Человек в воде - страница 23

Наконец, о тех воронках, которые действительно затягивают. Впервые мы встречаемся с ними, выпуская воду из ванны или раковины, сливая в школьном кабинете растворы из сосудов с отверстием в дне или нижней части стенки. При этом наблюдается ограниченное небольшим пространством вращательное течение жидкости с уходящей к сливному отверстию конусовидной воздушной полостью.

Воронкообразование в жидкости со свободной поверхностью встречается нередко и в технике. Например, авиационные специалисты обнаруживали эти явления при опорожнении самолетных баков с горючим; теплоэнергетики отмечали возникновение воронок на входе воды в спускные трубы паровых котлов. Более крупные воронки могут возникать у различных гидротехнических сооружений: во время опорожнения шлюзных камер, у водосливных плотин, возводимых с целью регулирования стока в водохранилищах.

Возникновение вихревых воронок вызывается многими причинами. Главная состоит в том, что жидкость подходит к сливному отверстию с разных направлений и с разными скоростями. Такая неравномерность может быть обусловлена эксцентричным расположением сливного отверстия, формой дна, стенок, неровностей на них. Так как жидкость не может менять направление своего движения под прямым или острым углами и движется по плавным кривым, то появляется закручивающий момент. При этом, как и в случаях вихревого движения без слива воды, отмечается такая закономерность: чем ближе частицы жидкости к «оси» кругового движения, тем больше скорость их вращения. При сливе воды по мере приближения к центру вращения центробежные силы, разбрасывающие частицы жидкости к периферии, начинают превышать силы гидростатического давления. С этого момента сплошность жидкости вдоль оси вращения разрывается, образуя так называемый «воздушный шнур» или «воздушное ядро» воронки, имеющее более широкий диаметр в верхних слоях и более узкий – в нижних.

Воронкообразования в технике стремятся избежать всюду, где оно может возникнуть, так как прорыв воздуха в воронки снижает пропускную способность сливного отверстия: на шлюзах – увеличивается время опорожнения камеры; на ГЭС – снижается коэффициент полезного действия турбин; на насосных станциях – уменьшается поступление воды при водозаборе насосами или самотеком.

Где еще могут возникать вихревые воронки? В море при кораблекрушении, вследствие того, что многие помещения тонущего судна еще не затоплены, и вода устремляется в них. Поэтому морякам предписывается во время кораблекрушений отплывать на безопасное расстояние от места погружения судна, чтобы не оказаться втянутыми в эти кратковременные воронки, ибо они способны поглотить все плавающее на поверхности. Кроме того, опрокидывание тонущего корабля может вызвать большую волну, способную перевернуть шлюпки и накрыть плавающих поблизости людей.

Я уже упоминал о предубежденности многих в том, что в реках будто бы есть участки русла, где вода устремляется в подземный рукав, образуя начало подземной реки. Там, по мнению некоторых, и могут возникать воронки, затягивающие в себя людей. Да и как тут мыслить иначе, если газетные страницы, рассказывая об успехах буровиков в изыскательских партиях, пестрят, например, такими броскими заголовками: «Двухэтажная река», «Река под рекой…». Как же тут не поверить в воронки?

Применяемые в обиходе выражения «подземная река» или «подземное море» не следует понимать буквально. В таких случаях речь идет о мощных по толщине или огромных по протяженности водоносных слоях горной породы, поры и щели которой заполнены водой. В силу геологических условий она может находиться под большим давлением, и пробуренные до этих слоев скважины позволяют получать на поверхность пресную или минерализованную воду.

Следовательно, возникновение «подземных рек» не происходит путем разветвления русла на «наземную» и «глубинную» части, как, например, расходятся тоннели метрополитена. Существуя независимо от поверхностных рек, подземные воды могут располагаться на различной глубине в несколько водоносных этажей, верхний из них – горизонт грунтовых вод – связан обычно с поверхностными реками, питая их. Уровень воды во многих равнинных реках в свою очередь поддерживает уровень почвенных вод. Однако этот взаимный обмен не происходит через какие-то устья типа колодцев или горловин «скрытых» рек, а осуществляется путем фильтрации.