Из которых снабжаются водой виадуком. Акведук – это римская задумка, воплощенная во всем мире

Акведук (от лат. aqua - вода и duco - веду) - водовод (канал, труба) для подачи воды к населённым пунктам, оросительным и гидроэнергетическим системам из расположенных выше их источников. Акведуком в более узком значении называют часть водопровода в виде моста над оврагом, рекой, дорогой. Достаточные по ширине акведуки могли также использоваться судами (водный мост). Акведук по своей структуре аналогичен виадуку, с тем отличием, что его используют для переноса воды вместо организации дороги или железнодорожного пути. Акведуки сооружаются из камня, кирпича, железобетона или стали. Такие сооружения состоят из основания, на котором возводят каменные, чугунные или кирпичные опоры (обычно между ними для устойчивости помещают каменные арки), и берегового устоя, на которое укладываются трубы или устраиваются кюветы.

РИМСКИЕ акведуки - один из шедевров античного инженерного искусства. Вот что о них писал в своей книге Секст Юлий Фронтин (35 - ок. 103 гг. н. э.), римский претор и смотритель акведуков: «Разве можно сравнить бестолковые пирамиды или бесполезные, хотя и известные, строения греков с этими столь необходимыми сооружениями, проводящими так много воды?». Заметим, что римляне не были первопроходцами в строительстве водопроводов. Еще ранее водопроводы использовались в таких древних государствах, как Ассирия, Египет, Индия и Персия.

Зачем были нужны акведуки?
Древние города обычно строились близ крупных водоемов, и Рим не был исключением. Первоначально воду брали из реки Тибр и ближайших к ней родников и колодцев. Однако с IV века до н. э. Рим стал быстро разрастаться, а вместе с ним росла и потребность в воде.
Так как водопровод был в домах лишь немногих людей, римляне построили сотни личных и общественных бань, называемых термами. Первую общественную баню в Риме снабжал водой Аква Вирго - акведук, открытый в 19 году до н. э. Он был построен Марком Агриппой, другом Цезаря Августа. На ремонт и расширение системы водоснабжения в Риме Агриппа потратил значительную часть своего немалого состояния.
Термы были центром общественной жизни. В самых больших из них размещались даже сады и библиотеки. Выходящая из терм вода текла непрерывным потоком прямо в канализацию, постоянно смывая туда и отходы из латрин, или уборных, которые примыкали к термам.

Их строительство и обслуживание
Римские акведуки… Возможно, в вашем представлении это массивные аркады, тянущиеся до самого горизонта. Но в действительности аркады составляли менее 20 процентов акведуков, бо?льшая часть которых пролегала под землей. Такая экономичная конструкция защищала акведуки от эрозии и не препятствовала земледелию и градостроительству. Например, протяженность Аква Марция, построенного в 140 году до н. э., была около 92 километров, однако его надземная часть - аркады - составляла всего 11 километров длины.
До начала строительства акведука инженеры оценивали воду предполагаемого источника: ее чистоту, скорость течения и вкус. Они также принимали в расчет состояние здоровья местных жителей, которые ее пили. Когда решение о строительстве принималось, землемеры планировали путь пролегания акведука, рассчитывали угол его наклона, а также длину, ширину и глубину водного канала. В качестве рабочей силы, очевидно, использовались рабы. На строительство акведука могли уходить годы, да и обходилось оно далеко не дешево, особенно если по проекту требовалось возведение аркад.

Основные части акведука

К тому же акведуки нужно было ремонтировать и защищать от повреждений. В одно время с этой целью в Риме было задействовано около 700 человек. При проектировании акведуков учитывали их дальнейший ремонт и обслуживание. Например, для доступа к подземным участкам делались люки и смотровые колодцы. А когда требовался капитальный ремонт, инженеры на время отводили воду от поврежденной части акведука.

Городские акведуки
К началу III века н. э. Рим снабжался водой из 11 крупных акведуков. Первый из них - Аква Аппия - был сооружен в 312 году до н. э. Относительно небольшой - протяженностью около 16 километров,- он почти полностью проходил под землей. Частично сохранившийся до наших дней Аква Клавдия длиной около 70 километров включал в себя около 10 километров аркад; некоторые из них достигали 27 метров в высоту.
Сколько воды доставляли акведуки в город? Огромное количество. Например, у Аква Марция, упомянутого ранее, пропускная способность составляла около 190 000 кубометров воды в день. Достигая городских районов, вода самотеком, под действием силы тяжести, поступала в водораспределительные резервуары, а затем в сеть трубопроводов. Через них вода шла в другие распределительные емкости или напрямую к потребителям. По некоторым подсчетам, система водоснабжения в Риме разрослась настолько, что на каждого жителя приходилось более кубометра воды в сутки!
«Акведуки появлялись везде, куда распространял свои владения Рим»,- говорится в книге, посвященной акведукам (Roman Aqueducts & Water Supply). И сегодня, путешествуя по Малой Азии, Франции, Испании и Северной Африке, люди все так же восхищаются этими шедеврами инженерного искусства.

Французский департамент Гар (провинция Прованс, Франция) - одно из счастливейших мест, где сохранился акведук - древнеримский памятник. Называется он Гарский мост - Pont du Gard, который построен примерно в 19 столетии до н.э. Он изящно перекинулся через реку Гардон, прежде известную как Гар.

Древнеримские акведуки выполняли роль поставщиков воды для населения. Гидроэнергетические и системы орошения тоже получали подпитку от акведуков.

Их называют также водоводами. Каждый из них представляет собой мост, расположенный над рекой, дорой либо рвом. Достаточная ширина этих сооружений позволяла свободно проплывать под ними кораблям. Материалом для возведения античных строений служили камень, кирпич, железобетон, сталь. Архитекторы Древнего Рима в основании акведуков использовали столбы - каменные, чугунные или кирпичные и береговой устой, на котором размещаются трубы или кюветы. Чтобы сооружение было более устойчивым, опоры соединялись арками из камня.

Хотя древние римляне и гордились подобными инженерными устройствами, изобрели их первыми в Древнем Египте. Там акведуки возводились с применением известняка. Размеры их были поскромнее. И водовод, по которому шло снабжение водой города Ниневия, тогдашней столицы, составил в высоту - 10м, в длину - 300 м при общей протяженности акведука в 80 км.

Тем не менее уже в 7 в. до н.э. появились водоводы, выполненные в римском стиле. Через 11 из них длиной в общем около 350 км живительная влага текла в Рим. Самым протяженным считается акведук, расположенный в Карфагене, ныне современный Тунис, - его длина 141 км. Но основная их часть пролегала под землей. Примером может служить акведук Айфель (Германия). Это строение и сейчас можно увидеть возле Кельна, в который доставлялась вода по такому подземному водопроводу.

Акведуки Древнего Рима строились из современных по тому времени материалов, например водоустойчивого пуццоланового бетона. Но они были устроены слишком сложно, несмотря на точные параметры, заложенные в их конструкцию. К примеру, крен акведука Pont du Gard составляет лишь 34 см на 1 км, а его спуск - 17 м по откосной линии. И это при длине в 50 км. Такая конструкция позволяла оставаться акведукам современными и через 1 тыс. лет по прошествии, когда уже пала Римская империя.

А все потому, что вода доставлялась при помощи силы тяжести, что являлось чрезвычайно эффективным. И многое из опыта древнеримских строителей используется до сих пор. Хотя, к сожалению, подавляющая часть их практических знаний исчезла в далекие годы Темных войн. Лишь в 19 столетии сооружение акведуков возродилось.

По счастью, история сохранила потомкам следы творчества древнеримских инженеров. Путешественники и сегодня могут удивляться почти ювелирным очертаниям некоторых акведуков. Разбросанные по всему миру, они есть во многих нынешних странах. Парк акведуков в Италии и акведук Кейсарии - в Израиле, водоводы - Наска (Перу) и Хампи (Индия), а также акведук Les Ferreres в Испании. Вызывают восхищение подобные сооружения в Турции - Валента, в Испании - Сеговия.

Термин «акведук» пришел к нам из латинского языка (aguae ductus) и в переводе означает «ведущий воду» (agua — вода, duco — веду). Что такое акведук в современном русском понимании? Это — сооружение для пропуска водных потоков на значительной высоте через пересеченную местность, включающую преграды естественного и рукотворного происхождения.

Акведук используется для обеспечения водой населенных пунктов, промышленных производств или сельскохозяйственных угодий из находящегося на возвышенности отдаленного источника воды. Принцип работы акведука заключается в свободной подаче воды по желобу, кювету, трубе под небольшим уклоном. Таким образом, используются физические законы, позволяющие без дополнительных усилий перемещать огромные потоки воды по искусственно созданным каналам.

Из истории возникновения акведуков

История возникновения акведуков берет свое начало от древних вавилонян и египтян, которые научились строить водоводы для снабжения своих жилищ водой, наблюдая за естественным течением рек — с возвышенности на более низкий участок.

Еще в VII веке до н.э. ассирийцами был возведен известняковый акведук для обеспечения водой их столицы Ниневии. Источник от столицы отделяла широкая долина. Протяженность водовода составила 80 километров, а его трехсот метровый участок над долиной достигал десятиметровой высоты.

В истории сохранились сведения об акведуках, которые сооружали племена майя и древние греки. Древнегреческий путешественник, географ и историк Геродот воспел акведук на острове Самос как одно из чудес света.

Построенные древними римлянами акведуки значительно отличались от первых сооружений по своей технологии уже в те времена для их строительства использовались такие водостойкие материалы, как пуццолановый бетон.

В возведении акведуков участвовали лучшие зодчие, производящие сложные точные расчеты. Например, акведук в Провансе Пон-дю-Гар имел разницу в высоте между источником и конечным пунктом всего 17 метров. При этом его общая длина составляла 50 километров, причем на каждый километр уклон составлял всего 34 сантиметра. Такая точность и лучшие строительные технологии обеспечили римским акведукам многовековое успешное использование — даже спустя тысячу лет после развала Римской империи акведуки не потеряли свою технологическую значимость.

В некоторых случаях при строительстве акведуков перепад поверхности составлял свыше 50 метров. Для того, чтоб обеспечить свободное прохождение водного потока, строители создавали дополнительно напорный водовод (дюкер). Эти технологии используются и сегодня, когда при прокладке водопроводов приходится пересекать места со значительными углублениями.

Современное использование акведуков

В современном понимании, определение, что такое акведук, заключается в описании сооружения, предназначенного для перемещения больших потоков воды надземным способом. Учитывая высокую себестоимость возведения и содержания акведуков по сравнению с подземными водопроводами, сегодня их строительство оправдано лишь в густонаселенных гористых странах, преимущественно там, где прокладка подземного водовода сопряжена с определенными трудностями.

Однако в ряде стран эксплуатируются акведуки, предназначенные для пропуска судов над руслом реки или над долиной. Эти мостовые конструкции позволяют соединять системы каналов, по которым могут пройти небольшие суда. Строительство их началось еще в XVII веке, и некоторые из них успешно действуют и сегодня.

Наиболее известными современными водяными мостами для судоходства являются:

Магдебургский судоходный акведук (Германия, 2003 год) длиной 918 метров, проложенный над поверхностью земли поперек реки Эльбы и соединяющий каналы Эльбе-Хафель и Миттеланд.

Акведук Понткисиллте, Врексхем (Великобритания, 1795-1805 гг). Водяной мост построен в долине реки Ди для соединения угольных шахт Денбигшира с национальными судоходными каналами посредством канала Эллесмер.

Поворотный водяной мост, Бартон (Великобритания). Он сооружен на реке Ирвелл и предназначен для переноса канала Бриджоутер через Манчестер Шип. Поворотный акведук построен в 1894 году и не имеет аналогов во всем мире.

Главным достижением инженерной мысли древнего Рима часто признается строительство акведуков. Именно эти сооружения выполняли важнейшую функцию водоснабжения городов, потребляющих все больше и больше воды. Но в узком смысле под акведуком понимают не всю систему водопровода, а лишь ее часть, являющуюся переправой через реки, овраги, дороги. И именно эти части сложной системы водоснабжения в настоящее время и привлекают тысячи туристов. Итак, сегодня посмотрим на римские акведуки.

История римских акведуков

Строительство акведуков началось в Риме. Население этого города превысило миллион жителей, и появилась потребность в снабжении города не только водой для питья, но и для технических целей. Здесь стоит вспомнить желание римлян создать повсеместный комфорт и обильное распространение римских терм-бань. Конечно, можно было брать воду из колодцев, но рост потребления заставил делать прямой подвод воды из горных источников.

Акведук в Риме появился уже в IV веке до нашей эры, а к III веку до н.э. здесь их насчитывалось уже 11 штук. В I веке нашей эры был построен знаменитый акведук Клавдия, который при высоте 27 метров был короче старого акведука Марция на 30 км (общая длина примерно 60 километров). Сокращение расстояния было достигнуто благодаря множественному использованию системы тоннелей и мостов.

Акведук Клавдия

Пон-дю-Гар в Ниме (Фрация)

Другой знаменитый римский акведук был сооружен во II веке нашей эры на юге Франции через реку Гард. Современное его название - Пон-дю-Гар или Гардский мост. Акведук обеспечивал водой город Ним. Мост является единственным дожившим до наших дней остатком сложной системы Нимского акведука, протянувшегося на 50 километров. Высота моста составляет 49 метров, длина - 275 метров. Выделяется три арочных уровня. Первый уровень составляют 6 арок. Центральная арка этого уровня, соединяющая берега реки, имеет пролет 24,4 метра. Второй уровень насчитывает уже 11 арок. Последний третий уровень, предназначенный для водопроводной трубы, имеет 35 арок меньшего размера. Пон-дю-Гар и в настоящее время используется в качестве мостовой переправы.

Пон-дю-Гар

Римский акведук в Сеговии (Испания)

Следующий акведук расположен в испанском городе Сеговия. Высота акведука 30 метров, протяженность 17 километров. Один из сохранившихся пролетов сейчас расположен прямо в центре города. Для обеспечения центрального водоснабжения в былые времена вода из этого акведука поступала в центральную цистерну, откуда уже распределялась по прочим внутригородским системам. В XI веке этот акведук подвергается частичному разрушению маврами, но в XV веке он восстанавливается и до сих пор обеспечивает водоснабжение районов Сеговии.

Акведук в Сеговии

Римские акведуками сооружались даже в Африке. Водоснабжением были обеспечены Цезария (акведук 23 км), Мактар (9 км), Карфаген (80 км).

Как подметил Юлий Фронтин (главный водоснабженец Рима в начале II века), акведуки являются главным свидетельством величия Римской империи, и их нельзя даже сравнивать с бесполезными египетскими пирамидами и прочими праздными постройками Греции. И действительно, эти системы водоснабжения дали толчок к развитию цивилизации, укоренили строительство бань, бассейнов, фонтанов. А учитывая то, что некоторые из этих построек времен величия древнего Рима функционируют и до наших дней, стоит только удивляться и наслаждаться их величием и гением инженерной мысли глубокой древности.

В древности водоснабжение городов на сложной в плане рельефа территории осуществлялось с помощью сложных инженерных сооружений. Акведук - это один из вариантов прокладки магистрали от высотного источника к потребителям, расположенным ниже. В чем особенность таких конструкций и почему им отдавали предпочтение древние строители?

Акведук: что это такое?

В разных государствах пытались изобрести оптимальный вариант передачи воды от источника к потребителям. Если на пути случались сложности рельефа, а обойти их не было возможности или это было дорого, инженеры-конструкторы обычно обустраивали магистраль на высотных опорах.

Что означает "акведук"? Если переводить с латыни, то это по сути водовод. Однако многие с акведуками ассоциируют только сложные и часто красивые многоярусные конструкции, похожие на ступенчатые мосты. На самом деле акведук - это целостная система и должна рассматриваться комплексно на всей протяженности от источника до конечного пункта потребления.

Высотная конструкция, несомненно, играет важную роль в прохождении сложного отрезка трассы. Если она находится в городской черте, поблизости с жилыми зданиями, то инженеры старались сделать ее приятной для глаз. Но водовод состоял не только из красивых арок и опор. На всем протяжении (они могли составлять от нескольких сот метров до десятков километров) могли быть и подземные отрезки.

Водопровод такого масштаба строился не на год-два. Использоваться он мог десятилетиями, а то и века. Поэтому проектирование и само строительство велось тщательно. Камни для основания и опор подбирались и обрабатывались отдельно. Расчеты арок и перекрытий должны были быть безупречными. Конструкция подвергалась постоянным воздействиям ветров и осадков. Малейшие неточности или недочеты в процессе строительства могли свести на нет грандиозную работу.

История

Строительство мостов, эстакад и путепроводов практиковалось во многих древних государствах. Положить на такую конструкцию трубу или открытый желоб для провода воды пробовали и в Греции, и на Востоке, однако наибольшее распространение водоводы такого типа получили в античном Риме. Некоторые из них сохранились и до наших дней. Они не только являются памятниками архитектуры, но еще и находятся в действующем состоянии.

Другой вопрос, почему они получили такое распространение. На тот момент уже существовали в теории и на практике напорные трубопроводы для поставок воды, были системы, построенные по принципу сифона.

Римский акведук - что это такое? Древние конструкторы избрали для своего водоснабжения гравитационную самотечную систему. Большая часть этих акведуков были проложены на высотных опорах. В отдельных местах их высота составляла до пятидесяти метров.

Характеристика

Древние акведуки обычно строились из каменных блоков. Небольшие водоводы могли обустраиваться на сравнительно невысоких деревянных опорах. Позже, с развитием строительных технологий, инженеры применяли кирпич и бетон. Расцвет металлургии дал возможность использовать в сложных конструкциях сталь и чугун.

Устройство акведуков римского типа предполагает наличие водопроводной кюветы открытого или закрытого типа. Это своеобразный канал или желоб, сооружаемый из материалов, устойчивых к разрушительному воздействию водного потока. Для этого чаще всего применялись каменные блоки. Закрытый канал накрывался сверху сводом или плитами, чтобы исключить загрязнение воды.

Трубы, использовавшиеся в некоторых акведуках, на тот момент могли быть либо керамическими, либо свинцовыми. Керамика производилась из обожженной глины, но этот материал был ненадежным. Сверлить в каменных блоках отверстия было тяжело. О вреде свинца для здоровья человека на тот момент уже было известно. Однако с этим фактом мирились. К тому же в местах с жесткой водой свинцовые стенки труб быстро покрывались плотным слоем налета.

В древности большой город насчитывал от 500 тысяч человек. В расцвет империй в столицах могли постоянно проживать до двух миллионов граждан. Чтобы обеспечить их водой, необходима была надежная, постоянно функционирующая система. В отдельных городах одновременно мог работать десяток акведуков. Общая протяженность системы становилась свыше 400 км. Объем воды, подаваемый в сутки, по некоторым оценкам, мог составлять до 1,5 млн кубометров.

Акведук - это сложная система, и работала она таким образом, чтобы обеспечить постоянный естественный ток воды на всем своем протяжении под действием гравитационных сил. Расчеты производились так, чтобы уклон каналов был оптимальным. Далеко не все акведуки были в большинстве своем высотные. На долю таких сложных участков могло приходиться всего лишь до 10 % общей протяженности.

В отдельных случаях считалось целесообразным делать углубление в почве. Скальные породы рубили. Рыхлые грунты выкладывали обработанными блоками, которые накрывались сводами. Главной задачей было обеспечить постоянство уровня. В системе могли быть дополнительные резервуары. Они могли служить для отстаивания воды, накопления запасов, создания объемов для напорных сооружений.

Древние водопроводы и современность

Старинный акведук - это сложнейшая инженерная система. Разбираясь с устройством таких водопроводов, специалисты отмечают, что конструировали их настоящие зодчие. Надо понимать, что их авторы творили настоящие чудеса, проявляя глубокие познания в гидравлике, механике, строительстве.

Некоторые считают, что эти акведуки сохранились только из-за того, что в них был заложен многократный запас прочности. Однако современные исследования и изучения действующих систем доказывают, что они отвечают требованиям современных водопроводов. Известно, что инженеры тех времен умели рассчитать нагрузки и сопротивление материалов при строительстве. Однако как они смогли вычислить действие опрокидывающих сил ветров и паводков, остается загадкой. Формулы для расчетов коэффициентов самотечного водопровода появились спустя много веков. А действующая на тот момент система математических расчетов с использованием камешков и счетных досок была очень трудоемкой и неудобной.

Легенды и факты

Несмотря на грандиозность и сложность римских акведуков, в их системах не было запорной арматуры. Вода текла постоянно: и днем, и ночью. Расход ее был огромен даже по нынешним меркам. Но плюсом такого расточительства было то, что канализация постоянно промывалась, было меньше проблем с засорами.

Акведук - это действительно грандиозное архитектурное сооружение. Недаром по одной из легенд, авторство всемирно известной арочной конструкции в Сеговии приписывают дьяволу. Будто это он построил грандиозное сооружение в обмен на заложенную душу девушки. Но она вовремя спохватилась и вымолила у Всевышнего прощение. Тот не дал закончить строительство. Дьявол не успел положить всего один камень. Горожане сообща доделали работу и после освящения запустили водопровод в действие.