Акведук - це ... Історія, характеристика акведуків

У давнину водопостачання міст на складній в плані рельєфу території здійснювалося за допомогою складних інженерних споруд. Акведук - це один з варіантів прокладки магістралі від висотного джерела до споживачів, розташованим нижче. У чому особливість таких конструкцій і чому їм віддавали перевагу стародавні будівельники?

Акведук: що це таке?

У різних державах намагалися винайти оптимальний варіант передачі води від джерела до споживачів. Якщо на шляху траплялися складності рельєфу, а обійти їх не було можливості або це було дорого, інженери-конструктори зазвичай облаштовували магістраль на висотних опорах.

Що означає "акведук"? Якщо перекладати з латині, то це по суті водовід. Однак багато з акведуками асоціюють тільки складні і часто красиві багатоярусні конструкції, схожі на ступінчасті мости. Насправді акведук - це цілісна система і повинна розглядатися комплексно на всій протяжності від джерела до кінцевого пункту споживання.

Висотна конструкція, безсумнівно, грає важливу роль в проходженні складного відрізка траси. Якщо вона знаходиться в межах міста, поблизу з житловими будинками, то інженери намагалися зробити її приємною для очей. Але водовід складався не тільки з красивих арок і опор. На всьому протязі (вони могли становити від кількох сот метрів до десятків кілометрів) могли бути і підземні відрізки.

Водопровід такого масштабу будувався не на рік-два. Використовуватися він міг десятиліттями, а то й століття. Тому проектування і саме будівництво велося ретельно. Камені для заснування і опор підбиралися і оброблялися окремо. Розрахунки арок і перекриттів повинні були бути бездоганними. Конструкція піддавалася постійним впливам вітрів і опадів. Найменші неточності або недоліки в процесі будівництва могли звести нанівець грандіозну роботу.

Історія

Будівництво мостів, естакад і шляхопроводів практикувалося в багатьох стародавніх державах. Покласти на таку конструкцію трубу або відкритий жолоб для проведення води пробували і в Греції, і на Сході, проте найбільшого поширення водоводи такого типу отримали в античному Римі. Деякі з них збереглися і до наших днів. Вони не тільки є пам`ятками архітектури, але ще і знаходяться в діючому стані.

Інше питання, чому вони набули такого поширення. На той момент вже існували в теорії і на практиці напірні трубопроводи для поставок води, були системи, побудовані за принципом сифона.

Римський акведук - що це таке? Стародавні конструктори обрали для свого водопостачання гравітаційну самотечную систему. Велика частина цих акведуків були прокладені на висотних опорах. В окремих місцях їх висота становила до п`ятдесяти метрів.

характеристика

Стародавні акведуки зазвичай будувалися з кам`яних блоків. Невеликі водоводи могли облаштовуватися на порівняно невисоких дерев`яних опорах. Пізніше, з розвитком будівельних технологій, інженери застосовували цеглу та бетон. Розквіт металургії дав можливість використовувати в складних конструкціях сталь і чавун.

Пристрій акведуків римського типу передбачає наявність водопровідної кювети відкритого або закритого типу. Це своєрідний канал або жолоб, що споруджується з матеріалів, стійких до руйнівного впливу водного потоку. Для цього найчастіше застосовувалися кам`яні блоки. Приватний канал накривався зверху склепінням або плитами, щоб виключити забруднення води.

Труби, що використовувалися в деяких акведуках, на той момент могли бути або керамічними, або свинцевими. Кераміка проводилася з обпаленої глини, але цей матеріал був ненадійним. Свердлити в кам`яних блоках отвори було важко. Про шкоду свинцю для здоров`я людини на той момент вже було відомо. Однак з цим фактом мирилися. До того ж в місцях з жорсткою водою свинцеві стінки труб швидко покривалися щільним шаром нальоту.

Як працює акведук?

У давнину велике місто налічував від 500 тисяч чоловік. У розквіт імперій в столицях могли постійно проживати до двох мільйонів громадян. Щоб забезпечити їх водою, необхідна була надійна, постійно функціонуюча система. В окремих містах одночасно міг працювати десяток акведуків. Загальна протяжність системи ставала понад 400 км. Обсяг води, що подається на добу, за деякими оцінками, міг становити до 1,5 млн кубометрів.

Акведук - це складна система, і працювала вона таким чином, щоб забезпечити постійний природний струм води на всьому своєму протязі під дією гравітаційних сил. Розрахунки проводилися так, щоб ухил каналів був оптимальним. Далеко не всі акведуки були в більшості своїй висотні. На частку таких складних ділянок могло припадати всього лише до 10% загальної протяжності.

В окремих випадках вважалося за доцільне робити поглиблення в грунті. Скельні породи рубали. Пухкі грунти викладали обробленими блоками, які накривалися склепіннями. Головним завданням було забезпечити сталість рівня. В системі могли бути додаткові резервуари. Вони могли служити для відстоювання води, накопичення запасів, створення обсягів для напірних споруд.

Стародавні водопроводи і сучасність

Старовинний акведук - це дуже складна інженерна система. Розбираючись з пристроєм таких водопроводів, фахівці відзначають, що конструювали їх справжні зодчі. Треба розуміти, що їх автори творили справжні чудеса, проявляючи глибокі пізнання в гідравліки, механіки, будівництві.

Деякі вважають, що ці акведуки збереглися тільки через те, що в них був закладений багаторазовий запас міцності. Однак сучасні дослідження і вивчення діючих систем доводять, що вони відповідають вимогам сучасних водопроводів. Відомо, що інженери тих часів вміли розрахувати навантаження і опір матеріалів при будівництві. Однак як вони змогли обчислити дію перекидальних сил вітрів і паводків, залишається загадкою. Формули для розрахунків коефіцієнтів самопливного водопроводу з`явилися через багато століть. А діюча на той момент система математичних розрахунків з використанням каменів і рахункових дощок була дуже трудомісткою і незручною.

Легенди і факти

Незважаючи на грандіозність і складність римських акведуків, в їх системах не було запірної арматури. Вода текла постійно: і вдень, і вночі. Витрата її був величезний навіть за нинішніми мірками. Але плюсом такого марнотратства було те, що каналізація постійно промивалася, було менше проблем з засмічення.

Акведук - це дійсно грандіозне архітектурна споруда. Недарма за однією з легенд, авторство всесвітньо відомої арочної конструкції в Сеговії приписують дияволу. Ніби це він побудував грандіозну споруду в обмін на закладену душу дівчини. Але вона вчасно схаменулася і вимолила у Всевишнього прощення. Той не дав закінчити будівництво. Диявол не встиг покласти всього один камінь. Городяни спільно доробили роботу і після освячення запустили водопровід в дію.