Систематизация мер снегоборьбы

Помимо недостаточности полосы отвода существовал еще один серьезный фактор повышенной снегозаносимости. Это большая протяженность нулевых мест, мелких выемок, низких насыпей, тоже обусловленная стремлением снизить строительную стоимость. Многим дорогам пришлось пойти на большие дополнительные затраты, чтобы поднять отметки земляного полотна по крайней мере выше толщины снежного покрова. Мелкие выемки уже в 70-е годы начали устраивать раскрытыми, доводя крутизну откосов до ¹/₁₀ и даже до ¹/₁₂. По идее в них не должен был откладываться снег, но так было только при сильных ветрах.

Снежные заносы нередко приобретали бедственный характер. Особенно суровые, многоснежные, ветреные зимы бывали обычно через 5-7 лет. За это время размер прежнего бедствия забывался, притуплялась бдительность личного состава путейских подразделений, а центральные органы постепенно снижали сметные ассигнования на зимний ремонт, ибо они придерживались правила определять затраты за три предыдущих года [118]. В результате, как правило, очередное наступление стихии заставало линейных работников врасплох, сопровождалось сбоями в движении, "неожиданным" увеличением расходов на зимний ремонт, которые росли на русских дорогах год от года. В настоящее время трудно представить, какие бедствия терпели плохо защищенные от заносов железные дороги.

Зимой 1880/81 г. были большие сбои в движении на Грязе-Царицынской, Моршанско-Сызранской, Рязанско-Вяземской дорогах. На последней высота снега в заносах достигала 8,5 м. В 1883 г. для откапывания поездов на Николаевской дороге в течение четырех дней потребовалось 12 тыс., на Московско-Курской - 7 тыс. рабочих. Зимой 1887/88 г. на Юго-Западных дорогах в снегу утопали телеграфные столбы; поезда опаздывали на несколько суток. Зимой 1890/91 г. на Курско-Харьково-Азовской линии выемку занесло на длине около километра при толщине снега более 5 м. У станции Мандрыкино Екатерининской дороги длинную выемку на кривой занесло в такой степени, что под снегом скрылись все ориентиры. Прежде чем начинать расчистку, пришлось провести геодезическую разбивку оси пути и полосы для траншеи. На Шепетовской линии поезда не ходили свыше двух недель. На станции Астапово (Лев Толстой) высота сугробов с наветренной стороны оказалась такой, что под ними скрылись вагоны поезда.

Лишь в 1912 г., через 61 год после открытия регулярного движения на дороге Петербург - Москва, была поставлена задача пересмотра самодеятельной практики снегоборьбы с целью приведения ее в определенную систему [118]. Русскими инженерами в этом направлении было сделано очень многое.

Первые специальные работы по снегоборьбе появились в "Журнале путей сообщения" в 40-е годы прошлого века. Они освещали зарубежный опыт и привлекали внимание к актуальной для России проблеме. В 1868 г. в "Записках" РТО была помещена "техническая беседа" П. Михальцева "О снежных заносах на железных дорогах России", в которой обобщалась отечественная практика снегоборьбы. В беседе были затронуты и некоторые вопросы образования снежных отложений в выемках и у насыпей, т. е. даны элементы физического понимания явлений. В конце 80-х годов приобрела некоторую известность теория снежных заносов В. В. Рудницкого [144]. Он сильно упрощал многие вопросы аэродинамики, а в ряде положений просто ошибался. Но тем не менее это была попытка научного подхода к проектированию защит.

В конце 1876 г. в Москве состоялся съезд представителей железных дорог, который рассматривал вопросы борьбы со снежными заносами. По 20 запискам дорог был подготовлен общий доклад, который можно считать первым генеральным освещением отечественного опыта. Позднее один из составителей доклада Э. Д. Злотницкий опубликовал статью [68], содержащую многие элементы научного подхода к снегоборьбе. В ней имеются начала физической трактовки снегопереноса, дается классификация метелей, заносимых мест железной дороги, способов защиты и т. д. Поднимался также вопрос о метелевых предупреждениях. В начале 80-х годов Оренбургская дорога разработала и предложила вниманию I съезда инженеров службы пути программу проведения метеорологических наблюдений для разработки прогнозов метелей.

К этому времени относятся и попытки экспериментального проникновения в физику явлений снежных заносов. Р. Н. Савельев в течение 1883-1884 гг. проводил на станции Льгов Курско-Киевской дороги наблюдения за погодой, пытаясь выяснить связь между силой ветра и размерами снежных отложений. Ему принадлежит один из проектов организации метеорологических наблюдений для разработки основ снегоборьбы, опубликованный в 1884 г. в киевском "Инженере". Идея классификации железных дорог по степени заносимости в зависимости от топографии нашла отражение в этом же журнале (1888 г.); ее выдвинул А. К. Клоссовский, который организовал 8 метеорологических пунктов на Юго-Западных дорогах для изучения повторяемости метеорологических явлений, как основы долгосрочного прогноза погоды.

Следующая попытка учета метеорологических особенностей принадлежит Б. И. Срезневскому [155] и базируется на вполне серьезной и совершенной по тому времени геофизической основе. Срезневский изучил и сопоставил метеорологические условия за 10 лет со всеми случаями заносов на дорогах. Ему удалось установить связи возникновения метели с изменчивостью некоторых метеорологических элементов, в частности с силой и направлением ветра. Он впервые применил в своих исследованиях розы повторяемости метелеобразующих ветров и предложил воспользоваться данными наблюдений метеостанций Главной Физической Обсерватории (ГФО), которая была организована в 1849 г. К началу 90-х годов ГФО уже располагала сетью метеорологических станций и пунктов и, тогда еще очень слабой, но уже функционировавшей, службой погоды. В зиму 1890/91 г. дороги получили от этой службы (метеостанций ГФО) 328 метелевых прогнозов, из которых оправдалось 58%. С 1892 г. на сети начала действовать система служебных метелевых оповещений и штормовых предупреждений. Правда, из-за невысокой точности предсказания она не пользовалась надлежащей репутацией.

Б. И. Срезневский предложил также организацию на дорогах метеорологических групп для детализации метелевых прогнозов и решения ряда прикладных задач. В 1892 г. на сети насчитывалось 300 наблюдательных пунктов, из них 33 имели оборудование метеостанций 2~го разряда и были включены в систему ГФО. Дорогам метеостанции давали прогноз характера зимы в условных градациях. В зависимости от этого нормировались расходы труда на зимний ремонт [109].

В 1900 г. вышел в свет труд С. Д. Карейши [77], систематизировавший опыт русских дорог в области снегоборьбы. Ему принадлежит идея сравнительного испытания различных видов защит, которая в 1903 г. была осуществлена на пяти участках Екатерининской дороги.

В 1908 г. на XXVI съезде инженеров службы пути состоялся доклад Н. Е. Долгова, позднее опубликованный [45], в котором был намечен путь научных исследований и наблюдений для разработки эффективных мер применения решетчатых защит. Долгов впервые начал рассматривать перенос снега как движение снежинок определенных размеров и формы по законам аэромеханики. Близ станции Пологи Н. Е. Долгов организовал первую метелевую обсерваторию, которая, несмотря на примитивность измерительных средств, сделала ряд ценных научных выводов.

Долгов ввел понятие о силе низовой метели как количестве снега, переносимого ветром через сечение воздушного потока, и впервые получил возможность ориентировочно определять объемы метелевых отложений, от которых зависят конструкция и размеры щитов, число их перестановок, потребность в снегоочистителях и т. д. Он установил предел скоростей ветра, при котором начинается перенос снега. Следует отметить также вклад Н. Е. Долгова в инструментальное обеспечение исследований. Им изобретен метелемер, переносный "ветрописец" для регистрации направления, скорости ветра, его пульсаций и ряд других приборов.

В результате всех проведенных исследований Н. Е. Долгов в 1911 г. сформулировал основные законы переноса снега. Эти законы не обосновывались строго математически, но они правильно обобщали материалы многолетних наблюдений и могли служить базой для практических расчетов [54]. В 1911 г. появилась и строгая математическая теория снеговых отложений в поле силы тяжести, разработанная Н. Е. Жуковским.

Следует упомянуть также и о работах Н. А. Рынина, который не только выполнил теоретическое исследование условий полета снежинок в воздухе, но и провел экспериментальные наблюдения за их возможными траекториями на моделях земляного полотна и различных видов защит. Опыты были поставлены в аэромеханической лаборатории Петербургского института инженеров путей сообщения [148].

Таким образом, вклад русских инженеров и ученых в исследования снежных явлений весьма значителен. Но их работы были разрознены и бессистемны, всерьез никем не направлялись, и систематизация мер борьбы со снегом не получилась.