Устройство акведуков

Рассмотрим устройство акведуков на примере знаменитого Римского акведука Айфеля.

Акведук Айфель, строительство которого было закончено в 80 году н. э., нёс свои воды на расстояние более 95 км с гор Айфель (расположенных на территории современной Германии) в древний город Colonia Claudia Ara Agrippinensium (современный Кёльн). Если же учитывать дополнительные участки акведука, ведущие к источникам, то его протяжённость составит 130 км. В отличие от большинства других римских акведуков Айфель был спроектирован таким образом, чтобы лишь минимально необходимая часть его конструкций проходила по поверхности. Акведук практически на всём своём протяжении расположен под землёй, что защищало его от повреждений и замерзания, и вода в нём движется исключительно под действием гравитации без каких-либо дополнительных устройств. Акведук Айфель также включает в себя несколько мостов (длиной до 1400 м), строительство которых было необходимо для преодоления равнин и рек.

Для защиты от морозов бо́ льшая часть акведука Айфель была проложена не по поверхности, а на глубине 1 м под землёй. Археологические раскопки показали, что римские инженеры делали каменную подложку, на которую ставилась U-образная труба из камней или бетона, а поверх неё устанавливалась защитная крыша-арка из обрезанных камней, скреплённых известковым раствором.

Для придания U-образной формы трубе из бетона и при формировании защитной крыши использовались брёвна и доски. Частички дерева были найдены в бетоне спустя 2000 лет. Внутренняя ширина акведука равнялась 70 см, высота — 1 м, то есть при необходимости работник мог войти внутрь акведука для проведения ремонтных работ. Снаружи акведук был оштукатурен для защиты от грязи и дождевой воды. В нескольких местах применялась дренажная система для отвода грунтовых вод.

Внутренняя сторона акведука также была оштукатурена; здесь применялась красная штукатурка под названием opus signinum. Она состояла из негашенной извести и толчёных кирпичей. Этот раствор затвердевал под воздействием воды и предотвращал утечки ключевой воды наружу. Небольшие трещины заделывались золой дерева.

По различным причинам существовало очень мало наземных участков акведука Айфель. Этим он отличается от большинства римских акведуков, например, Пон-дю-Гар на юге Франции. Можно перечислить следующие причины:

-маршрут акведука был специально выбран так, чтобы не возникало необходимости в строительстве надземных сооружений;

-подземное расположение акведука защищало воду от замерзания;

-температура воды, пришедшей в Кёльн, была достаточно ком-фортной из-за теплоизоляционных свойств земли;

-в случае войны подземные акведуки значительно меньше подвержены опасности быть разрушенными.

Тем не менее существовало несколько мест, где потребовалось построить надземные сооружения. Наиболее примечательными из них был арочный мост через реку Свист возле Райнбаха длиной 1400 м и высотой до 10 м. Археологи подсчитали, что мост насчитывал 295 арок шириной 3, 56 м, однако до нашего времени мост не сохранился.

Меньший мост пересекал равнину возле Мехерниха. Его высота составляла также 10 м, длина — 70 м. Он достаточно хорошо сохранился до наших дней, подвергся реставрации и в настоящее время являет собой наглядную демонстрацию того, как выглядел акведук во времена Римской империи.

После выбора подходящего места для строительства акведука, необходимо было удостовериться, что местность будет обеспечивать постоянный уклон на всей его протяжённости. Используя инструменты, похожие на современный уровень, римские инженеры могли определять уклон с точностью до 0, 1 градуса — то есть 1 м уклона на 1 км акведука. Кроме того, все сооружения, которые соединялись с основным акведуком (мосты, туннели), также должны были сохранять заданный уклон.

Строители акведука Айфель очень хорошо использовали природные особенности рельефа. В тех случаях, когда вода с одного уровня приходила на следующий слишком высоко, то для того, чтобы избежать изменения угла наклона, создавались специальные резервуары, накапливающие воду и выравнивающие уровни (вода, падающая в них водопадом, успокаивалась).

Бетон opus caementicium, используемый для строительства акведука Айфель, состоял из оксида кальция (негашеная известь), песка, камней и воды. Для создания формы использовались доски, в которые заливался бетон. Современные тесты показали, что римский бетон полностью удовлетворяет требованиям к современному бетону.

За несколько километров до конца акведук Айфель выходил на поверхность в виде моста высотой 10 м. Мост позволял доставлять воду в расположенные на возвышенностях кварталы города по герметичным трубам. Такие трубы изготовлялись из свинцовых пластинок, согнутых в кольцо и либо спаянных вместе, либо объединённых с помощью фланцев. Римляне использовали бронзовые краны.

Сначала вода из акведука попадала в общественные фонтаны, которые работали круглогодично. Сеть фонтанов была настолько плотной, что любой житель должен был пройти не более 50 м до ближайшего источника пресной воды. Кроме того, публичные бани, частные дома и даже общественные туалеты также снабжались водой. Сточные воды собирались в канализационные трубы под городом и выводились в Рейн ниже по течению. В настоящее время одна секция римской канализации открыта для посещения туристами под улицей Budengasse в Кёльне.[3]

Рис. 1. Схема подачи воды.

Заключение

Важнейшая составляющая суммы технологий (по Станиславу Лемму), показывающая степень цивилизационного развития общества – совершенство водопроводной системы. По этому показателю древнеримские и аналогичные общества находились, по мнению экспертов, на достаточно высоком уровне. В дальнейшем, в средние века, многие технологические достижения оказались невостребованными и потерянными. Но неумолимая диалектическая спираль общего поступательного развития вперёд позволила даже превзойти достижения прошлого. Новая многообещающая эра развития трубопроводных технологий наступает с внедрением композитных материалов.

Список использованной литературы

1. Перевод с английского С. Г. Загорской, М. А. Калининой, Д. А. Колосовой 70 чудес зодчества Древнего мира: Как они создавались? = The Seventy Wonders of the Ancient World. The Great Monuments and How They Were Built. — М: Издательство Астрель, 2004. — 304 с. — ISBN 5-271-10388-9

2. https://lenta.ru/news/2009/12/24/maya/ со ссылкой на Journal of Archaeological Science

3. https://ancientrome.ru/