В местах многих древних волоков проложены каналы — искусственные реки, которые намного сокращают длину водных путей, позволяя судам быстро переходить из одной реки в другую (например, Волго-Донской канал, соединивший Волгу с Доном). Обводные каналы позволяют кораблям миновать, обойти при помощи шлюзов плотины гидроэлектростанций.
Шлюз — это лифт для судов. Если река перегорожена плотиной, то уровень воды перед ней, в водохранилище, гораздо выше, чем в реке ниже по течению. Чтобы подняться до уровня водохранилища, судно, идущее с низовьев, заходит в шлюз — часть канала, отгороженную двумя водонепроницаемыми воротами — верхними и нижними. Как только судно вошло в шлюз, нижние ворота закрываются. Затем открываются верхние ворота. Начинается заполнение шлюза, и судно поднимается до необходимого уровня. Через открывшиеся верхние ворота судно выходит в водохранилище и продолжает путь. Спуск судов, идущих вниз по реке, осуществляется в обратном порядке.
С недавних пор вместо шлюзов на некоторых реках стали использовать судоподъемники. Судно попадает в камеру такого подъемника точно так же, как в шлюз, и вместе с камерой поднимается или опускается. А потом вся камера передвигается по рельсовым путям на другую сторону плотины, где судно выпускают в реку.
Самой большой морской шлюз «Берендрехт» находится в Бельгии. Он соединяет реку Шельду с доками Антверпена. Шлюз открыт в апреле 1989 года, длина его камеры — 500 метров, ширина — 68 метров, глубина на пороге шлюза — 13,5 метра, вес каждых из четырех раздвижных ворот (затворов) — 1500 тонн. Строительство шлюза обошлось примерно в 12 миллиардов бельгийских франков. В Бельгии находится и шлюз с самым большим подъемом с одного уровня реки на другой — 68,58 метров. Это шлюзовой подъемник у Ронкьера на канале Шарлеруа, в Брюсселе. Два 236-колесных кессона грузоподъемностью 1370 тонн каждый по наклонной плоскости преодолевают расстояние в 1432 метра в течение 22 минут. Самые глубокий шлюз — «Запорожье» на Днепровско-Бугском канале, в Белоруссии. Он может поднимать и опускать баржи на высоту 39,2 метра.
Остатки самых древних каналов в мире были обнаружены недалеко от Мандали в Ираке. Они датированы археологами IV тысячелетием до нашей эры.
Сегодня самая длинная система каналов в мире — Волго-Балтийский водный путь (бывшая Мариинская водная система). Она построена в начале XIX века и соединяет Волгу с Балтийским морем, а через Беломорско-Балтийский канал — с Белым морем. В 1964 году после коренной реконструкции эта система стала доступна для судов водоизмещением 5 тысяч тонн. Длина пути — 1100 километров, а глубина — не менее четырех метров.
Самым оживленным является Кильский канал, соединяющий Северное и Балтийское моря в Западной Германии. В 1987 году по нему было пропущено 45000 судов. Второе место занимает Суэцкий канал — более 20000 судов в год; третье — Панамский канал — более 10000 судов в год. По грузоподъемности судов на первом месте стоит Суэцкий канал, по нему проходят суда общим водоизмещением почти 440 миллионов тонн.
Открытие Суэцкого канала состоялось в ноябре 1869 года. Впрочем, идея соединить Средиземное море с Красным была не нова. Уже в VI веке до нашей эры египетский царь Нехо лелеял подобный план. Но попытка осуществить его стоила жизни 120000 рабам. В итоге он отказался от намерения проложить этот водный путь. Около 500 года до нашей эры, после завоевания Египта персами, царь Дарий возобновил проект и засвидетельствовал в надписи на плите, что канал он завершил. Греческий историк Геродот в V веке до нашей эры сообщал, что этот канал соединял два моря не по прямой и, чтобы пройти его, кораблю требовалось четыре дня. Он был достаточно широк для того, чтобы две лодки с тремя веслами на каждой могли плыть рядом. Вероятно, канал Дария проходил восточнее Нила и, как и сегодняшний водный путь, пересекал озеро. При римлянах канал был усовершенствован, но потом снова обмелел. Последующие поколения не поднялись до деяний своих предков. Планы времен венецианского государства, Людовика XIV и Наполеона, так никогда и не осуществились.
Инженеры Наполеона заложили в проект многочисленные шлюзы, потому что, по их подсчетам, разница в уровне вод между Средиземным и Красным морями составляла 10 метров. Но и после того как выяснилось, что это неверно, потребовалось еще много времени для осуществления идеи.
Канал был спланирован французским дипломатом графом Фердинандом де Лессепсом. В 1854 году он с трудом добился согласия вице-президента Мохаммеда Саида-паши (Египет в то время был частью Османской империи) и получил право приступить к строительным работам. Канал, начинаясь севернее Суэца, должен был по прямой линии пересечь озеро Тимсах и Горькие озера и достичь Средиземного моря. Де Лессепс сумел заручиться поддержкой вице-президента. Ему же удалось привлечь ряд французских акционеров, которые инвестировали средства в строительство Суэцкого канала. Удивительно, но британцы, больше других выигрывавшие от сокращения пути в Индию (канал сокращал расстояние между Лондоном и Бомбеем на 7343 километра), не купили ни одной акции. Более того, британское правительство сделало все, чтобы воспрепятствовать этому проекту. Оно осуждало его как физически невыполнимый, слишком дорогой и нерентабельный.
Строительство канала началось 25 апреля 1859 года. С этого дня и вплоть до состоявшейся через десять лет церемонии открытия работами руководил сам де Лессепс. Пришлось преодолеть множество трудностей. Вначале на строительстве работали каторжники. Позднее процесс был механизирован, а условия труда улучшены настолько, что стали привлекательными и для европейской рабочей силы. На строительстве канала работали 8213 человек и 368 верблюдов.
Длина готового канала была равна 161,9 километров от маяка в Порт-Саиде до Суэц-Роудс, глубина — 8 метрам, а ширина — 60 метрам. Через каждые 10 километров была вырыта запасная бухта. Сегодня ширина канала составляет 200 метров, и нет ни одного места, где глубина была бы менее 15 метров. По нему может пройти полностью загруженный нефтяной танкер двенадцатиметровой осадки.
Де Лессепс был прекрасным журналистом и менеджером. Он организовал пышную церемонию открытия. Для 6000 гостей были приглашены 500 поваров и 1000 лакеев. Знаменитому композитору Джузеппе Верди заказали оперу для торжественного открытия канала и нового итальянского театра в Каире. Так была создана «Аида».
С именем Фердинанда де Лессепса связано строительство другого известнейшего канала — Панамского. Увы, первая попытка вырыть этот канал окончилась неудачей. Де Лессепс учредил новую компанию. Та в 1881 году обязалась взять на себя этот труд и выкопать от океана до океана русло глубиной 9,1 метра и шириной 22 метра на уровне моря. Увы, трудности оказались непреодолимыми. Главной причиной неудачи стал не твердый скальный грунт, а повальные заболевания желтухой и малярией. Стройка превратилась в гибельную ловушку и пользовалась дурной славой. Есть данные о том, что там погибло около 20000 человек. Компания обанкротилась в 1889 году.
В 1904 году Панама и Америка подписали договор, согласно которому права на строительство канала перешли к последней. Учтя предыдущую попытку, в эту местность был направлен американский военный врач Уильям Кроуфорд Горгас. В два года он справился с желтухой и взял под контроль малярию. В 1907 году строительство канала, теперь уже по другому плану, возобновилось. Руководил им полковник армии США Джордж У. Геталз.
15 августа 1914 года первый океанский пароход прошел по Панамскому каналу, связавшему Атлантический и Тихий океаны. Длина канала — 82,4 километра. Вопреки общему впечатлению, он не идет по прямой линии с востока на запад, потому что сама география Панамского перешейка направляет канал от Колона на Атлантическом океане к Панама-Сити на Тихом океане, на юго-восток.
На обоих концах водного пути были построены порты, а также множество других сооружений: волнорезы, плотины, шлюзы и искусственные озера. Да и большую часть железной дороги между Колоном и Панама-Сити пришлось тоже прокладывать заново.
В конце канала со стороны Атлантики суда отправляются к трем Гатунским шлюзам, где их поднимают на высоту 26 метров до искусственного озера Гатун. За этим озером на канале шириной 150 метров стоят уже другие шлюзы. Там суда опускаются сначала на 9,5, а потом на 16,5 метра до уровня моря и входят в тихоокеанский порт у Панамского залива. Оба входа в канал застрахованы гигантскими волнорезами.
Высота шлюзов — 305 метров, а ширина — 34 метра. Все шлюзы двусторонние, то есть корабли, пришедшие с противоположных сторон, могут плыть, не мешая друг другу. Толщина огромных стальных ворот этих шлюзов — 2,1 метра, а высота — до 25 метров. Маленькие дизели, двигаясь вдоль стен, медленно проводят судно через шлюз. Обычно на одно судно требуется шесть таких машин.