Что такое акведук. Что такое акведук.

Рим, столица империи, снабжался водой через 11 акведуков — роскошь, которой не обладала ни одна европейская столица. Их длина составляла 350 километров, и они почти полностью проходили под землей. Их строительство заняло 5 веков.

Что такое акведук

Переключаемая навигация

Сегодня акведуки обычно называют мостами через каналы (ponts-canaux, canal briicken). Строительство первых акведуков относится к римским временам (Кастеллиана, 400 г. до н.э.). Некоторые римские сооружения, сохранившиеся до наших дней, достигают огромных размеров и свидетельствуют о высоком мастерстве их строителей. После падения римского владычества строительство важных акведуков практически прекратилось, и только в 18 веке вновь началось возведение крупных сооружений.

В СССР были построены, в частности, Мытищинский акведук под Москвой (XVIII век), Таицкий акведук под Пушкино и новый акведук под Тбилиси. Первоначально они использовались исключительно для водоснабжения, поскольку вода в древних акведуках перемещалась только под действием силы тяжести по открытым каналам, и только таким образом можно было преодолеть такие препятствия, как глубокие долины, реки и т.д. С тех пор как в сантехнике стали использовать чугунные и другие напорные трубы, эти препятствия в водоснабжении чаще преодолеваются трубопроводами и гораздо реже — акведуками. Однако они используются и в современных сетях водоснабжения, где выбор между трубопроводом и акведуком зависит от экономических расчетов и местных условий.

Кроме того, в настоящее время они используются для навигации при пересечении рек, долин и т.д. судоходными каналами, а также для ирригации и отвода сточных вод. Каждый акведук состоит в основном из следующих частей:

• (a) канал,
• (b) несущая конструкция,
• (d) канавки (только для плавучих конструкций),
• (e) шлюзы на концах (только для больших сооружений).
• Очень часто упомянутые элементы комбинируются, например, стенки канала могут также служить в качестве опорной конструкции и т.д. Расчет пролета не отличается от расчета обычных мостов. Статический расчет несущей конструкции также принципиально не отличается от расчета мостов. Разница лишь в том, что нагрузка равномерно распределена и постоянна. Значительные колебания нагрузки происходят только при опорожнении и наполнении канала.

Устройство акведуков

Стены и дно канала рассчитываются для гидростатического давления, в то время как для плавучих акведуков высота слоя воды должна увеличиваться с высотой волны, поднимаемой судами, и с ветром. Поперечное сечение канала рассчитывается по гидравлическим формулам, соответствующим заданному расходу воды и допустимой скорости потока.

В случае плавучих каналов сечение канала выбирается исходя из допустимого сопротивления движению судов, которое значительно увеличивается при уменьшении сечения канала. Многочисленные исследования показывают, что соотношение между сечением плавучих каналов внутри акведука и центром судна должно быть не менее 2-3. Считается, что на участках каналов с земляным дном этот коэффициент составляет от 4 до 5,5, причем нижний предел относится к самым крупным судам, а верхний — к судам среднего размера с наибольшим трафиком по каналу. Продольный уклон водопроводной сети часто увеличивается по сравнению со средним уклоном всего водопровода, чтобы увеличить скорость и тем самым уменьшить требуемое сечение.

Нижний градиент определяется условием, чтобы скорость в канале не опускалась ниже определенного порога, при котором начинается осаждение отложений и происходит усиленное окисление металлов. По этим причинам наименьший уклон в открытых каналах составляет 0,0001, а наименьшая скорость в железных водоводах — 0,4 м/с. В судоходных каналах уклон обычно равен нулю, а поверхность воды горизонтальна. Поперечное сечение канала в водоводах обычно изогнутое, особенно круглое, для достижения наиболее экономичного сечения стен. В некоторых случаях вода проходит по трубам, и водопроводная труба может также выполнять функцию водопропускной трубы (рис. 1). Канал плавучих сооружений имеет прямоугольное или трапециевидное сечение. В неплавучих конструкциях канал обычно закрыт сверху, а покрытие может быть изогнутым или плоским.

В случае изогнутых покрытий, помимо давления воды, силы растекания куполов, которые обычно имеют полукруглую форму, действуют на стенки канала, уменьшая их. При использовании плоских крышек не только исключается этот недостаток, но и стены можно обвязывать сверху, уменьшая их толщину (рис. 2). Поверхность над крышкой служит проходом. Если канал остается открытым, необходимо создать специальные пешеходные дорожки шириной не менее 0,6 м.

Ширина фарватеров зависит от условий обработки грузов и может быть рассчитана как на движение судов в одном направлении, так и на движение в противоположном направлении. Ширина фарватера зависит от технических условий соответствующего водоводного сооружения. Для уменьшения ширины конструкции канальные трубы и настилы часто укладываются в скобы или шпангоуты с уменьшенной толщиной (рис. 3), а настилы размещаются под канальными трубами.

В случае с железом — стенки воздуховодов могут выступать в качестве опорной конструкции. В случае железных трубопроводов вода часто течет по трубам, и для небольших отверстий не может быть предусмотрена специальная опорная конструкция; в случае фланцевых соединений отверстие трубы может достигать 10 м, а в случае прямоугольных сечений (клепаная конструкция) свободное отверстие составляет 20-40 м. Для больших проемов трубы должны поддерживаться специальной конструкцией, а трубы могут быть частью этой конструкции, а могут и не быть.

Железные акведуки

Если в случае изогнутых поясов (отводов) верхняя точка находится выше общего уклона трубопровода, в этом месте необходимо установить вентиляционные клапаны, так как образуется сифон. Если трубы большие, их можно поддерживать с помощью балок или канатов. При использовании железных акведуков нет необходимости в специальной изоляции канала, достаточно убедиться, что соединения железных пластин плотные.

Соединение между железным каналом и стойками представляет собой проблему, так как это соединение требует свободного перемещения концов канала при колебаниях температуры и в то же время должно обеспечивать герметичность. Для выполнения этих двух требований используются два метода:

Установка специального гибкого элемента, который одним концом прочно соединен со стояком, а другим — с каналом,

1. Закрепление концов трубы на толкающей штанге с помощью специального материала, вставленного между штангой и трубой для обеспечения герметичности. Возможна также комбинация методов.
2. Она несколько раз ремонтировалась и реставрировалась и действовала до середины 19 века. Сегодня это памятник архитектуры и туристическая достопримечательность.

Хотя акведуки в основном ассоциируются с римлянами, они были изобретены на много веков раньше на Ближнем Востоке, где вавилоняне и египтяне построили сложные ирригационные системы. Акведуки римского типа использовались уже в VII веке до н.э., когда ассирийцы построили известняковый акведук высотой 10 м и длиной 300 м для транспортировки воды из долины в свою столицу Ниневию; общая длина акведука составила 80 км. Примерно в то же время в городах майя были построены акведуки. 1

Содержание

Известно, что акведуки строились и в Древней Греции. Геродот считал самым важным акведук на острове Самос. Историк включил этот акведук в свой список чудес света. 2

Римляне построили множество акведуков для подачи воды в города и на промышленные предприятия. Сам город Рим снабжался водой через 11 акведуков, которые строились в течение 500 лет и имели общую протяженность почти 350 километров. Однако только 47 километров из них находились на поверхности, большинство проходило под землей (очень хорошо сохранившийся пример — акведук Эйфеля в Германии). Самый длинный римский акведук был построен во II веке нашей эры для снабжения водой Карфагена (ныне Тунис) и имел длину 141 километр.

Акведуки Древнего Рима

При его строительстве были использованы передовые строительные материалы, такие как водонепроницаемый пуццолановый бетон.

Римские акведуки были сложными сооружениями, которые остаются технологически совершенными и спустя тысячу лет после падения Римской империи. Они были построены с удивительной точностью: Уклон акведука Пон-дю-Гар в Провансе составлял всего 34 сантиметра на километр (1:3000), а высота его 50-километровой длины составляла всего 17 метров.

Транспортировка воды только с помощью силы тяжести была очень эффективной: через Пон-дю-Гар проходило 20 000 кубических метров воды в день. Иногда приходилось строить водопропускные трубы для пересечения понижений более 50 метров (почти всегда для этого использовалась внутренняя часть мостов). Современная гидротехника использует аналогичные методы для прохождения коллекторов и водопроводов через различные полости.

Большая часть опыта римских инженеров была утрачена в Средние века, а в Европе строительство акведуков практически прекратилось к 19 веку. Воду часто добывали путем рытья колодцев, но это могло вызвать проблемы со здоровьем, если местный водопровод был загрязнен.

Дальнейшее развитие системы акведуков

Известным исключением была Нью-Ривер, искусственный водоток в Англии, открытый в 1613 году для снабжения Лондона свежей питьевой водой. Его длина составляла 62 километра. Развитие каналов дало новый толчок к строительству акведуков. Но только в 19 веке их снова стали строить в больших масштабах для снабжения быстро растущих городов и промышленных районов, нуждающихся в воде. Разработка новых материалов (например, бетона и чугуна) и новых технологий (например, парового двигателя) позволила добиться многих важных улучшений. Например, использование чугуна позволило строить большие трубопроводы с более высоким давлением, а разработка паровых насосов значительно увеличила скорость и объем потока воды.

Появление акведуков в России было связано, как и в Древнем Риме, со строительством систем центрального водоснабжения крупных городов. Первые акведуки были построены вдоль трассы московского самотечного водопровода Мытищи (1781-1804). Вопреки распространенному мнению, на этом маршруте было несколько акведуков. Кроме восстановленного Ростокинского акведука, было еще два:

Акведуки в России

Акведук на реке Яуза при впадении в реку Работня к западу от Ярославского шоссе (разрушен во время реконструкции шоссе в 2003-2006 годах),

• Акведук через реку Ичка у МКАД (снесен в 1998 году).
• Источником акведука были подземные воды в верхнем течении реки Яузы в районе деревни Большие Мытищи. Вода транспортировалась в Москву самотеком, для чего был построен подземный кирпичный трубопровод длиной 16 км. Через долину реки Яузы воду проводил Ростокинский акведук. Его длина составляла 356 метров при ширине 90 сантиметров и высоте 1,2 метра. Далее акведук шел к Самотечной и Трубной площадям, где находился бассейн, и далее к Неглинной улице с двумя фонтанами для слива воды.

В Ташкенте аналогичное сооружение было построено над каналом Байнал-Миналь. Этому акведуку более 50 лет. Вода поступает из парка Миллий Мур (бывшее Комсомольское озеро), проходит под автострадой, пересекает канал и выходит на другой стороне в русле другого канала. Сегодня этот акведук используется только как пешеходный мост, но первоначально по нему ездили и автомобили.

Акведуки в Средней Азии

Баня была разделена на несколько комнат. Палестра была своего рода гимнастическим залом — здесь они разогревали свои мышцы с помощью простых упражнений или с помощью ящиков, колец и т.д.

К планированию и строительству акведуков были привлечены лучшие архитекторы того времени. Они проводили сложные математические расчеты, руководили строительными работами и добились потрясающих результатов. Акведуки, встречающиеся по всему миру, поражают туристов своей красотой и мастерством древних строителей.

Самые большие акведуки в мире

Самый высокий акведук в мире, сохранившийся до наших дней, находится недалеко от современного города Ним, который в древности римляне называли Немаус. Это одно из самых впечатляющих свидетельств римской оккупации региона 2 000 лет назад.

Акведук Пон-дю-Гар (Франция)

Акведук Пон-дю-Гар пересекает реку Гардон, которую римляне называли Гар. Его длина составляет 275 метров, а высота — 47 метров. Он был построен в I веке нашей эры для снабжения Немао водой с горы. Этот источник используется и сегодня, поставляя ту же минеральную воду, но в бутылках, для нужд Франции и других европейских стран.

Римляне построили сеть длиной 50 км, частью которой был водный мост. Для транспортировки воды в город не использовалось ни одного насоса, полагаясь исключительно на естественное притяжение течения.

Трехэтажное здание построено из 6 тонн розового известняка, разрезанного на блоки и уложенного без раствора. Расстояние между опорами уменьшается от центра к концам конструкции, чтобы уменьшить несущую способность каждой арки.

В общей сложности акведук имеет 52 арки:

Занятия

Количество арок	Длина, м	Ширина, м	Высота, м	На сайте
Средний	6	142	6	22
Вверху	11	242	4	20
Ростокинский акведук в Москве не является мировым рекордом, но он имеет свои особенности и является историческим свидетельством для москвичей.	35	275	3	7

Ростокинский акведук в Москве

Ростокинский акведук, первоначально называвшийся Екатерининским акведуком, расположен в районе Ростокино города Москвы. Он был построен во времена Екатерины II в 1780 г., не перестраивался в 1804 г. и снабжал город до начала 19 в. Это единственный сохранившийся акведук Мытищинского водовода из 5 построенных. В 2006-08 годах акведук был восстановлен и превращен в пешеходный мост.

Многие отмечают, что это прекрасное место для фотографирования.

Акведуки являются настоящими «архитектурными шедеврами», по мнению многих архитекторов и историков.

«Водные мосты не перестают впечатлять архитекторов, строителей и историков как уникальные сооружения, выдержавшие натиск времени и стихии. Сегодня эти рельефные линии из камня и бетона — дорожки — являются уникальными архитектурными памятниками, которые привлекают туристов и специалистов из многих областей человеческой деятельности.

Акведук в строгом смысле — это участок водовода в виде моста через ущелье, реку или дорогу. Достаточно широкие акведуки могут использоваться и судами (водный мост). Акведук по своей структуре схож с виадуком, за исключением того, что он используется для транспортировки воды, а не автомобильной или железнодорожной линии.

Вода была неотъемлемой частью жизни горожан в Древнем Риме. Фонтаны, украшавшие города, термальные ванны, в которых римляне очищали свои тела и освежали души, морские сражения на кораблях — все это требовало снабжения городов большим количеством воды. Стремясь удовлетворить потребности своих граждан, завоевать их поддержку и украсить Вечный город, римские императоры не жалели средств на строительство систем водоснабжения.

Акведуки и бани в Древнем Риме

Акведуки Древнего Рима считаются совершенной системой водоснабжения того времени, чудом инженерной мысли! Они поставляли воду для фонтанов, бань и частных домов богачей. Римляне использовали воду для питья, приготовления пищи, поддержания чистоты и для постоянного смыва в общественных туалетах.

Акведуки

По сути, акведуки представляли собой систему оросительных каналов, которые проходили через различные ландшафты. Вода из источника поступала в акведук, оттуда в специальный отстойник, называемый кастелла, и по трубам распределялась по городу. Когда акведук не был подземным, его строили в арочных проемах и накрывали, чтобы вода оставалась чистой.

Принцип работы и назначение

Система выглядела следующим образом: Сначала была определена конечная точка акведука, затем была составлена карта местности от конца до начала, определен рельеф местности и выбран оптимальный маршрут. Трасса будущей сети была размечена деревянными кольями и подготовлена земля: Были вырыты траншеи, срублены деревья, прорыты туннели в горах и построены мосты. Затем водопровод был протянут от источника блок за блоком.

В Древнем Риме было построено 350 километров акведуков, лишь часть из которых проходила под землей. При строительстве водоводов использовался пуццолановый бетон — смесь бетона с известью и вулканическим пеплом, прочный и долговечный материал, благодаря которому многие акведуки сохранились до наших дней. Для того чтобы вода свободно текла в город, ручей должен был иметь правильный уклон. Если на пути строителей встречалась гора, им приходилось рыть туннели — акведук не имел нужного уклона, чтобы обойти гору.

За 538 лет Рим построил 11 систем акведуков, которые стали образцом для других стран:

Знаменитые акведуки

Аква Аппия была построена в 312 году до н.э. при поддержке правителей города, Апиона Клавдия и Гайо Плаузио Веноче. Апион разработал план будущего акведука, а Гай занялся исследованиями: он нашел источник чистой воды в Сабинских горах, в 15 км от столицы, изучил ее качество и спросил у населения о ее количестве. Однако все заслуги принадлежат Апио Клаудиусу. Акведук Аппия проходил почти полностью под землей и имел длину 16 км. От Мысовых ворот начиналась открытая часть сооружения, которая имела длину 90 метров и состояла из системы арок. Вода доходила до Bull Market, где ее собирали в резервуары и распределяли по городу.

1. Акведук Anio Vetus длиной 63 км с истоком на реке Анио был построен в 269 году до нашей эры. Хотя в то время Анио Ветус была самой длинной рекой в мире, проект провалился — река слишком мелела летом, а зимой вода была нестабильной и мутной, поэтому ее использовали только для орошения.
2. Аква Марсия длиной 91 км была построена в 144 году до н.э. Его питали несколько источников вблизи реки Аниене. Римляне считали, что вода из этого акведука лучше всего подходит для производства вина. Спустя столетия император Диоклетиан построил еще одну ветку акведука к своим термальным источникам, а Каракалла — к своим.
3. Аква Тепула длиной 18 км была построена в 125 году до н.э. Вода в нем никогда не была холоднее 17°, отсюда и его название, ведь тепула означает «теплый». В 33 году до н.э. полководец Марк Агриппа соединил этот акведук с другим, Аква Иулия.
4. Аква Юлия стала первой при императоре Августе, Марк Агриппа построил дорогу длиной 23 километра и соединил акведук с Аква Марцией и Аква Тепулой, наложив их друг на друга.
5. Агриппа также был создателем шестого акведука, Aqua Virgo, который до сих пор используется. 20-километровый подземный акведук был построен в 19 году до н.э. Название Virgo (девственница) восходит к легенде, согласно которой молодая девушка указала Агриппе на источник кристально чистой воды. Aqua Virgo теперь питает источники Баркачча, Треви и Четыре реки.
6. Акведук Aqua Alsietina, датируемый 2 годом до н.э., снабжал водой современные озера Браччано и Мартиньяно. Не очень чистая вода Алсиетины использовалась для наполнения линкоров императора Августа, искусственных бассейнов для сцен морских сражений. Этот же акведук с 358 арками поливал сады Юлия Цезаря.
7. Строительство Аква Клаудии началось во время правления Калигулы и было завершено в 52 году нашей эры при Клавдии. Он берет начало от реки Аниене, вдоль которой проходит акведук Маркиза, с которым он сливается, образуя парк акведуков (Capanelle). Общая протяженность составляет около 69 км, большая часть которой находится под землей. Расход воды составлял около 190 000 кубических метров в день или около 2,3 кубических метров в секунду. Монументальная арка акведука стала частью Пренестинских ворот (Porta Prenestina). Ветвь акведука Клавдия под названием Челимонтано снабжала водой Золотой дом Нерона (Domus Aurea).
8. Anio Novus, который заменил Anio Vetus, был построен в то же время, что и акведук Клавдия, и имеет те же источники, что и последний.
9. Аква Траяна была основана в 109 году по приказу императора Троадеса. Акведук подавал воду из источников озера Браччано и снабжал район Трастевере. Акведук несколько раз разрушался во время войн, но позже был восстановлен. После восстановления Папой Павлом V акведук был переименован в Аква Паола (Вода Павла).
10. Аква Алессандрина была построена в 226 году для снабжения водой бань императора Александра. Часть 22-километрового акведука сохранилась в районе Пиньяттара.
11. Бани в Риме, также известные как термы, были самым популярным общественным заведением для всех классов населения. Общественные бани были не только местом, где можно было смыть пыль и пот после работы, но и своего рода клубом. Люди приходили сюда, чтобы поправить здоровье, отдохнуть, встретиться с друзьями, обсудить дела и полюбоваться красивыми танцовщицами.

Термы

Бани также были неразрывно связаны со спортом: В них располагались гимнастические залы, люди играли в футбол, бегали, фехтовали, метали диск и даже участвовали в гонках на колесницах! Расслабляясь в банях, римляне писали стихи и музыку, читали, ели, пили и спали. Простые граждане посещали бани не реже одного раза в день, в то время как дворяне проводили там большую часть времени.

Общественные бани появились в Риме в 3 веке до н.э., а к 4 веку в городе насчитывалось около 1000 бань. Современники писали, что эти бани простирались на 12 гектаров и могли вместить до 2500 посетителей одновременно.

Для строительства бани было выбрано самое жаркое место. Помещения, в которых отапливались бани, были оборудованы окнами, выходящими на запад или юг. Женская и мужская секции находились на одной стороне, но были разделены. Вода нагревалась в медных резервуарах и смешивалась с холодной водой. Резервуары должны были находиться рядом с окнами на западной и южной стенах, чтобы пропускать больше солнечного света. Потолки горячих комнат были полусферическими, а в центре находились медные люки для выпуска пара.

Устройство

Система отопления состояла из подконтура — печи рядом с баней, от которой специальные каналы вели в подвал бани и к полу. Пол был покрыт кирпичами, которые были обмазаны известковым раствором, а затем камнями и мраморными плитами. Пол долго сохранял тепло, хотя и медленно нагревался. Такая же система воздуховодов была использована для стен.

Пол отапливался дровами для влажного пара и углем для сухого пара. Римляне использовали бездымную древесину, которую предварительно вымачивали в воде или оливковом масле и высушивали.

Баня была разделена на несколько комнат. Дворцы были своего рода гимнастическими залами — здесь они разогревали свои мышцы простыми упражнениями или занимались боксом, борьбой и т.д.

К планированию и строительству акведуков были привлечены лучшие архитекторы того времени. Они проводили сложные математические расчеты, руководили строительными работами и добились потрясающих результатов. Акведуки, встречающиеся по всему миру, поражают туристов своей красотой и мастерством древних строителей.

В горячих тепидах римляне мылись и купались, а также проводили различные процедуры. Специальные люди натирали посетителей маслом, которое удаляли специальными шпателями, делали массаж и даже удаляли волосы с тела. Римляне уделяли особое внимание красоте своих ног, так как обычно носили сандалии. Мозоли были полезны для ухода за ногами.

Кальдарий представлял собой турецкую баню с высокими потолками и горячими бассейнами. Лаконик был вариантом калдариума без сухих паровых бассейнов, как в современной финской сауне. После паровых бань можно было охладиться в бассейнах фригидария.

Римские бани, особенно частные, были невероятно богато украшены и больше походили на дворцы. Римляне знали цену роскоши: множество видов мрамора и других камней, привезенных из других стран, драгоценные металлы для сантехники, дорогая мозаика, искусственные фонтаны и водопады, статуи и цветы.