Лоцманские карты

      Лоцманские карты — это карты русла судоходной реки в бровках, с фарватером и судовыми знаками, используемые для безопасного судовождения, содержат также подробные сведения о береговой линии, глубинах, подводных препятствиях. Отдельный класс топографических карт, по факту, наверное самый желанный для водной навигации и рыбалки, если бы… А вот тут опять начинаются «подводные камни» — даже на лоциях масштаба 1 см = 250 м детализация и прорисовка карты оставляет желать лучшего, вполне возможно, это моё мнение основывается на собственном знании реки и уже ждёшь от карты такого масштаба чего-то большего… Ну да ладно  — обзор лоций привожу в последовательности от старых до современных. 

Планы участка реки Камы от устья р. Белой до впадения в р. Волгу, 1886 г.

     Регулярные водомерные наблюдения в России начались с 1876 г., когда навигационно-описная комиссия (НОК), созданная в 1874 г. при Министерстве путей сообщения (МПС), через свои описные партии открыла 132 поста на основных водных объектах страны, используемых для водного транспорта. Это было началом массовых водомерных наблюдений в России (В.К. Голятин. «Составление гидрологических ежегодников»). Работы этой комиссии замечательны ещё и тем, что в результате её плодотворной деятельности были выполнены съёмочно-описные работы на всех больших реках России, за исключением северо-восточной части Сибири  (А.А. Соколов. «Гидрография СССР»).

     Первую лоцию Камы от Дедюхина до впадения в Волгу создала Камская описная партия (под руководством инженера А. Липина):  в 1879-1881 гг. были созданы планы от Дедюхина до устья реки Белой, а в 1881-1882 гг.от устья реки Белой до впадения в реку Волгу. Планы были изданы в 1886 г. Статистическим отделом МПС в двух масштабах200 саженей в 0,01 сажени (1 см = 200 м, подробные планы) и 1 верста в 0,01 сажени (1 см = 500 м, сокращённые планы). Понятно, что самые желанные для меня — это подробные карты Камы от устья Белой до впадения в Волгу, т.к. даже топографических карт такого масштаба на области акватории  Камы в пределах Татарстана в настоящий момент нет (по крайней мере — мне они не известны). Планы платные, ниже скриншоты подробных планов (на мою область Камы это листы с 10 по 21): 

     На фарватере Камы отображены значения глубины в сотых долях сажени, урез меженного стояния вод, показаны три изобаты глубин с шагом  через 0,33 сажени (т.е. примерно через 71 см), два цветных полигона глубин — от 0 (уреза) до 1,42 м и более 1,42 м. Интересно стало сравнить глубины на планах с нынешними глубинами. Но такое сравнение удалось сделать только после того, как были найдены уровни воды Чистопольского водомерного поста за 1881-1882 гг., а также отметки нулей графиков, соответствующие этим годам и корректирующих нивеллировок, в результате данные уже можно было сравнивать с современными в «единой системе координат».  В 1887 г. была издана книга «Краткое описание исследования реки Камы от г. Дедюхина до впадения в р. Волгу, произведённого Камской описной партией в 1879-1882 гг.». В ней отмечено, что для изображения отчётных данных ежегодно выбиралось состояние реки, соответствующее судоходной межени рабочего года, и к этому состоянию реки относились все съёмочные и нивелировочные данные. И главное — на странице 5 приведены даты межени, к которым отнесены данные, а также показания по рейкам водомерных постов, отнесённые к нулям графиков и соответствующие межени в сотых сажени. Я пересчитал данные к отметке нуля графика 45,00 БС в новом летоисчислении и метрической системе, для Чистополя они следующие: «минус 59 см» от 19 — 22 сентября 1881 г. (выше 958 версты по Каме — она соответствует на карте озеру Догат) и «минус 138 см» от 16 августа 1882 г. (от 958 версты до впадения Камы в Волгу). Необходимо заметить, что если репер планов от 16 августа 1882 г. совпал со значением Чистопольского водомерного поста за этот день, то репер от 19-22 сентября 1881 г. завышен, т.к. по данным измерений на посту 19 сентября уровень воды был равен «минус 153 см», далее он понижался и 22 сентября составил низшую отметку за весь 1881 г. — «минус 165 см». Таким образом, отняв от репера своей карты глубин, равного 763 см, показания уровней воды нулевых горизонтов съёмок, я получил значения для разницы между нынешними летними  глубинами и линией уреза меженного стояния вод планов — соответственно 822 см (выше 958 версты) и 901 см (ниже 958 версты). Осталось проверить соответствие глубин на конкретных участках Камы, первыми указаны глубины в планах, а в скобках — предполагаемая расчётом современная глубина: у правого берега возле п. Сухой Берсут — 3,63-4,78 м (11,85-13 м); у устья озера Островное — 4,99-6,4 м (13,21-14,62 м); напротив устья речки Шумбутки — 4,78-4,95 м (13-13,17 м); у Чистополя — 3,88-5,25 м (12,1-13,47 м); у п. Крутая Гора — 14,94-15,98 м (23,16-24,2 м). Сравнил расчётные данные с полигонами и изобатами глубин на своей батиметрической карте — с учётом естественных изменений русла реки, прошедших за 136 лет, имеется удовлетворительное совпадение. Исключение составляет русло Камы по правому берегу напротив села Кубассы — расчётная глубина (16,7 — 17,2 м) оказалась почти в два раза выше ныне существующей. Отмечу также, что в планах не отображена и максимальная глубина Камы у Крутой горы (более 31 метра) — возможно, тогда этой ямы ещё не было, либо она просто была «пропущена» при промерах глубин.

     А это — сокращённые планы (листы с 6 по 11):

Спутник по реке Волге и её притокам Каме и Оке. С картами Волги, Камы и Оки, видами и планами Волжских, Камских и Окских городов, 1901-1915 гг. 

     «Спутник по реке Волге» выходил ежегодно с 1901 по 1915 гг. включительно, вот его описание на сайте Старые русские книги:

«Путеводитель содержит иллюстрированные исторические очерки всех областей Поволжья, гидрологические сведения о Волге и ее притоках, статистические материалы по судоходству и грузоперевозкам, сопровождаемые многочисленными таблицами, обзор судостроительного и судоремонтного производств в бассейне Волги. Последовательно описываются местности, города, населенные пункты, встречающиеся во время путешествия по Волге, Каме, Оке. Даются сведения об их истории, достопримечательностях, описаны даже небольшие деревни и села, приводится информация о численности населения, занятиях жителей, заводах или фабриках. Представлены описания истории и достопримечательностей всех городов на берегах Волги с видами, цветными картами и статистическими сводками. На многих листах приводится подробная карта русла Волги, Камы, Оби (по участкам, с поймами) с указанием всех населенных пунктов, пристаней и пр. Также в альбом включено расписание движения пассажирских пароходов по рекам Волге, Каме, Вятке и Оке. На отдельных листах — фототипические изображения типов судов, многочисленные вклейки с иллюстрированными рекламными материалами, представляющими интерес в историческом и культурно-бытовом смысле».

     Лоция Камы представлена 15 листами (почти в самом конце путеводителя), на мою область это листы с 12 по 15, масштаб лоции не указан, но по моей оценке он должен быть 1 см = 1260 м (т.е. трёхвёрстка). Ниже скриншоты, которые я сделал из путеводителя 1902 года, его можно посмотреть на сайте  Российской государственной библиотеки:

     В интернете можно найти ещё путеводители за 1905 г. и 1913 г., описание Чистополя из издания 1905 г.:
666

Иллюстрированный путеводитель по реке Каме и по реке Вишере с Колвой, 1911 г.

     Опять сошлюсь на описание путеводителя на сайте Старые русские книги:

«Книга является первым путеводителем по Каме, вышедшим на русском языке. В ней рассматривается история, география и природа на всем протяжении реки, этнография населения, экономическое значение Камы. Путеводитель отличается подробностью изложения материала и богатством иллюстраций. В книге рассмотрены сезонные условия навигации, очерки посвящены климату, флоре и фауне региона. Представлен раздел, в котором дается характеристика населения, развития промышленности и судоходства. Отражена динамика населения, его этническая и конфессиональная принадлежность, значение традиций и обрядов. Рассмотрено строительство Пермской железной дороги, развитие промышленности, торговли и кустарного производства. Даны описания городов и сел вдоль по течению Камы, их достопримечательностей, памятников природы и истории. В приложениях описана история села Ныроб – места ссылки и смерти Михаила Никитича Романова, дяди первого русского царя из династии Романовых; приводятся маршруты познавательных путешествий по Каме. Прилагается складная карта бассейна Камы очень большого размера на холщовой основе с указанием географии русла, населённых пунктов на берегах (с видами) и пр. Примечательно, что карта не дробит панораму на отдельные листы, а является цельной.»

     Масштаб карты-лоции 1 см = 2 км, скачать путеводитель и карту можно в материалах передвижной выставки «Кама. Путеводитель сквозь века» (организатор — Пермский краеведческий музей, открытие выставки состоялось 3 октября 2016 года), в которой шестиметровая карта Камы и её берегов стала главным экспонатом. Ниже скриншоты путеводителя с описанием Чистопольского уезда и его картой:

   Лоцманская карта р. Камы от устья Вишеры до впадения в Волгу, 1913 г.

    Листы этого сборника представляют собой обычные фотографии, а не сканы, потому присутствует расфокусировка некоторых листов. Здесь как раз важна историческая ценность данной карты, поскольку привязывать её совершенно не имеет смысла. За сделанные фотографии и выкладывание их в сеть нужно сказать огромное спасибо Илье Евлампиеву — проделанный им труд достоин всяческого уважения!  Для меня интересны листы с 42 по 49 данного сборника.  Масштаб лоции 1 см = 500 м, данные указаны по фарватеру 1912 г.:

     На русле Камы данной лоции обозначены урез меженного стояния вод в навигацию 1912 г., три изобаты с шагом в 1 аршин = 0,71 м, два цветных полигона глубин — от 0 (уреза) до 0,71 м и более 0,71 м. Обозначены также коренные берега, бровки и затопляемые яры, которые представляют интерес для рыбалки. Планы листов отнесены к горизонтам: от Камских Полян до захода в Красноярскую воложку — «+0,26 саж = +0,56 м» по Елабужскому водомерному посту, высота нуля графика которого в период 1877-1917, 1920-1954 гг. составляла 49,50 БС, следовательно, при переходе к высоте нуля графика Чистопольского водомерного поста (45,00 БС) горизонт составит «плюс 5,06 м»; от захода в Красноярскую воложку до впадения Камы в Волгу — «+0,05 саж = +0,1 м» по Лаишевскому водомерному посту, высота нуля графика которого за период 1882-1901, 1903-1955 гг. составляла 38,77 БС, следовательно, при переходе к высоте нуля графика 45,00 БС (с 1960 г. все водомерные посты на Каме в пределах Куйбышевского водохранилища имеют данное значение) горизонт составит «минус 6,13 м». Однако, если от репера моей карты глубин (7,63 м) отнять выделенные горизонты, то получатся значения разницы между нынешним летним уровнем воды и уровнем воды линии уреза меженного стояния вод, не соответствующие современным реальным — 2,57 м и 13,76 м. Поэтому, необходимо пересчитать реперные горизонты к реальным показаниям Чистопольского водомерного поста. В объяснительной статье издания «СВЕДЕНИЯ ОБ УРОВНЕ ВОДЫ НА РЕКАХ И ОЗЁРАХ СССР 1916-1930 гг. Том 17. Бассейн Каспийского моря» сказано, что за «навигационный нуль» бывшим Казанским Округом Путей Сообщения (КОПС) принят самый низший навигационный горизонт для каждого водомерного поста за время с 1881 по 1915 гг. (см. Сборник LXXXVI Казанского ОПС). Следовательно, можно принять за навигационный нуль 1912 г. либо низший уровень воды во время, свободное ото льда «минус 80 саж = минус 283 см» (такой уровень был 2-5 октября 1912 г.), либо — наиболее постоянный уровень «минус 75 саж = минус 272 см», который в том году держался 40 дней. Тогда для разницы между нынешним летним уровнем воды и уровнем воды линии уреза меженного стояния вод в навигацию 1912 г. получим значение немногим менее 10,5 м. Но при этом значении пересохла бы Красноярская воложка, однако на лоции она полностью видна, следовательно, более реальное значение разницы для линии уреза по отношению к моей карте глубин составляет около 9 метров, т.е. эта лоция сделана для уровня воды примерно «минус 140 см».

Лоцманская карта реки Камы от устья реки Вишеры до впадения в Волгу, 1932 г.

     Листы с 42 по 49, масштаб 1 см = 500 м, фотографии  Ильи Евлампиева. Участок Камы от Чистополя до её устья  взят с лоцманской карты издания 1912 г. бывшего КОПС с соответствующими изменениями наиболее важных перекатов и показанных в изобатах. Ситуация берегов и не затопляемые бровки взяты также с лоцманской карты 1912 г. с частичными изменениями и нанесением новых селений. Линии равных глубин и судовой ход показаны с отнесением к самому низкому горизонту (навигационному нулю — это отметка низшего уровня, при котором ещё возможно судоходство). На русле Камы данной лоции обозначены урез меженного стояния вод, шесть изобат с шагом в 1 метр, два цветных полигона глубин — от 0 (уреза) до 1,5 м и более 1,5 м. Обозначены также коренные берега, бровки и затопляемые яры, которые представляют интерес для рыбалки. Значение разницы для линии уреза по отношению к моей карте глубин также составляет около 9 метров, т.е. репер уровня воды этой  лоции составляет «минус 140 см». По сравнению с лоцией  1912 г., сократилось число пароходных пристаней в Чистополе — было шесть, а стало только две, не обозначены в этой лоции лесная и хлебная пристани:

 Лоцманская карта реки Камы от устья р. Чусовой до впадения в р. Волгу, 1951 г.

     Листы с 66 по 82, масштаб лоции 1 см = 250 м, данные указаны по фарватеру 1950 г., скриншоты листов я взял на сайте Водный транспорт. На русле Камы показаны линия нуля карты, всего лишь одна проектная изобата 1,6 м, меженная бровка, но цветных полигонов нет. Моя оценка репера уровня воды данной лоции — «минус 140 см» (т.е. всё те же 9 метров разницы): 

Навигационная карта Куйбышевского водохранилища (в т.ч. Чистополь — устье Камы), 1962 г.

     Возможно, это первая лоция, сделанная после образования Куйбышевского водохранилища, фотографии сделаны Ильёй Евлампиевым. Масштаб лоции 1 см = 500 м, данные указаны по фарватеру 1962 г., листы с 1 по 7: 33333

Атлас единой глубоководной системы Европейской части России

       В Интернете имеются АЕГСы за различные годы, принципиальной разницы между ними по глубинам и прорисовке — почти никакой, самые известные из бесплатных — 1987 г. и 1996 г. Последний АЕГС 1996 года (том 6-КС, листы с 59 по 63, кроме отсутствующего листа 61 на Чистополь) есть в режиме онлайн на сайте Старые карты городов России и зарубежья, масштаб лоции 1 см = 500 м:

     Два важных замечания, первое — контуры практически всех озёр на местности строительства Татарской АЭС на листе 62 соответствуют началу лета 1985 года, только контуры залива «Бетонный» впервые появились на архивном снимке с американского спутника  Landsat-5 TM от 25 апреля 1986 года. И второе — на листе 59 состояние местности соответствует до лета 1992 года, поскольку ещё не видно изменений, связанных со строительством моста через Каму (номера листов можно посмотреть здесь). 

Батиметрические карты

     Батиметрические карты (от греческого bathys — глубокий и  metreo — измеряю) отображают подводный рельеф при помощи изобат совместно с отметками глубин. Другими словами, батиметрия — это топография под водой. Основным измерительным инструментом для построения батиметрической карты речной акватории является эхолот-картплоттер. В этой статье показано, что данные дистанционного зондирования Земля (ДЗЗ) также могут быть использованы для построения батиметрической карты мелководных и прибрежных морских территорий (не глубже 20-30 метров), но для реки, в силу высокой мутности воды, уже начиная с отметки ниже 0,5 метров абсолютно не пригодны (ещё одна технология построения батиметрических карт на основе лазерных данных). Однако снимки высокого и среднего разрешений со спутников позволяют увидеть мелководные места по низкому уровню воды в реке и сделать наиболее оптимальными проходы галсами у таких мест, а также сделать коррекцию итоговой батиметрической карты.
     Рыболовам-любителям возможность построения собственной батиметрической карты появилась после выхода программы  ReefMaster (первая версия — в феврале 2013 года) — это приложение для компьютера под управлением Windows, которое сочетает в себе простое в использовании средство для построения подводных карт и средство для управления путевыми точками с акцентом на особенности, которые полезны для рыбаков. ReefMaster генерирует подводные карты или карты глубин, используя данные треков, собранные на эхолотах с GPS. Когда карта создана, она может просматриваться в 2D или 3D режимах, а контуры глубин экспортируются на совместимые устройства  GPS — эхолоты-картплоттеры или андроидные девайсы в установленные в них картографические приложения. Я практически сразу отказался от просмотра карты глубин на экране своего 5-ти дюймового эхолота-картплоттера LOWRANCE HDS-5 Gen2, слишком мал экран, чтобы на нём просматривать помимо боковой структуры ещё и карту глубин. Карты для картплоттера мною сделаны, но использую их в нём крайне редко, только в случае, если вижу,  что мал заряд батареи моего 6-ти дюймового фаблета ASUS ZenFone 6. Просмотр карты глубин на экране эхолота-картплоттера будет комфортным в том случае, если его экран имеет диагональ минимум 12 дюймов — при делении экрана на 4 части (карта, классический эхолот, боковой сканер и нижний сканер) каждая часть будет равна примерно экрану моего фаблета. На 9-ти дюймовом экране, если одна часть на всю ширину экрана используется для бокового сканера (а только так можно можно увидеть мелкие детали на структуре), а другую часть поровну поделить между нижним сканером и картой, то, по моему мнению, экран становится маловат что для карты, что и для нижнего сканера. Основываясь на своём опыте картостроения, мой оптимальный набор аппаратуры в катере по категории «цена-качество» на сегодняшний день (апрель 2018 г.) вижу таким:  эхолот-картплоттер  LOWRANCE Elite-7 Ti с датчиком TotalScan — для просмотра боковой структуры и записи логов для карты (а также, при рыбалке плавом по течению на мормышку или квочении — классический эхолот), любой 5-ти дюймовый эхолот с функцией DownScan (нижний сканер) и андроидный девайс с установленным картографическим приложением  AlpineQuest GPS Hiking (для смартфонов диагональ минимум 5,5 дюйма, для планшетов — 7-8 дюймов). Чем мощнее «железо» девайса, тем быстрее будет работать на нём карта, желательны высокие показатели разрешения экрана (меньше будет бликовать на солнце) и ёмкости батареи (можно конечно сделать зарядку от штатного аккумулятора катера, или использовать портативный аккумулятор). Основные преимущества работы карты на андроидном девайсе:

1. Мобильность. Очень помогает карта глубин на зимней рыбалке для нахождения ям и резких бровок, понятно, что использование картплоттера зимой возможно только при крепеже его на снегоходе. В лодке, если нахожусь на заднем сиденье, то могу расположить девайс рядом с собой — применяю при рыбалке плавом по течению на мормышку, когда приходится подруливать лодку вёслами. Удобна карта глубин и при рыбалке с берега. 

2. Функциональность. В мой эхолот-картплоттер можно импортировать только две спутниковые карты-подложки (насколько мне известно, и топовая серия LOWRANCE HDS Carbon имеет возможность загрузки двух подложек), тогда как на фаблет в приложение AlpineQuest GPS Hiking я загрузил 7 спутниковых карт и 4 топографических карт (причём 3 из них 19-20 веков до образования Куйбышевского водохранилища, естественно с привязкой по координатам). Для каждой карты настроил оптимальную цветовую гамму и контраст. Импорт точек из Рифмастера в Альпин происходит без изменения их иконок (тех, что я выбрал для обозначения в самом Рифмастере), а вот при импортировании точек в картплоттер иконки меняются, при этом многие иконки просто обозначаются обычными кружками, и если их много, то менять их совсем не хочется.

3. Редактирование карты глубин. Важнейшее преимущество андроидных девайсов! Если карта глубин охватывает большую площадь акватории Камы, то приходится делать так называемую пользовательскую карту, стыкуя блоки генерируемых  Рифмастером карты глубин отдельных проектов. Это приводит к тому, что на границах состыкованных проектов видны не совпадения полигонов, главных и второстепенных контуров. Полигоны —  это замкнутые кривые с настраиваемой толщиной и цветом границы, цветом заполнения и прозрачностью. Если ещё в проекты карты глубин добавлены береговые линии, контуры островов и значительные по площади области мелководий (от нулевой отметки до 3 метров по глубине), то итоговая пользовательская карта может содержать большое количество «проплешин» внутри полигонов, не закрашенных в цвет полигона. После импорта пользовательской карты глубин в формате AT5, который понимают приборы LOWRANCE, её вид на экране картплоттера будет точно таким же, как её сгенерировал Рифмастер и что-то исправить на ней не представляется возможным. Совсем другое дело, если планируется использование карты глубин на смартфоне или планшете. В этом случае, пользовательская карта импортируется в формате KMZ и затем может полностью отредактирована в программе Гугл Планета Земля — закрашиваем «проплешины», исправляем главные контуры, добавляем полигоны, в том числе, можно нарисовать самостоятельно полигоны по данным архивных спутниковых снимков по низкому уровню воды в реке и зная уровни воды на соответствующие даты снимков. И уже отредактированную карту далее загружаем в андроидные девайсы. Как это всё выглядит на практике покажу на примере своей карты «River plate & Marine 2.0»

     Кусок батиметрической карты Камы в районе Красноярского острова состоит  их двух проектов карт, можно увидеть стык в месте впадения канавы из озера Островное в речку Засохлеть (старинное название речки), а также «проплешины» в озёрах Островное и Ветляное — вот такие места можно отредактировать в Гугл Планета Земля. На карту добавлен слой, показывающий контуры береговых линий, озёр, речек  и островов, которые я нарисовал по данным архивных спутниковых снимков (указаны в названии карты) — по этим контурам в летнем сезоне 2018 года можно будет точнее пройти галсами, записывая логи для уточнения карты глубин. 
      В заключении напишу о деталях своей итоговой карты глубин за два сезона 2016-2017 гг. Карта построена от Вандовки до Сакон, для цветовой градации полигонов выбраны 14 цветов, каждый цвет обозначает глубину с шагом 2 метра, указан на каждом полигоне и промежуточный главный контур (т.е, например для полигона 2-4 метра, промежуточный главный контур равен 3 метрам). Таким образом, карта охватывает диапазон глубин от 0 до 28 метров. У Крутой горы на Каме есть небольшая область с глубиной более 30 метров, на пользовательской карте глубин я добавил два цвета для полигонов 28-30 и 30-32 метров. Бордовый цвет (полигон 0-2 метра) в речушках и озёрах показывает, что в этих местах можно проехать на лодке по нормальному летнему уровню воды, равному 777 см (по измерениям нашего городского водомерного поста), более того, нарисованный полигон даёт возможность комфортной навигации в некоторых лабиринтах (что называется — «вход рубль, а выход два»), в которых даже по спутниковой карте порой просто тяжело ориентироваться, а так — включаешь GPS на девайсе и можно по полигону спокойно перемещаться и «распутать» любой лабиринт. Второстепенные контуры обозначил на глубинах от 5 до 10 метров — удобно для рыбалки троллингом для выхода на нужную глубину.

     Карта глубин за 2016-2018 гг. уже построена с заданием каждому полигону с шагом в 1 метр своего цвета, всю эту работу пришлось сделать вручную, но и результат оправдал все трудозатраты — карта визуально стала выглядеть гораздо интереснее и информативность её намного повысилась.