Функции акведука
Акведук – часть водовода, имеющая конструкцию моста и проходящая над оврагом, рекой или дорогой.
В более широком смысле акведуками называют каналы или трубы, подающие самотеком воду к населенным пунктам в целях орошения или снабжения гидроэнергетических систем из расположенных выше их источников.
Основными конструкционными материалами для сооружения акведуков являются камень, кирпич, железобетон и сталь. Акведук имеет кирпичные или каменные опоры, снабжаемые каменными арками для устойчивости, а также береговой устой, на который укладываются трубы или сооружаются кюветы.
Наиболее известными акведуками являются такие сооружения, как:
- Пон-дю-Гар - древнеримский акведук, находящийся на территории современной Франции;
- акведук в испанской Сеговии;
- акведук Понткисиллте в Уэльсе.
Рисунок 1. Пон-дю-Гар. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
В некоторых случаях количество воды, отбираемое и переносимое акведуками, наносило серьезный экологический ущерб питающим их рекам.
История возникновения
На сегодняшний день известно, что акведуки были изобретены на Ближнем Востоке, а не в Древнем Риме, как принято считать. Вавилоняне и египтяне начали сооружать сложные ирригационные системы за несколько столетий до римлян. Римский стиль исполнения акведуков берет свое начало в VII веке до нашей эры.
Первыми подобными конструкциями принято считать известняковые акведуки, построенные ассирийцами для перемещения воды поперек долины в свою столицу Ниневию. Эти сооружения достигали в высоту 10 метров и имели длину 300 метров. Примерно на этом же временном этапе акведуки сооружали и в городах майя.
Древняя Греция также известна некоторыми достижениями в строительстве акведуков. Самой выдающейся эллинской конструкцией такого рода древнегреческий историк Геродот называет Эвпалинов тоннель на остров Самос. Этот акведук был включен им в список чудес света.
Принято считать, что древние инженеры принимали решения о строительстве акведуков, потому что не знали закона сообщающихся сосудов. Естественно, повлияло на разработку таких каналов и то, что люди в то время не умели изготавливать трубы, выдерживающие высокое давление воды в участках трубопровода.
Акведуки Древнего Рима
Надо сказать, что о строительстве акведуков в Древнем Риме известно довольно много. Римляне строили такие сооружения для доставки воды в крупные города и промышленные центры. В столице империи, Риме, система водоснабжения состояла из одиннадцати акведуков, построенных в совокупности за 500 лет. Общая длина сооружений составляла почти 350 километров, при этом лишь 47 километров из них составляли наземные акведуки. Из подземных сооружений можно выделить следующие известные акведуки:
- Айфельский акведук в Германии, являющийся одним из самых длинных подземных каналов того времени;
- свинцовый римский водопровод;
- акведук Наска.
Самый длинный римский акведук был построен во II веке нашей эры для поставки воды в Карфаген, находящийся на территории Туниса. Его длина составляла 141 километр.
Рисунок 2. Акведук в Сеговии. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Строительство акведуков способствовало развитию инженерии и открытию новых строительных материалов. При их строительстве были успешно применены такие материалы, как пуццолановый бетон и водостойкий бетон. Технологический аспект строительства таких сооружений очень важен, поскольку римские акведуки являлись очень сложными инженерными конструкциями и не устарели даже через тысячу лет после падения империи.
Надо сказать, что точность строительства уже в те времена была достаточно высокой. Так, например, акведук Пон-дю-Гар имеет уклон 1:3000 и спускается всего на 17 метров по вертикали при общей протяженности в 50 километров. В данном случае сила тяжести играла ключевую роль в транспортировке воды: по современным подсчетам через Пон-дю-Гар проходило 20000 кубометров воды в день. Примечательно, что для преодоления водой углубленных частей рельефа, имеющих перепад порядка 50 метров, были устроены специальные напорные станции, называемые дюкерами. В современном строительстве используется аналогичная схема подачи жидкости в населенные пункты. Это позволяет водным трубам пересекать подобные препятствия.
Развитие системы акведуков
К сожалению, людьми была утеряна большая часть опыта древнеримских специалистов в области сооружения акведуков. Основной причиной этому называют большое количество вооруженных столкновений в европейском обществе средневековья, поэтому в Европе вплоть до XIX века практически прекратилось строительство акведуков. Поскольку потребности человека в воде никуда не делись, вода в средневековье добывалась в основном посредством рытья колодцев. Это сильно сказалось на санитарной составляющей вопроса поставки питьевой воды в города, вода стала загрязняться.
Одним из самых известных исключений является канал Нью-Ривер, построенный в 1613 году в целях поставки Лондону питьевой воды. Длина канала составляет 62 километра. Строительство и расчет этого сооружения стало серьезным шагом на пути к развитию методов расчета строительных конструкций. Позже, в XIX веке строительство акведуков было возобновлено в более крупных масштабах.
Такую страну, как Россия, строительство акведуков тоже не обошло стороной. Оно, как и в Европе, было связано с возведением централизованных систем водоснабжения больших городов. Первыми акведуками нашей страны называют сооружения по трассе Мытищинского водопровода 1781-1804 годов постройки в городе Москве. Важнейшей частью этого водопровода являлся так называемый Ростокинский акведук, имеющий источник в верховьях реки Яузы близ села Большие Мытищи. Подача воды здесь осуществлялась самотеком по сооруженному водоводу, имеющему длину порядка 16 километров. Длина самого Ростокинского акведука составляет 356 метров при ширине водовода в 90 сантиметров. Водовод пересекал Самотёчную и Трубную площади, имеющие специальные бассейны, после которых менял направление на Неглинную улицу, где находились специальные фонтаны, предназначенные для разбора воды населением города.
