AQUEDUCTS -1

Пролегомен

Так как колодцев и цистерн (водосборные галереи и штольни) было недостаточно для водоснабжения городов Pax Romana, то  устраивались и большие водоводы, которые принадлежат к числу величественнейших сооружений Ancient.

Часто водоводы (водопроводящие сооружения для пропуска /подачи воды к месту её потребления) велись очень издалека и, кое-где, покоясь на высоких подмостках и арках, проходили через горы и долины. Plin. 36, 15.

Около 80% всех водоводов Pax Romana были подземными.

Так, из примерно 260 миль водоводов в системе водоснабжения Рима, только 30 миль имели вид арочных сооружений, эстакада – акведуков (Aquae ductus).

Брали они начало  из реки, водохранилища, озера или другого водоёма. Через каменные или бетонные водозаборы, в виде широкого порога, водоската прямоугольного или трапецеидального сечения со значительным продольным уклоном дна и выходной части в виде водобойного колодца.

Водоводы сооружались в Pax Romana безнапорные, работающие с неполным сечением (в которых только часть сечения заполнена водой):

• в виде искусственных русел замкнутого поперечного сечения (безнапорные  туннели с, проложенные в толще земной коры, подземные каналы - rivus subterraneus)
• или незамкнутого сечения ( закрытые или открытые каналы и лотки, располагаемые на поверхности земли в выемках, насыпях или на опорах —эстакадах, акведуках )

Максимальную пропускную  способность, или расход воды определяли размеры  поперечного сечения водовода.

Подземные водоводы (rivus subterraneus) были высотой в рост человека с расположенными через равные промежутки вертикальными шахтами, через которые поступали свет и воздух для рабочих .

Материалами для обделки (основного конструктивного элемента сечения) водоводов служила комбинации из камня, кирпича и специальной вулканического цемента pozzuolana, дерево, гипс etc.

Обделка обеспечивала водонепроницаемость водоводов и защиту выработок от обрушений и деформации пород, уменьшала шероховатость  стенок водоводов.

Формы сечений безнапорных туннелей, каналов и лотков были — овальные, прямоугольные, корытообразные, подковообразные.

Говорят сегодня (с 90-х годов прошлого столетия), и о строительстве ( inverted siphon, pressurized pipe)  эллинами и квиринами многоочковых дюкеров из свинцовых труб (куски 2 м, диаметр 35 мм) высокого давления (9 штук  Ду 20 –Ду 25 в футляре).

• 14 сифонов обнаружили на территории нынешней Франции ( 9 из них в районе Лиона, то есть Lugdunum)
• 8 в Греции (трубы не только свинцовые, но предположительно  и каменные и керамические)
• 5 в Израиле (трубы каменные)
• 8 в Италии (трубы, преимущественно свинцовые
• 7 в Испании (трубы терракотовые и керамические)
• 26 в Турции (трубы, предполагаются из различного материала)
• 4 в Британии (трубы деревянные и керамические)
• 4 на Балканах
• 2 в Сирии

В общей сложности 60 “сифонов” .

То есть “процесс пошёл”.

Барометрическая ступень, на каждые  10 м – 1 бар :)) Sapienti Sat…

Дюкер, это напорный водовод, прокладываемый под руслом реки или канала, по склонам и дну глубокой долины (оврага), под дорогой etc. для пропуска пересекающего их водотока.

И сейчас, самотечные трубопроводы часто пересекаются с различными естественными ( ручьи, реки, овраги etc.) и искусственными препятствиями.

Конструкция пересечения зависит от взаимного высотного расположения (разности отметок) трубопровода и препятствия.

Если трубопровод располагается значительно выше препятствия (при пересечении оврагов,лощин, суходолов), то пересечение выполняется в виде самотечного трубопровода, уложенного по эстакаде или существующему мосту в утеплённом коробе.

Эстакада более проста по своей конструкции, чем дюкер, и может быть временно использована как пешеходный мост. Она, в наше время, представляет собой мост на опорах, по которому с необходимым уклоном проложен самотечный трубопровод в утеплённом коробе.

Перед эстакадой устраивается аварийный выпуск. На самом трубопроводе обязательно предусматриваются ревизии для прочистки.

2.Если трубопровод непосредственно пересекается с препятствием, т.е. трубопровод и препятствие расположены на одной и той же отметке или разность их незначительна, то пересечение выполняется в виде дюкера напорного трубопровода, соединяющего два самотечных трубопровода.

Дюкер состоит из следующих основных элементов: напорных трубопроводов, верхней и нижней камер.

Во входной камере дюкера имеются два отделения – мокрое, в котором находятся открытые лотки, и сухое, в котором размещаются трубы и задвижки.

В пределах первого отделения самотечный трубопровод переходит в открытые лотки. Первое отделение может подтопляться водой при повышенных расходах сточных вод, при снижении пропускной способности дюкера или при его промывке. Этим и объясняется название отделения — мокрое.

В окончании лотков перед трубами дюкера устанавливаются плоские затворы — шиберы.

Аварийный выпуск может использоваться для промывки дюкера. Промывка осуществляется следующим образом: при открытой задвижке на аварийном выпуске вода из водоема в результате разности отметок воды в нем и в отводящем самотечном трубопроводе устремляется через аварийный выпуск в напорные трубопроводы, двигаясь там с большой скоростью (v = 3,0 - 4,0 м/с), интенсивно промывает их.

Напорные трубопроводы дюкера выполняются не менее чем из двух ниток стальных труб с усиленной антикоррозионной изоляцией. Диаметр их должен быть не менее 150 мм. Обе нитки Должны быть рабочими. Лишь при небольших расходах допускается устройство дюкера с одной рабочей и одной резервной трубой.

Дюкер укладывается в траншее по профилю дну препятствия. Угол наклона восходящей части дюкера должен быть не более 20°.

Глубина заложения  трубопровода должна приниматься не менее А = 0,5 м –1 м  до верха трубы.

Расстояние между трубами дюкера в свету должно быть не менее b = 0,7-1,5 м (в зависимости от напора и других особенностей устройства дюкера). Аварийный выпуск может быть проложен из верхней камеры дюкера или из ближайшего колодца перед ним.

Разность отметок уровней воды в подводящем и отводящем коллекторах Δh определяют по сумме гидравлических потерь на трение и местные сопротивления.

Каждая линия дюкера должна проверяться на пропуск расчетного расхода с учетом допустимого подпора в мокром отделении входной камеры. Скорости при нормальном режиме в трубах (v) должны приниматься не менее 1 м/с (1,0 м/s < v < 2,0 м/s ).

Если же при расчётных расходах не обеспечиваются минимальные скорости, то одну из линий следует принимать резервной.

Камеры дюкера размещают на незатопляемой  территории. Дюкеры должны располагаться в местах с устойчивым, неразрываемым профилем, на участках с минимальной шириной. Трубопроводы дюкера прокладывают перпендикулярно препятствию для обеспечения минимальной длины труб. При большой протяженности дюкера на трубах следует устанавливать колодцы или камеры с ревизиями, а в пониженных местах — выпуски для опорожнения дюкера

В случае выхода одной нитки трубопровода дюкера из строя, оставшаяся должна обеспечить пропуск всего расчетного расхода с учетом допустимого подпора.

При подпоре будет происходить подтопление верхней камеры дюкера и лежащих выше участков подводящих самотечных трубопроводов. Очевидно, что при подтоплении не должен происходить излив сточной жидкости из камеры дюкера и смотровых колодцев.

При подпоре трубопроводы будут работать под напором и полным сечением, снизятся скорости движения воды в них, а это, в свою очередь, приведет к отложению осадка.

Поэтому подпор не должен вызывать подтопления трубопроводов большой протяженности. Подтопление не должно быть длительным. Величина допустимого подтопления подводящего коллектора определяется на основе анализа работы лежащих выше участков сети.

3.Переходы самотечного типа , устраивают (проходка) если отметка трубопровода значительно меньше отметки препятствия. При пересечении трубопроводов на одном уровне следует устраивать перепадный колодец на одном из коллекторов. Иногда в качестве альтернативы целесообразно делать короткий  одноочковый дюкер , из железобетона (сегодня наиболее распространены), дерева или стали.

Древнее изображение акведука (первая половина Cinquecento)

AQVÆDVCTVS

Римский водопровод de aquaeductu urbis romae (по Фронтину и Плинию ст.)

Вода, притекавшая в Рим, собиралась здесь в больших резервуарах ( castella, раньше dividicula), из которых тремя трубами проводилась в три меньшие бака.

Самый нижний из них снабжал водой многочисленные городские lacus (водные бассейны), salientes (фонтаны) и piscinae (пруды для плавания).

Средний предназначался для больших бань ( Balnenum и Thermae), наконец верхний снабжал водой фонтаны и резервуары в частных домах.

В собственных домах для купанья служило помещение, издавна называвшееся Lavatrina; но гораздо важнее были общественные бани, первоначально весьма простые, а впоследствии в высшей степени роскошные; остатки их находят как в Италии, так и в провинциях

Самые известные бани Рима были бани Помпея, Агриппы, th. Neroniane, th. Titi, Diocletiani, Caracallae etc.

Это распределение воды производилось посредством керамических или свинцовых  труб, tubi и fistulae.

О постройке водопроводов и их ремонте заботились цензоры.

Постоянный надзор поручался эдилам, а со времени Августа — особому curator aquarum, позднее называвшемуся consularis aquarum, он имел в своем распоряжении многочисленный служебный персонал (aquarii), набиравшийся отчасти из servi publici.

Aquarii, соответственно различию своих специальных обязанностей, разделялись на:

• vilici (надзиратели за водопроводными трубами, особенно за теми, которые доставляли воду в дома частных лиц)
• castellarii (надзиратели за резервуарами)
• circitores (контролеры)
• silicarii (мостовщики, которые требовались там, где водопроводы шли под землей)
• tectores (штукатуры)

В частных домах aquarii назывались частью рабы, смотревшие за водопроводами, частью водоносы.

Самые значительные водопроводы Рима в хронологическом порядке (ab Urbe condita) их постройки были:

• Aqua Appia (441 AUC)
• Aqua Anio Vetus (481 AUC)
• Aqua Marcia (609 AUC)
• Aqua Augusta (по другим Tepula, 626 AUC)
• Aqua Julia (720 AUC)
• Aqua Virgo (733 AUC, построен Агриппой)
• Aqua Alsietina (725 AUC, построен Августом, им же построен Aug. и lui.)
• Aqua Claudia (805 AUC)
• Aqua Anio Novus (805 AUC, построен Калигулой и Клавдием)
• Aqua Traiana (866 AUC, построен Траяном)
• Aqua Alexandrina ( 975 – 988 AUC, построен Александром Севером)

Позднейшие императоры построили еще несколько меньших водопроводов.

В более значительных итальянских муниципиях и в провинциальных городах воздвигались подобные же колоссальные постройки, остатки которых и теперь возбуждают изумление.

Таковы, например, развалины близ  Майнца (Mogontiacum - наряду с Кёльном и Триром один из трёх крупных военных, административных, торговых и культурных центров севернее Альп).

Römersteine

Акведук вёл от источников в Финтене 8 км. до Кестриха и давал, говорят, не менее 6000-7000 кубов воды в сутки

Вода заполняла большой резервуар, из которого и распределялась на два поселения.

Высота акведука достигала 30 метров, на нижнем ряду арок стоял верхний, по которому - в закрытом канале - и текла вода.

До наших дней дожили опоры нижнего "этажа", в народе прозванные "римскими камнями".

Аллея под названием "У римских камней" зажата между двух кусков земли, отведенных под здешний аналог наших садоводств.

Опоры (58 шт) на ней стоят с частотой  в 3-4 м.

В Греции не было громадных сооружений этого рода, хотя и там были водопроводы, в изобилии доставлявшие годную для питья воду.

Были и чиновники, которые наблюдали за водопроводами.

Важно для знакомства с этим предметом сочинение Фронтина ( Frontinus) de aquae dictibus (конечно подвергнувшееся значительной интерполяции). Конечно Фронтин не был инженером и писал лишь об общих организационных вопросах и вопросах дистрибуции.

Frontīnus, Sextus Iulius, неизвестного происхождения, родился около 793 AUC, является первый раз в 823 AUC городским претором (Tac. hist. 4, 39)

Затем он участвовал в походе в Британнию в 829 и 831 AUC, под начальством Петилия Цереалиса, после смерти которого стал сам во главе войска, преодолел большие затруднения (Tac. Agr. 17) и победил силуров; в германских войнах он также отличался.

В правление императора Домициана он жил вдали от государственных дел и занимался литературными трудами то в Риме (Plin. ep. 5, 1), то в сельском уединении (Mart. 10, 58).

Императором Нервой он снова был вызван и сделался curator aquarum; эту должность занимали всегда знатнейшие лица в государстве.

В авгурской должности Плиний Младший в 856 AUC был его преемником (ep. 4, 5).

Из места Марцалия (10, 48) заключают, что он дважды был консулом (первый раз, вероятно, в 827 AUC, во второй раз — в 853 AUC, быв в 850  AUC consul suffectus).

Умер он около 858 AUC.

Почтение, приобретенное им служебною деятельностью и оказывавшееся ему современниками (princeps vir, Plin. ep. 4, 8), позволяло ему рассчитывать с уверенностью на славу у потомков (Plin. ep. 9, 19).

Его сочинения:

• de agrorum qualitate и de controversiis libri II, два землемерческих сочинения, которые Lachmann восстановил по частям, очистив их от позднейших примесей. Отношение межей (limites), начала и первые основания межевания, наставление к измерению полей составляют содержание этих сочинений. Если он, обращаясь к простым землемерам, говорит языком ремесленника, то это весьма естественно и никак не может заставить нас сомневаться в подлинности сочинений.
• Strategematon (Strategematicon) libri IV, собрание анекдотов, содержащих много исторических фактов, неизвестных из других источников; эти книги написаны гораздо более выработанным слогом, нежели прежние сочинения, но подверглись значительной интерполяции. Четвертая книга сильно уклоняется от его обыкновенного слога и весьма подозрительна (старинные изд. Oudendorp и Schwebel).
• Liber de aquis (aquae ductibus) urbis Romae, сочинение, составленное им в начале своего управления водопроводами, в 850 AUC, для собственного наставления и руководства и содержащее много интересных данных об устройстве, постройке и содержании этих сооружений, имеющих столь важное значение для Рима. Изд. Dederich (1841 AD) и Büchler (1858 AD).

Полное изд. Keuchen (1661 AD) и Dederich (1855 AD).

Утрачено тактическое сочинение de re militari, которым пользовался Вегеций и о котором он отзывается с похвалою.