W czasach starożytnych zaopatrzenie w wodę miast na trudnym pod względem ulgi terytorium było realizowane przy użyciu skomplikowanych struktur inżynierskich. Akwedukt jest jedną z opcji układania autostrady ze źródła o dużej wysokości do znajdujących się poniżej konsumentów. Jaka jest specyfika takich struktur i dlaczego starożytni budowniczowie je preferowali?
W różnych stanach próbowali wymyślić najlepszy sposób na przeniesienie wody ze źródła do konsumentów. Jeśli po drodze pojawiły się trudności z ulgą i nie można było ich ominąć lub było to drogie, konstruktorzy zwykle ustawili autostradę na wysokich piętrach.
Co oznacza "akwedukt"? Jeśli tłumaczysz z łaciny, to jest to w zasadzie linia wodna. Wiele akweduktów kojarzy się jednak tylko ze złożonymi i często pięknymi wielowarstwowymi strukturami, podobnymi do mostów schodkowych. W rzeczywistości akwedukt jest kompletnym systemem i powinien być uważany kompleksowo na całej długości od źródła do punktu końcowego konsumpcji.
Konstrukcja wysokościowa oczywiście odgrywa ważną rolę w przejściu złożonego odcinka trasy. Jeśli jest w mieście, w pobliżu budynków mieszkalnych, inżynierowie starają się, by było to przyjemne dla oka. Ale droga wodna składała się nie tylko z pięknych łuków i podpór. Na całej długości (mogą wynosić od kilkuset metrów do kilkudziesięciu kilometrów) mogą znajdować się sekcje podziemne.
System zaopatrzenia w wodę tej skali nie został zbudowany na rok lub dwa. Może być używany przez dziesięciolecia, a nawet stulecia. Dlatego też sam projekt i konstrukcja zostały wykonane starannie. Kamienie dla podstawy i podpór zostały wybrane i przetworzone osobno. Obliczenia łuków i sufitów powinny być bezbłędne. Projekt był poddawany ciągłym wiatrom i opadom atmosferycznym. Najmniejsze niedokładności lub pominięcia w procesie budowy mogą negować ogromną pracę.
Budowę mostów, wiaduktów i wiaduktów praktykowano w wielu starożytnych państwach. Aby umieścić rurę lub otwarty zsyp na taki drut na takiej konstrukcji wypróbowano w Grecji i na Wschodzie, jednak najbardziej rozpowszechnione linie wodne tego typu były w starożytnym Rzymie. Niektóre z nich przetrwały do dziś. Są nie tylko zabytkami architektury, ale także są w stanie operacyjnym.
Kolejnym pytaniem jest, dlaczego dostali taką dystrybucję. W tym czasie rurociągi ciśnieniowe do zaopatrzenia w wodę istniały już w teorii iw praktyce, istniały systemy oparte na syfonie.
Rzymski akwedukt - co to jest? Starożytni projektanci wybrali grawitacyjny system grawitacyjny do zaopatrzenia w wodę. Większość tych akweduktów położono na wysokich piętrach. W niektórych miejscach ich wysokość sięgała pięćdziesięciu metrów.
Starożytne akwedukty budowano zazwyczaj z kamiennych bloków. Małe drogi wodne mogłyby osiadać na stosunkowo niskich drewnianych podporach. Później, wraz z rozwojem technologii budowlanych, inżynierowie użyli cegły i betonu. Rozkwit hutnictwa umożliwił wykorzystanie stali i żeliwa w złożonych strukturach.
Urządzenie akweduktów typu rzymskiego zakłada obecność otwartej lub zamkniętej komory wodnej. Jest to rodzaj kanału lub rynny, zbudowanej z materiałów odpornych na spustoszenia przepływu wody. Do tego najczęściej używano kamiennych bloków. Zamknięty kanał został zakryty na górze sklepienia lub płyt, aby go wykluczyć zanieczyszczenie wody.
Rury stosowane w niektórych akweduktach w tym czasie mogą być wykonane z ceramiki lub ołowiu. Ceramikę wytwarzano z wypalanej gliny, ale materiał ten był niewiarygodny. Wiercenie dziur w kamiennych blokach było trudne. O niebezpieczeństwach, jakie niesie ze sobą ludzkie zdrowie w tym czasie, było już wiadome. Ten fakt został jednak przedstawiony. Ponadto, w miejscach z twardą wodą, ołowiane ściany rur zostały szybko pokryte gęstą warstwą płytki nazębnej.
W starożytności duże miasto liczyło 500 tysięcy ludzi. W czasach rozkwitu imperiów w stolicach mogło żyć do dwóch milionów obywateli. Aby zapewnić im wodę, potrzebny był niezawodny, stale funkcjonujący system. W niektórych miastach mogło działać jednocześnie kilkanaście akweduktów. Całkowita długość systemu wynosiła ponad 400 km. Ilość wody dostarczanej dziennie, według niektórych szacunków, może wynosić nawet 1,5 miliona metrów sześciennych.
Akwedukt jest złożonym systemem i działał w taki sposób, aby zapewnić stały naturalny przepływ wody na całej jego długości pod działaniem siły grawitacyjne. Obliczenia wykonano w taki sposób, aby nachylenie kanału było optymalne. Nie wszystkie akwedukty znajdowały się głównie na dużych wysokościach. Udział takich trudnych obszarów może stanowić jedynie do 10% całkowitej długości.
W niektórych przypadkach uznano za celowe wykonanie zagłębienia w glebie. Skały zostały ścięte. Luźne gleby ułożyły obrobione klocki, które były pokryte łukami. Głównym zadaniem było zapewnienie stałości poziomu. W systemie mogą znajdować się dodatkowe zbiorniki. Można ich używać do obrony wody, gromadzenia rezerw, tworzenia objętości dla struktur ciśnienia.
Starożytny akwedukt jest najbardziej złożonym systemem inżynieryjnym. Rozumiejąc za pomocą urządzenia takich systemów zaopatrzenia w wodę, eksperci zauważają, że zostały zaprojektowane przez prawdziwych architektów. Trzeba zrozumieć, że ich autorzy dokonali prawdziwych cudów, wykazując się głęboką wiedzą z zakresu hydrauliki, mechaniki, budownictwa.
Niektórzy uważają, że te akwedukty przetrwały tylko dlatego, że miały wiele marginesu bezpieczeństwa. Jednak współczesne badania i badania istniejących systemów dowodzą, że spełniają one wymagania nowoczesnych systemów zaopatrzenia w wodę. Wiadomo, że inżynierowie tamtych czasów byli w stanie obliczyć obciążenie i opór materiałów podczas budowy. Jednak to, w jaki sposób byli w stanie obliczyć wpływ sił pochyłych wiatrów i powodzi, pozostaje zagadką. Wzory do obliczania współczynników instalacje grawitacyjne pojawiły się wiele wieków później. A system obliczeń matematycznych w tym czasie przy użyciu kamyków i tablic liczących był bardzo pracochłonny i niewygodny.
Pomimo świetności i złożoności rzymskich akweduktów, w ich systemach nie było zaworów. Woda płynęła nieustannie: dzień i noc. Jego zużycie było ogromne nawet według dzisiejszych standardów. Zaletą takich odpadów było jednak to, że system kanalizacyjny był stale myte, było mniej problemów z blokadami.
Akwedukt jest naprawdę wspaniałą strukturą architektoniczną. Nie bez powodu, według jednej z legend, autorstwo światowej sławy łukowatej konstrukcji w Segovii przypisuje się diabłu. Wyglądało to tak, jakby zbudował wielką budowlę w zamian za zaległą duszę dziewczyny. Ale złapała się w czasie i błagała o przebaczenie Najwyższego. Nie pozwolił dokończyć budowy. Diabeł nie miał czasu na postawienie tylko jednego kamienia. Mieszkańcy razem ukończyli pracę, a po konsekracji uruchomili system zaopatrzenia w wodę.