Водоподъемные механизмы и водоводы древнего и средневекового мира

РУБРИКИ
Государственное предприятие связи - предприятие связи, относящееся к объектам федеральной собственности или собственности субъекта Российской Федерации.

ImageВ истории целых народов исключительная роль принадлежит рекам. Очаги высокой культуры возникли в глубокой древности в долине Нила, в нижнем течении Тигра и Евфрата, в бассейне Инда, на берегах рек Янцзы и Хуанхэ, Амударьи и Сырдарьи. Не случайно древнейшие цивилизации мира – египетскую, шумерскую, харапскую и т.д. – называют речными цивилизациями.

Своим расцветом многие древние цивилизации и государства в значительной степени были обязаны умению народов использовать (поднимать, отводить, распределять и т.д.) поверхностные воды (а позднее и подземные), и, прежде всего воды рек для орошения полей и водоснабжения городов. На протяжении многих веков в устройстве водоподъемных механизмов основную роль играли простые машины: рычаг, колесо, блок, ворот, винт, наклонная плоскость.

Водоводы сооружались по принципу самотека. Уже с IV тысячелетия до н.э. в долине Нила (Египет) и в междуречье Евфрата и Тигра (южной части Месопотамии) естественное орошение ежегодными разливами рек постепенно стало регулироваться различного рода водозадерживающими, водоподъемными и водоотводящими сооружениями.

На протяжении от IV до I тысячелетия до н.э. с возникновением городов в Египте и Вавилонии постепенно усложняется ирригационная система: проводятся каналы, создаются плотины, насыпаются дамбы, регулируется режим рек. Уже довольно сложная система каналов служит различным целям: для осушения болот, орошения полей, предохранения от наводнений, водоснабжения городов и для судоходства. В Египте была разработана своеобразная система водоснабжения. Вода, оставшаяся в понижениях местности и каналах, использовалась для орошения с помощью водоподъемных механизмов; древнейшим из них был шадуф (всем известный журавль), изображения которого до сих пор сохранились на гробнице в Фивах, относящейся примерно к 1250 г. до н.э. Для водоснабжения городов сооружали водоподъемные станции в виде сложной системы шадуфов или водоподъемных колес.

Страбоном описаны водоподъемные колеса одной крепости на берегу Нила, которые приводились в движение 150 рабами. К 2500 г. до н.э. в Египте было известно искусство сооружения глубоких копаных колодцев глубиной до 100 м. Египтянам было знакомо употребление гончарных и свинцовых водопроводных труб. Нельзя не отметить самотечный водовод на острове Крит (2200 г. до н.э.), обеспечивающий подачу родниковой воды в Кносский дворец.

Позднее, с завоеванием Египта греками, последними были введены для орошения архимедов винт и другие простейшие механизмы: Архимед Сиракузский (287-212 гг. до н.э.) создал водоподъемник, так называемый архимедов винт; Ктезибий (II в. до н.э.) изобрел водяной насос. В дальнейшем эти механизмы нашли свое применение в ирригационных системах Греции, Рима и т.д. Водоснабжение крупнейшего города древней Месопотамии Вавилона во II -1 тысячелетии до н.э. осуществлялось довольно сложным техническим сооружением того времени. Синноры, или туннели для воды, были известны в Палестине еще ранее 1200 г. до н.э.

В Палестине и Сирии города строили на вершинах холмов, у подножия которых протекали источники, где брали воду горожане. Поэтому в периоды войн города были легко уязвимы, ибо неприятелю ничего не стоило отрезать их от воды. Во избежание этого горожане строили подземные туннели с потайным выходом к источнику. Другой конец туннеля находился в пределах города. К туннелю вела шахта со ступеньками. Позднее по дну туннеля стали прокладывать водовод от источника к основанию шахты. На западной окраине Иерусалима сохранился синнор, построенный около 700 г. до н.э. – «Силоамская Купель». Его туннель длиной более 600 м проходил под городской стеной и подавал в город воду из источника Геон.

В Сирии и поныне встречаются водоводы из каменных труб, исправно действующие вот уже свыше двух тысяч лет. Здесь же с незапамятных времен и до наших дней сохранилось водоподъемное устройство – наур, гигантское деревянное колесо диаметром до 22 метров, выполненное без единого железного гвоздя. (Разновидность наура – среднеазиатский чигирь – водоподъемное сооружение, вращающее силой течения реки колесо с лотками или кувшинами). Следы гигантской работы по орошению и водоснабжению древнего государства Урарту (Ванское государство), сохранились и по настоящее время. История Урарту тесно связана с историей древнего Востока – Ассирии, Вавилонии и других рабовладельческих государств. В IX-VIII вв. до н.э. столица государства Урарту – Тушпу на берегу оз. Ван – была крупным городом с неприступной крепостью, большими дворцами, храмами, водопроводом и другими сооружениями. Водопровод г. Тушпу (или г. Ван), сооруженный в 800 г. до н.э.. действует и поныне. Он состоит из открытых и подземных водопроводов общей длиной в 70 км. В Урарту были построены первые канаты – искусственные подземные русла, отводившие самотеком воды источников или водоносных слоев на большие расстояния.

Есть упоминание о разрушении царем Саргоном II ирригационной системы канатов г. Улху (721 г. до н.э.). Постепенно канаты начали строить в Персии, Египте, Индии. В III тысячелетии до н.э. ирригационное земледелие, а затем и городское строительство, а, следовательно, их водоснабжение развивается в Индии (культура Хараппы в долине Инда). Китае (Иньская культура), Средней Азии (культуры Анау I и Анау II), Иране, на Кавказе и в Южной Европе. В Индии известны остатки сложных водоподъемных сооружений, действующих по принципу блока и рычага.В Китае по рекам Янцзы и Хуанхэ более 2000 лет назад была создана сложная техническая ирригационная система. Большой канал, описанный еще Конфуцием (около 551-479 гг. до н. э.), был построен в царствование династии Чу (1121-249 гг. до н. э.).

В настоящее время он соединяет Пекин с большинством провинций Центрального и Южного Китая. Кроме успехов в строительстве плотин и каналов китайцы достигли большого искусства в устройстве сооружений для подъема воды, в рытье колодцев огромной глубины – до 500 м. Здесь очень рано началось строительство трубчатых артезианских колодцев и бамбуковых водопроводов. Для подачи воды на поля древними китайцами использовалось водоподъемное колесо.

ImageЭто было простое колесо, построенное из бамбука и приводившееся в движение течением реки; бамбуковые перекладины, соединяющие ободья колеса, служили и лопастями, и черпаками одновременно. При погружении в лоток они наполнялись водой, затем, поднявшись на некоторую высоту, опорожнялись в особый желоб. Из желоба вода текла по каналам и орошала поля. На рубеже III и II вв. до н.э. в Китае был сооружен первый кяриз – захват подземных вод наклонными водосборными галереями, сообщающимися с дневной поверхностью при помощи вертикальных колодцев. Длина отдельных водосборных каналов достигала нескольких десятков километров. Уже в III в. до н.э. в Китае был известен ударно-канатный способ бурения для получения самоизливающейся воды (названной с XII в. в Западной Европе артезианской). В долинах рек Амударьи и Сырдарьи, в древнем Хорезме, более 2000 лет назад также возникло поливное ирригационное земледелие: построены каналы, водопроводы, кяризы, чигирь и т.д. С VII в. н.э., во времена арабского халифата, продолжали функционировать древние и строились новые кяризы, водопроводы (протяженностью до 20 км).

На реках и каналах в средние века были сооружены многочисленные ирригационные сооружения – плотины, вододелители, акведуки. Наряду с системой каналов здесь создавалась сложная система кяризов. Эти кяризы местами были снабжены «дулябами» – приспособлениями для поднятия воды. Кяризы иногда имели длину более 10 км. По записям китайского путешественника XIII в. Чан Чуня, посетившего Среднюю Азию, способы добычи воды, например, в окрестностях Самарканда, были совершенными для того времени: глубина колодцев на равнинах достигала 30 м, воду доставали при помощи ворота. Некоторые кяризы до сегодняшнего дня используются на Ближнем Востоке, в Малой и Средней Азии. В Сирии эти подземные водоводы называют канайетами, в Ираке – керизами, в Иране – кансасами или канатами. До сих пор сохранилась древнейшая профессия – кяризник -мастер, восстанавливающий старые разрушенные кяризные линии.

После падения Ассиро-Вавилонии и Египта оформилась новая, более поздняя культура-сначала Финикия (XV-VII вв. до н. э.), затем античной Греции (VII-I вв, до н. э.), Рима (I в. до н. э. – V в. н. э.) и, наконец, Византии (V-XIII вв. н. э.) и Киевской Руси (IX-XIII вв. н. э.). Финикийцы значительно усовершенствовали технику городского водоснабжения. Особенно интересны водопроводные сооружения городов Тира и Карфагена, основанные на каптаже восходящих ключей. В Тире вода в каптажных сооружениях поднималась на 4-6 м над поверхностью земли; переливаясь через край и падая, она приводила в движение несколько мельниц, а затем отводилась сетью открытых н подземных галерей и трубопроводов к городским домам и садам. Один из трубопроводов был проведен даже на остров по дну морского пролива. Древние греки создали разнообразную гидротехнику каптажа ключей, многокамерных колодцев со штольнями для сбора подземных вод, подземных цистерн и галерей с вентиляционными и смотровыми колодцами, гончарных и свинцовых трубчатых водопроводов, фонтанов, каскадов, водометов для очищения воздуха, технику сплавной городской канализации и т. д.

Во многих древнегреческих городах имелись водопроводы, основанные на использовании подземных вод. Так в Афинах в период наибольшего расцвета было 18 водопроводов, подводивших частью речную, частью подземную воду. Один из этих водопроводов (VI в. до н. э.) состоял из обширного многокамерного колодца с примыкавшими к нему водосборными штольнями. Колодец и штольни были высечены в скале в самом городе. От колодца шла подземная галерея, в другом конце которой находился большой водоразборный резервуар. В г. Пергаме напорный водопровод имел давление в 16-20 атм и питался водой ключей, находившихся на возвышенности в 60 км от города. Наследники культуры древней Греции – римляне – в эпоху расцвета древнеримской империи еще более усовершенствовали гидротехнику городского водоснабжения, изобрели водяную мельницу.

В древнем Риме были специалисты городского водоснабжения. Одним из крупнейших специалистов был Марк Витрувий (I в. до н. э.), автор большого труда по строительству «Об архитектуре», в котором он касался также и вопросов техники городского водоснабжения, методики поисков подземных вод, определения ее качества и т. д.

Другой крупный строитель того времени – Фронтам (34- 104 гг. н. э.), занимавший одно время должность императорского начальника водопроводов Рима, в одном из своих произведений под названием «О водопроводах» указывает, что во II в. до н. э. в Риме было не менее девяти водопроводов, доставлявших в город ежегодно около 1 млн MS воды. Водоснабжение Рима было основано в значительной степени на использовании ключевой воды. По мере расширения римского водопровода в его сферу вовлекались ключи окрестностей возрастающего радиуса. С течением времени каптировались все более высоко расположенные ключи с целью подвести в город напорные воды. О темпах расширения римского водопровода можно судить по тому, что строитель Випсаний Агриппа (63-12 гг. до н. э.) в течение одного года построил 130 резервуаров, 700 водоразборных колодцев и 150 бьющих фонтанов.

В искусстве добывания воды древние римляне достигли большого совершенства. Они умели отводить воду из рек и озер, собирали воду из естественных ключей, отыскивали подземные водоносные слои, создавали искусственные ключи посредством дренажных рвов, устраивали на длинных расстояниях надземные водоводы (акведуки) и т.д. История сохранила нам также описание водоподъемного колеса времен Древнего Рима. Это колесо, названное «тимпаном», использовалось для подачи воды в водопроводную сеть. Оно представляло собой обод с большими плоскими лопатками. Нижней частью колесо погружено в поток, приводящий его в движение. Внутри колеса расположены спиральные каналы между лопастями. Эти лопасти зачерпывали в реке воду и выливали ее через пустотелый вал колеса в желоб водопровода. Усовершенствованием в дальнейшем этого водяного колеса и стала турбина. «Водоприводное» и «водовзводное» дело – так на Руси называлось ремесло по «добыче и доставке» воды. История этого ремесла уходит в глубокую древность. Сначала скифские копанки (поверхностные воды), а затем колодцы (подземные воды), с использованием четочного, стулального и иных подъемников. На территории России, Белоруссии, Украины, Молдавии до сих пор строятся ступальные колодцы, журавли, колодцы с колесным воротом (ворот – «баран», «двойной баран»).

Колодцы с журавлями изображены на Петровском чертеже (1597-1599). Возникновение и рост городов вызывали необходимость их водоснабжения, которое осуществлялось путем использования не только поверхностных, но и подземных вод. В IX-XI вв. уже был накоплен достаточный опыт каптажа родников, устройства колодцев и т. п. Например, из летописей известно о техническом благоустройстве в XI-XII вв. городов Киева и Великого Новгорода. В Новгороде были проложены вдоль улиц желоба и трубы для сточных вод. Раскопками в Новгороде (30-е годы XX в.) обнаружен хорошо сохранившийся самотечный водопровод, проведенный от родников к княжескому двору в XI в. Трубы этого водопровода состояли из двух не скрепленных половин деревянных стволов диаметром 30 см, тщательно обработанных. Это был первый в Северной Европе водопровод, по которому доставлялась чистая ключевая вода. Во время раскопок в стволах еще струилась прозрачная свежая вода. На высоком техническом уровне были построены водопроводы в Московском Кремле, о чем наш журнал уже рассказывал.

Вот такие водоподъемные механизмы – рычаг, блок, колесо, ворот, винт – использовались времена древнего (по V в н.э.) и средневекового (от середины V в. до середины XV в.) мира. Приводились эти орудия в действие сначала с помощью людей и животных, а затем сил природы – воды и ветра. Создание парового двигателя, потом открытие электричества – это уже другая эра водоподъемных механизмов.

Эксплуатация насосного оборудования
"Как много девушек хороших, как много ласковых имен…" - вспоминаются слова доброй песни, когда заходит разговор о насосной технике таких производителей, как WILO, ESPA или Джилекс. Но даже самое лучше...
Чем руководствоваться при подборе фильтров очистки воды
Чем руководствоваться при подборе фильтров очистки водыВыбор фильтра для многих из нас превращается в настоящую проблему! Чем следует руководствоваться мы часто не можем ответить, иногда выбор происхо...
Трубы
Трубы В зависимости от места, условий использования и стоимости, для обустройства водопровода подбираются различные комплектующие (трубы, фитинги и т.д.) Трубы бывают: 1) металлические и неметалличес...
Проблемы водоснабжения
Проблемы водоснабженияСанитарное состояние водоемов, используемых для питьевого водоснабжения, продолжает вызывать серьезные опасения и может оказывать негативное воздействие на состояние здоровья нас...

Строительный термин

Полезная толща - часть геологической среды и техногенных образований, используемая в качестве грунтовых строительных материалов. (СП 11-109-98)

Оставить комментарий