Архимедов винт: / — двигатель, 2 — винт, 3 — кожух.
Рис. 2. Водоподъёмное колесо с черпаками: / — лоток, 2 — черпак, 3 — колесо.
Нория, или черпаковый водоподъёмник (рис. 4), служит для подъёма жидкости на выс. до 25 м; рабочий орган нории - бесконечная цепь с укреплёнными на ней черпаками. Устройства, аналогичные нории, известны под названиями цепных чигирей, фланцевых (чёточных) или ячеисто-ленточных водоподъёмников, в к-рых захват жидкости осуществляется ячейками бесконечной цепи или ленты. В ячейках жидкость удерживается силой поверхностного натяжения. В наст, время В. м. применяются в слаборазвитых странах, где они ещё используются для орошения или осушения земель и т. п. работ.
Рис. 3. Водоподъёмное колесо с лопастями: 1 - привод, 2 - колесо, 3 - лопасти, 4 - приёмное устройство.
Рис. 4. Нория для подъёма жидкости.
Лит.: Грибанов И. П., Простейшие водоподъемники для орошения небольших площадей, М., 1943; Флоринский М. М., Рычагов В. В., Насосы и насосные станции, 3 изд., М., 1967.
Ю. В. Квитковский.
ВОДОПОЙНЫЙ ПУНКТ, площадка с оборудованием для поения животных. В. п. устраивают на пастбищах и скотопрогонных трассах, выбирая для этого ровное место. Чтобы вода не застаивалась на В. п., площадку планируют с уклоном 0,05 от водоисточника (колодца, пруда, реки, озера, водохранилища, канала) и укрепляют гравийно-песчаной засыпкой или мостят камнем. Для животных делают удобные подходы шириной не менее 3 м. В. п. оборудуют водоподъёмником (если вода не поступает на площадку самотёком), резервуаром для запаса воды (в размере не менее суточной потребности) и водопойными корытами. Применяют также передвижные В. п., состоящие из цистерны на автоприцепе и автопоилок. Расстояние между В. п. на пастбищах зависит от кормовой ёмкости пастбищ, системы пастьбы, вида животного, рельефа местности и не должно превышать допустимой дальности отгона от В. п. (2-8 км), а на скотопрогонах - от скорости передвижения животных (напр., для овец не более 15 км/сут).
Лит.: Оводов В. С., Сельскохозяйственное водоснабжение и обводнение, 2 изд., М., 1960; БабенкоИ. И., Водоснабжение животноводческих ферм, М., 1964.
В. В. Дацыков.
ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ (юридич.), пользование водами (водными объектами), состоящими в исключительной собственности гос-ва.
В советском законодательстве виды В. определяются: целями использования вод (В. хоз.-питьевое, пром., с.-х., транспортное, энергетич. и пр.); способом пользования (путём добычи - забора воды источника, пользование водными объектами в качестве водного пути, источника гидроэнергии и т. п., а также для сброса в водоёмы сточных вод); технич. условиями (В.общее, без применения гидротехнич. сооружений или устройств, влияющих на состояние вод, и специальное, с применением таких сооружений или устройств); условиями предоставления водных объектов в пользование (совместное - если водный объект не закреплён за конкретной орг-цией или лицом, и обособленное - если водный объект предоставлен определённой орг-ции или лицу), а также основаниями возникновения права пользования водами (первичное - если водный объект предоставлен в пользование непосредственно гос-вом, и вторичное - если он предоставлен первичным водопользователем). С учётом приведённой классификации определяется правовой режим различных водных объектов, а также права и обязанности водопользователей. Напр., общее В. (купание, водопой скота и т. п.) осуществляется бесплатно и без разрешений гос. органов на всех водоёмах, за исключением изъятых из хоз. пользования, состоящих в обособленном пользовании. Для спец. В. во всех случаях требуется предварительное разрешение государственных органов, в ряде случаев оно может быть возмездным.
Все водопользователи вправе пользоваться водами в пределах, предусмотренных законодательством, и в соответствующих случаях - разрешениями гос. органов; они обязаны выполнять требования рационального использования и охраны вод и др. Наиболее жёсткие требования предъявляются в отношении охраны вод от загрязнения производств, и бытовыми отходами. Правовыми актами установлено, что при проектировании и строительстве предприятий, зданий, сооружений и др. хоз. объектов должны быть приняты все меры к тому, чтобы исключить сброс в водоёмы загрязнённых сточных вод и др. отходов. В этих целях предписано внедрять в произ-во безводные технология, процессы, повторное использование воды на предприятиях, а также эффективные системы очистки сточных вод. Гос. приёмочным комиссиям запрещено принимать в эксплуатацию новые и реконструированные предприятия, цехи и агрегаты, деятельность которых не удовлетворяет требованиям охраны водоёмов от загрязнения.
Водопойный пункт на пастбище: - водоподъёмник в шахтном колодце, 2 - резервуар для запаса воды, 3 - водопойное корыто.
Пользование водными объектам" для сброса пром. коммунально-бытовых, дренажных и др. сточных вод может производиться только с разрешения органов по регулированию использования и охране вод после согласования с органами гос. сан. надзора, охраны рыбных запасов и др. Сброс сточных вод допускается только, если он не приведёт к увеличению содержания в водном объекте загрязняющих веществ свыше установленных норм, и при условии очистки водопользователем сточных вод до установленных спец. органами пределов. Если указанные требования нарушаются, сброс сточных вод должен быть ограничен, приостановлен или запрещён - вплоть до прекращения деятельности отд. пром. установок, цехов, предприятий, организаций, учреждений. В случаях, угрожающих здоровью населения, органы гос. сан. надзора вправе приостанавливать сброс сточных вод вплоть до прекращения эксплуатации производств, и др. объектов с уведомлением об этом органов по регулированию использования и охране вод. Сброс в водные объекты производств., бытовых и др. отходов и отбросов запрещается. Установлена система требований по В., касающаяся охраны вод от загрязнения отходами водного транспорта, лесосплава, с. х-ва и др. За несоблюдение указанных требований виновные привлекаются к дисциплинарной, уголовной или адм. ответственности. См. также Водный фонд государственный. о. С. Колбасов.
ВОДОПОНИЖЕНИЕ, временное понижение уровней или напоров подземных вод при сооружении котлованов, проходке горных выработок на месторождениях полезных ископаемых, туннелей, строительстве метрополитенов и т. п. В зависимости от глубин осушаемых выработок и фильтрационных свойств горных пород В. осуществляется различными средствами. В. с использованием буровых скважин, оборудованных штанговыми или центробежными глубинными насосами, позволяет вести понижение уровня воды на глуб. до 300 м. Лёгкими иглофильтровыми установками обеспечивается В. на глуб. 4-5 м при длине рабочего органа иглофильтра до 8м. При В. на глуб. св. 5 м иглофильтры устанавливают в неск. ярусов. Наилучшие результаты применения лёгких иглофильтров достигаются в водоносных песках, однородных по составу, с коэффициентами фильтрации от 1 до 5 м/сут. В. эжекторными установками осуществляется на глуб. до 22 м. Установка состоит из эжскторных иглофильтров, центробежных насосов, распределит, и сборного трубопроводов. Каждый иглофильтр оборудован водоструйным подъёмником - эжектором, расположенным внизу устройства. Эжекторные иглофильтры рекомендуется применять в однородных по составу и строению водоносных песках с коэффициентом фильтрации до 0,1 м/сут. Для сложных условий осушения водоносных пород, переслаивающихся с водоупорными, в 1967 в СССР разработано водопонижающее устройство - вакуум-концентрическая скважина, представляющая собой эжекторный иглофильтр с фильтровой оболочкой на всю высоту водоносного горизонта. С помощью этого устройства осушаются все вскрытые скважиной водоносные прослойки и успешно производится вакуумирование с помощью эжектора, что ускоряет процесс осушения. Насосные установки открытого водоотлива применяются для откачки подземной воды, поступающей в строит, котлован.
При полном пересечении водоносного пласта горной выработкой дополнительно к В. необходим водоотлив.
Лит.: Водопонижение в строительстве, М., 1971. В. А. Полуянов.
ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ, расходование воды, подаваемой для удовлетворения различных нужд населения, пром-сти и т. д. Различают две осн. категории В.:
1) хозяйственно-питьевое и коммунальное В.- потребление воды, связанное с бытовыми нуждами населения (питьё, приготовление пищи, содержание в чистоте жилищ и т. п.) и обеспечением благоустройства населённых мест (поливка улиц, зелёных насаждений и т. п.);
2) производственное или техническое В.- потребление воды для технологич. целей пром-сти, энергетики, транспорта (парообразование, охлаждение, промывка продукции, гидравлич. транспорт и т. п.), на противопожарные нужды и пр. Количество воды, расходуемое для нужд населения, зависит в основном от степени сан.-технич. оборудования жилищ (наличия канализации, ванн, душей, систем газоснабжения и горячего водоснабжения). Показателем размеров В. по этой категории служит удельный расход воды, т. е. количество воды, расходуемое в среднем в сутки на одного жителя. Измерения и анализ фактических удельных расходов в населённых местах дают основания для установления норм водопотребления - величин удельных расходов, к-рые рекомендуется принимать при проектировании новых или реконструкции существующих водопроводов.
Лит.: Абрамов Н. Н., Водоснабжение, М., 1967; Строительные нормы и правила, ч. 2, раздел Г, гл. 3. Водоснабжение. Нормы проектирования, М., 1963.
ВОДОПРИЁМНИК, водоток, водоём или лощина, принимающие и отводящие воду, собираемую осушительной системой с прилегающей территории (см. Осушение). В. должен пропускать расчётные расходы воды, не вызывая подпора почвенных вод и подтопления осушаемой площади. Для соблюдения этого условия на реках увеличивают их пропускную способность, осуществляя регулирование русла и проводя выправителъные работы, в нек-рых случаях (сравнительно редко) применяют механич. водоподъём (перекачку). Термин "В." употребляют также для обозначения гидротехнич. водозаборных сооружений.
ВОДОПРОВОДНАЯ СЕТЬ, совокупность водопроводных линий (трубопроводов) для подачи воды к местам потребления; один из осн. элементов системы водоснабжения. К линиям В. с. (обычно прокладываемым вдоль улиц и проездов) присоединяются т. н. домовые ответвления (трубы), по к-рым вода подаётся в отд. здания. Внутри зданий устраиваются внутренние (внутридомовые) В. с., подводящие воду к водоразборным кранам. В отличие от них, осн. В. с. (прокладываемая вне зданий) называется наружной (уличной, дворовой). Для устройства В. с. применяют водопроводные трубы. Выбор типа труб зависит от величины требуемого напора в В. с., характера грунтов, способа прокладки, а также от экономич. факторов. При подземных прокладках наиболее распространены чугунные, асбестоцементные и стальные трубы, используются также железобетонные и пластмассовыс. Глубина заложения труб зависит от уровня промерзания почвы, темп-ры подаваемой по трубам воды и режима работы В. с. (для средней полосы СССР глубина заложения ок. 2,5 м). Минимальная глубина заложения обусловлена необходимостью предохранения труб от разрушения динамич. (транспортными) нагрузками.
В. с. оборудуются запорной арматурой-задвижками и вентилями (для выключения отд. участков сети) и водоразборными устройствами - пожарными гидрантами, иногда - уличными водоразборными колонками (в районах, ещё не полностью обеспеченных домовыми вводами). Гидранты и задвижки обычно устанавливаются в спец. колодцах (сборных железобетонных или кирпичных), перекрываемых металлич. съёмными люками.
По технич. условиям давление воды в В. с. населённых мест не должно превышать 6 am. Для подачи воды в отд. многоэтажные здания устраивают местные насосные станции подкачки. В. с. должны обеспечивать надёжное и бесперебойное снабжение водой потребителей. Этому условию отвечает устройство кольцевых B.C., состоящих из смежных замкнутых контуров-колец (рис. 1), расположение к-рых зависит от планировки города. При аварии повреждённый участок водовода может быть выключен (задвижками а и б) без прекращения подачи воды ко всем остальным линиям В. с. В разветвлённых (тупиковых) В. с. (рис. 2) при аварии на любом участке (напр., в точке х) прекращается подача воды во все участки сети, лежащие за повреждённым; поэтому разветвлённые сети могут устраиваться лишь в тех случаях, когда допустимы перерывы в снабжении водой. Все В. с., в к-рых предусматривается подача воды для тушения пожаров, как правило, устраивают кольцевыми. В В. с. различают магистральные линии, транспортирующие воду транзитом в удалённые р-ны снабжаемой территории, и распределительную сеть, подающую воду к отдельным домовым ответвлениям.
Рис. 1. Схема кольцевой водопроводной сети.
Рис. 2. Схема разветвлённой (тупиковой) водопроводной сети.
Расчёт В. с. (особенно кольцевых и получающих воду от неск. насосных станций) - весьма сложная и трудоёмкая работа. Для её проведения целесообразно использовать вычислительные машины.
Лит.: М о ш н и н Л. Ф., Методы технико-экономического расчёта водопроводных сетей, М., 1950; Абрамов Н. Н.. Поспелова М. М., Расчет водопроводных сетей, 2 изд., М., 1962; Андрняшев М. М., Гидравлические расчеты водоводов и водопроводных сетей, М., 1964; Абрамов Н. Н., Водоснабжение, М., 1967.
ВОДОПРОНИЦАЕМОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД, способность горных пород пропускать воду. Степень водопроницаемости зависит от размера и количества сообщающихся между собой пор и трещин, а также от отсортированности зёрен горных пород. К хорошо проницаемым горным породам относятся галечники, гравий, крупнозернистые пески, интенсивно закарстованные и трещиноватые породы. Практически непроницаемыми (водоупорными) породами являются глины, плотные суглинки, нетрещиноватые кристаллич., метаморфич. и плотные осадочные породы.
В. г. п. может определяться по скорости фильтрации, равной количеству воды, протекающей через единицу площади поперечного сечения фильтрующей породы. Эта зависимость выражается формулой Дарси: v = kl, где v - скорость фильтрации, k - коэффициент фильтрации, I - напорный градиент, равный отношению падения напора h к длине пути фильтрации L (I =h/L). Коэффициент фильтрации имеет размерность скорости (см/сек, м/сут). Т. о., скорость фильтрации при напорном градиенте, равном единице, тождественна коэффициенту фильтрации.
В связи с тем, что вода в породах может передвигаться под влиянием различных причин (гидравлич. напора, силы тяжести, капиллярных, адсорбционных, капиллярно-осмотич. сил, температурного градиента и др.), количеств, характеристика В. г. п. может выражаться, помимо коэффициента фильтрации, также коэффициентами водопроводимости и пьезопроводности. При гидрогеологич. исследованиях и расчётах коэфф. водопроводимости (произведение коэффициента фильтрации на мощность водоносного горизонта) является показателем фильтрационной способности горной породы.
В зависимости от геологич. строения водоносные породы в фильтрационном отношении могут быть изотропными, когда водопроводимость одинакова в любом направлении, и анизотропными, характеризующимися закономерным изменением водопроницаемости в разных направлениях.
Изучение В. г. п. необходимо при поисках и разведке подземных вод для целей водоснабжения, при устройстве гидротехнич. сооружений, эксплуатации различных типов подземных вод, при расчётах допустимых понижений уровня вод и радиусов влияния водозаборных скважин, при проектировании и осуществлении осушительных и оросительных мероприятий. А. М. Овчинников.
ВОДОПЬЯНОВ Михаил Васильевич [р. 6(18).11.1899, с. Студёнка, ныне часть г. Липецка], советский лётчик, один из первых Героев Сов. Союза (20.4.1934), ген.-майор авиации (1943). Чл. КПСС с 1934. Род. в семье крестьянина. В февр. 1918 добровольно вступил в Красную Армию, служил шофёром-мотористом, затем бортмехаником и пилотом в авиации. После Гражд. войны летал на самолётах по трассам Москва - Иркутск, Москва - Ленинград, первым открыл возд. линию на о. Сахалин.Окончил воен.-авиац. школу лётчиков (1929). В марте - апр. 1934 участвовал в спасении экипажа ледокола "Челюскин", за что был удостоен звания Героя Советского Союза. В 1937 участвовал в возд. экспедиции на Сев. полюс. Во время Великой Отечеств, войны командовал авиадивизией. С 1946 в отставке. Автор романа "Киреевы" (1956), повестей, рассказов, автобиографич. кн. "Полярный лётчик" (1952) и кн. "Валерий Чкалов" (1954). Награждён 4 орденами Ленина, 4 орденами Красного Знамени, орденом Отечеств, войны 1-й степени и медалями.
ВОДОРАЗДЕЛ, линия, разделяющая сток атм. вод по двум склонам, направленным в разные стороны. На равнинах В. нередко превращается в плоское водораздельное пространство, на к-ром направление стока может иметь переменный характер. Линию, разграничивающую басc, тихоокеанского (рек, впадающих в Тихий и Индийский ок.) и атлантического (рек, впадающих в Атлантич. и Сев. Ледовитый ок.) склонов, наз. главным В. Земли.
ВОДОРЕЗЫ (Rhynchopidae), семейство птиц отр. ржанкообразных. Один род (Rhynchops), включающий три вида. Дл. тела до 45 см. Окраска чёрная с белым. Крылья очень длинные и острые, хвост с выемкой. Клюв большой, сжатый с боков, нижняя челюсть (подклювье) длиннее верхней, снабжена осязательными тельцами. Кормятся В. мелкими рыбами и водными насекомыми, летая в сумерках или ночью низко над водой и погрузив конец подклювья в воду (отсюда назв.). Обитают на морских побережьях,в устьях крупных рек субтропич. и тропич. зон Африки, Азии и Америки. Гнездятся небольшими группами на песчаных отмелях и островах после наступления сухого сезона и спада воды в реках. Яйца (2-4) откладывают в ямку в песке. Птенцы сразу после вылупления могут бегать и плавать, но их ещё долго кормят родители.
Водорез Rhynchops albicollis.
ВОДОРОД (лат. Hydrogenium), H, химический элемент, первый по порядковому номеру в периодич. системе Менделеева; ат. м. 1,00797. При обычных условиях В.- газ; не имеет цвета, запаха и вкуса.
Историческая справка. В трудах химиков 16 и 17 вв. неоднократно упоминалось о выделении горючего газа при действии кислот на металлы. В 1766 Г. Кавендиш собрал и исследовал выделяющийся газ, назвав его "горючий воздух". Будучи сторонником теории флогистона, Кавендиш полагал, что этот газ и есть чистый флогистон. В 1783 А. Лавуазье путём анализа и синтеза воды доказал сложность её состава, а в 1787 определил "горючий воздух" как новый хим. элемент (В.) и дал ему совр. название hydrogene (от греч. hydor - вода и gennao - рождаю), что означает "рождающий воду"; этот корень употребляется в названиях соединений В. и процессов с его участием (напр., гидриды, гидрогенизация). Совр. рус. наименование "В." было предложено М. Ф. Соловьёвым в 1824.
Распространённость в природе. В- широко распространён в природе, его содержание в земной коре (литосфера и гидросфера) составляет по массе 1%, а по числу атомов 16%. В. входит в состав самого распространённого вещества на Земле-воды (11,19% В. по массе), в состав соединений, слагающих угли, нефть, природные газы, глины, а также организмы животных и растений (т. е. в состав белков, нуклеиновых кислот, жиров, углеводов и др.). В свободном состоянии В. встречается крайне редко, в небольших количествах он содержится в вулканич. и др. природных газах. Ничтожные количества свободного В. (0,0001% по числу атомов) присутствуют в атмосфере. В околоземном пространстве В. в виде потока протонов образует внутренний ("протонный") радиационный пояс Земли. В космосе В. является самым распространённым элементом. В виде плазмы он составляет около половины массы Солнца и большинства звёзд, осн. часть газов межзвёздной среды и газовых туманностей. В. присутствует в атмосфере ряда планет и в кометах в виде свободного Нг, метана СН4, аммиака NH3, воды НзО, радикалов типа СН, NH, ОН, SiH, PH и т. д. В виде потока протонов В. входит в состав корпускулярного излучения Солнца и космич. лучей.
Изотопы, атом и молекул а. Обыкновенный В. состоит из смеси 2 устойчивых изотопов: лёгкого В., или протия ОН), и тяжёлого В., или дейтерия (2Н, или D). В природных соединениях В. на 1 атом 2Н приходится в среднем 6800 атомов 'Н. Искусственно получен радиоактивный изотоп - сверхтяжёлый В., или тритий (3Н, или Т), с мягким (3-излучением и периодом полураспада T1/2 = 12,262 года. В природе тритий образуется, напр., из атм. азота под действием нейтронов космических лучей; в атмосфере его ничтожно мало (4*10-15 % от общего числа атомов В.). Получен крайне неустойчивый изотоп 4Н. Массовые числа изотопов 1Н, 2Н, 3Н и 4Н, соответственно 1, 2, 3 и 4, указывают на то, что ядро атома протия содержит только 1 протон, дейтерия - 1 протон и 1 нейтрон, трития - 1 протон и 2 нейтрона, 4Н - 1 протон и 3 нейтрона. Большое различие масс изотопов В. обусловливает более заметное различие их физических и химических свойств, чем в случае изотопов др. элементов.
М. В. Водопьянов.
Атом В. имеет наиболее простое строение среди атомов всех др. элементов: он состоит из ядра и одного электрона. Энергия связи электрона с ядром (потенциал ионизации) составляет 13,595 эв. Нейтральный атом В. может присоединять и второй электрон, образуя отрицательный ион Н- при этом энергия связи второго электрона с нейтральным атомом (сродство к электрону) составляет 0,78 эв. Квантовая механика позволяет рассчитать все возможные энергетич. уровни атома В., а следовательно, дать полную интерпретацию его атомного спектра. Атом В. используется как модельный в квантовомеханич. расчётах энергетич. уровней других, более сложных атомов. Молекула В. Н2 состоит из двух атомов, соединённых ковалентной химической связью. Энергия диссоциации (т. е. распада на атомы) составляет 4,776 эв (1эв= 1,60210* Ю-19 дж). Межатомное расстояние при равновесном положении ядер равно 0,7414 А. При высоких темп-pax молекулярный В. диссоциирует на атомы (степень диссоциации при 2000°С 0,0013, при 5000°С 0,95). Атомарный В. образуется также в различных хим. реакциях (напр., действием Zn на соляную к-ту). Однако существование В. в атомарном состоянии длится лишь короткое время, атомы рекомбинируют в молекулы Н2. , Фи з. ихим. свойства. В.- легчайшее из всех известных веществ (в 14,4 раза легче воздуха), плотность 0,0899 г/л при 0°С и 1 атм. В. кипит (сжижается) и плавится (затвердевает) соответственно при - 252,6°С и - 259,1°С (только гелий имеет более низкие темп-ры плавления и кипения). Критич. темп-pa В. очень низка (-240°С), поэтому его сжижение сопряжено с большими трудностями; критич. давление 12,8 кгс/см2(12,8 атм), критич. плотность 0,0312 г/см3. Из всех газов В. обладает наибольшей теплопроводностью, равной при 0°С и 1 атм 0,174 вт/(м-К), т. е. 4,16*10-4 кал/(с-см-°С). Уд. теплоёмкость В. при 0°С и 1 атм СР 14,208*103 дж/(кг-К), т. е. 3,394 кдл/(г-°С). В. мало растворим в воде (0,0182 мл/г при 20°С и 1 атм), но хорошо - во многих металлах (Ni, Pt, Pa и др.), особенно в палладии (850 объёмов на 1 объём Pd). С растворимостью В. в металлах связана его способность диффундировать через них; диффузия через углеродистый сплав (напр., сталь) иногда сопровождается разрушением сплава вследствие взаимодействия В. с углеродом (т. н. декарбонизация). Жидкий В. очень лёгок (плотность при -253°С 0,0708 г/см3) и текуч (вязкость при -253°С 13,8 спуаз).
В большинстве соединений В. проявляет валентность (точнее, степень окисления) + 1, подобно натрию и др. щелочным металлам; обычно он и рассматривается как аналог этих металлов, возглавляющий I гр. системы Менделеева. Однако в гидридах металлов ион В. заряжен отрицательно (степень окисления -1), т. е. гидрид Na+H- построен подобно хлориду Na+Cl-. Этот и нек-рые др. факты (близость физ. свойств В. и галогенов, способность галогенов замещать В. в оргацич. соединениях) дают основание относить В. также и к VII гр. периодич. системы (подробнее см. Периодическая система элементов). При обычных условиях молекулярный В. сравнительно мало активен, непосредственно соединяясь лишь с наиболее активными из неметаллов (с фтором, а на свету и с хлором). Однако при нагревании он вступает в реакции со многими элементами. Атомарный В. обладает повышенной хим. активностью по сравнению с молекулярным. С кислородом В. образует воду: Н2 -f 1/2О2 = Н2О с выделением 285,937* * 103дж/моль, т. е. 68,3174 ккал/моль тепла (при 25°С и 1 атм). При обычных темп-pax реакция протекает крайне медленно, выше 550°С - со взрывом. Пределы взрывоопасности водородо-кислородной смеси составляют (по объёму) от 4 до 94% Нз, а водородо-воздушной смеси - от 4 до 74% Н2 (смесь 2 объёмов Н2 и 1 объёма Оз наз. гремучим газом). В. используется для восстановления многих металлов, т. к. отнимает кислород у их окислов:
CuO + H2 = Cu + H2O, Fe3O4 + 4H2 = 3Fe + 4Н2О, и т. д.
С галогенами В. образует галогеноводороды, напр.:
Н2 + С12 = 2НС1.
При этом с фтором В. взрывается (даже в темноте и при - 252°С), с хлором и бромом реагирует лишь при освещении или нагревании, а с иодом только при нагревании. С азотом В. взаимодействует с образованием аммиака: ЗН2 + N2 = = 2NНз лишь на катализаторе и при повышенных темп-pax и давлениях. При нагревании В. энергично реагирует с серой: Н2 + S = H2S (сероводород), значительно труднее с селеном и теллуром. С чистым углеродом В. может реагировать без катализатора только при высоких темп-pax: 2Н2 + С (аморфный) = = СН4 (метан). В. непосредственно реагирует с нек-рыми металлами (щелочными, щёлочноземельными и др.), образуя гидриды: Н2 + 2Li = 2LiH. Важное практич. значение имеют реакции В. с окисью углерода, при к-рых образуются в зависимости от темп-ры, давления и катализатора различные органич. соединения, напр. НСНО, СНзОН и др. (см. Углерода окись). Ненасыщенные углеводороды реагируют с В., переходя в насыщенные, напр.: СnН2n + Н2 = СnН2n+2 (см. Гидрогенизация).
Роль В. и его соединений в химии исключительно велика. В. обусловливает кислотные свойства т. н. протонных кислот (см. Кислоты и основания). В. склонен образовывать с нек-рыми элементами т. н. водородную связь, оказывающую определяющее влияние на свойства многих органич. и неорганич. соединений.
Получение. Осн. виды сырья для пром. получения В. - газы природные горючие, коксовый газ (см. Коксохимия) и газы нефтепереработки, а также продукты газификации твёрдых и жидких топлив (гл. обр. угля). В. получают также из воды электролизом (в местах с дешёвой электроэнергией). Важнейшими способами произ-ва В. из природного газа являются каталитич. взаимодействие углеводородов, гл. обр. метана, с водяным паром (конверсия): СН4 + H2О = СО + ЗН2, и неполное окисление углеводородов кислородом: СН4 + 1/2О2 = = СО + 2Н2- Образующаяся окись углерода также подвергается конверсии: СО + Н2О = СО2 + Н2. В., добываемый из природного газа, самый дешёвый. Очень распространён способ произ-ва В. из водяного и паровоздушного газов, получаемых газификацией угля. Процесс основан на конверсии окиси углерода. Водяной газ содержит до 50% Н2 и 40% СО; в паровоздушном газе, кроме Н2 з СО, имеется значительное количество N2, к-рый используется вместе с получаемым В. для синтеза NH3. Из коксового газа и газов нефтепереработки В. выделяют путём удаления остальных компонентов газовой смеси, сжижаемых более легко, чем В., при глубоком охлаждении. Электролиз воды ведут постоянным током, пропуская его через раствор КОН или NaOH (кислоты не используются во избежание коррозии стальной аппаратуры). В лабораториях В. получают электролизом воды, а также по реакции между цинком и соляной к-той. Однако чаще используют готовый заводской В. в баллонах.
Применение. В пром. масштабе В. стали получать в конце 18 в. для наполнения возд. шаров. В настоящее время В. широко применяют в хим. пром-сти, гл. обр. для произ-ва аммиака. Крупным потребителем В. является также произ-во метилового и др. спиртов, синтетич. бензина (синтина) и др. продуктов, получаемых синтезом из В. и окиси углерода. В. применяют для гидрогенизации твёрдого и тяжёлого жидкого топлив, жиров и др., для синтеза НС1, для гидроочистки нефтепродуктов, в сварке и резке металлов кислородо-водородным пламенем (темп-pa до 2800°С) и в атомно-водородной сварке (до 4000°С). Очень важное применение в атомной энергетике нашли изотопы В.- дейтерий и тритий.
Лит.: Некрасо в Б. В., Курс общей химии, 14 изд., М.,1962; Ре ми Г., Курс неорганической химии,пер. с нем., т. 1, М., 1963; Егоров А. П., Шерешевский Д. И., Шманенков И. В., Общая химическая технология неорганических веществ, 4 изд., М., 1964; Общая химическая технология. Под ред. С. И. Вольфковича, т. 1, М., 1952; Лебедев В. В., Водород, его получение и использование, М., 1958; Налбандян А. Б., Воеводский В. В., Механизм окисления и горения водорода, М.- Л., 1949; Краткая химическая энциклопедия, т. 1, М., 1961, с. 619 - 24. С. Э. Вайсберг.
ВОДОРОДА ПЕРЕКИСЬ, см. Перекись водорода.
ВОДОРОДНАЯ БОМБА, бомба взрывного действия большой разрушительной силы. Действие В. б. основано на термоядерной реакции. См. Ядерное оружие.
ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ, вид хим. взаимодействия атомов в молекулах, отличающийся тем, что существенное участие в нём принимает атом водорода (Н), уже связанный ковалентной связью с др. атомом (А). Группа А-Н выступает донором протона (акцептором электрона), а другая группа (или атом) В - донором электрона (акцептором протона). Иначе говоря, группа А-Н проявляет функцию кислоты, а группа В - основания. Для обозначения В. с. употребляют, в отличие от обычной валентной чёрточки, пунктир, т. е. А-Н . . . В [в предельном случае симметричной В. с., напр, в бифториде калия, K+(F...Н...F)-, различие двух связей исчезает].
К образованию В. с. способны группы А-Н, где А - атомы О, N, F, С1, Вг и в меньшей мере С и S. В качестве второго, электродонорного центра В могут выступать те же атомы О, N, S разнообразных функциональных групп, анионы F-, С1- и др., в меньшей мере ароматич. кольца и кратные связи. Если А-Н и В принадлежат отдельным (разнородным или идентичным) молекулам, то В. с. на |
