Каналами называются искусственные русла правильной формы с безнапорным движением воды за счет разности горизонтов исходного и конечного пунктов. Поперечное сечение канала и его продольные уклоны назначаются таким образом, чтобы скорости течения в каналах не превышали допустимых, Т.е. не происходили размывы откосов и дна канала, а также заиление за счет осаждения взвешенных частиц, находящихся в воде.
В зависимости от уровней расположения источника и места потребления воды, рельефа местности и других местных условий каналы разбивают на участки и в наиболее удобных местах намечают сопрягающие сооружения – перепады или быстротоки при понижениях местности и насосные станции – для подъема воды на более высокие отметки, акведуки и дюкеры – при пересечении канала с балками, ручьями, реками и инженерными сооружениями.
Каналы могут размещаться на водораздельных участках и в поймах рек.
При размещении канала на водораздельном участке, как правило, требуется меньше различных инженерных сооружений типа акведуков и дюкеров. Однако в этом случае требуется фундаментальное экранирование дна и откосов канала, так как канал расположен выше уровня грунтовых вод.
При размещении каналов в поймах рек потери на. фильтрацию из канала сводятся к минимальным.
По способу подачи воды в каналы последние разделяются на виды:
- самотечные каналы, в которые вода из источника поступает самотеком и далее движется под действием силы тяжести; эти каналы наиболее просты и дешевы в эксплуатации;
- каналы с механической подачей воды (машинные каналы), которые получают воду из источника при помощи механического ее подъема насосными станциями и дальнейшего ее движения за счёт наличия уклона или за счет образования поверхностного уклона, если дно канала горизонтальное; машинные каналы применяются в тех случаях, когда водный источник расположен ниже места потребления воды или когда проведение самотечного канала вызывает необходимость вьполнения очень большого объема земляных работ.
По своёму назначению различают следующие каналы.
Судоходные, которые служат исключительно для транспортных целей, в силу чего их основные размерь определяются величиной грузооборота и габаритами плавающих судов. Трассирование судоходных каналов производится по возможно кратчайшему пути между заданными пунктами с учетом минимальных затрат.
Оросительные (ирригационные), которые служат для подачи воды из источника орошения на массивы земель, подлежащих орошению (магистральные каналы), и для дальнейшего распределения воды по орошаемым площадям (каналы-распределители разных порядков). Размеры поперечных сечений оросительных каналов, их уклоны, направление определяются размерами площадей орошения, составом орошаемых культур, нормами и сроком поливов, рельефом местности и минимальной стоимостью системы.
Энергетические (гидросиловые) каналы имеют своей задачей подвод воды, забираемой из источника водной энергии (реки, озера, водохранилища) к турбинам гидроэлектрических станций. Энергетические каналы имеют весьма широкое распространение, так как подавляющее число электростанций имеют энергетические каналы той или иной длины. Энергетические каналы значительной длины носят название деривационных каналов.
Водопроводные и обводнительные каналы предназначаются для транспортирования воды из источника водоснабжения к потребителю. Если канал подает воду только для водоснабжения, то такой канал носит название водопроводного. Если же канал подает воду для обводнения какого-либо целого района (городское и сельскохозяйственное водоснабжение, наполнение прудов, частичное орошение), то такой канал носит название обводнительного. К каналам данного типа предъявляют ряд серьезных требований со стороны санитарной охраны.
Осушительные (дренажные) каналы используются для сброса воды из осушительной и дренажной сети и ее отвода в водоприемники. Осушительные каналы трассируются по самым пониженным местам осушаемых территорий.
Лесосплавные каналы предназначены для сплава леса от места лесозаготовки до лесопильных заводов или до лесосплавной реки. Габариты таких каналов определяются характером сплава, размерами бревен или плотов.
Рыбоходные каналы представляют собой специализированные сооружения, служащие для пропуска проходных и полупроходных рыб в обход гидротехнических сооружений.
Водосбросные каналы служат для отвода излишней воды из верхнего бьефа гидротехнического сооружения в нижний. Характерной особенностью водосбросных каналов являются их малые длины, большие уклоны и в ряде случаев значительные площади поперечных сечений.
В силу значительной разности уровней бьефов на сравнительно коротком протяжении сбросные каналы нередко превращаются в быстротоки и требуют крепления дна и откосов, а также устройства гасителей излишней кинетической энергии водного потока в нижнем бьефе.
В Украине построены ряд крупных каналов комплексного назначения:
- канал Северский Донец-Донбасс длиной 129 км;
- Северо-Крымский канал длиной 400 км;
- канал Днепр-Донбасс (длина первой очереди 263 км, второй очереди 171 км);
- канал Днепр-Ингулец длиной 40 км;
- канал Днепр-Кривой Рог длиной 41 км;
- каналы Бортницкой оросительной системы с общей длиной 67,4 км;
- каналы Верхнеприпятской осушительной системы общей длиной магистральных систем 76,8 км.