Римские акведуки, являясь шедеврами гидротехнического искусства, не имеют аналогий в античном мире. Вода - это жизненно необходимый предмет потребления, и потребность в ней особенно высока в Средиземноморье с его длинным, жарким и сухим летом. Рост городов привел к повышению спроса на воду, и, по меньшей мере, с V века до н.э. некоторые крупные греческие города снабжались водой, проведенной из отдаленных источников по акведукам. Самый первый римский акведук датируется 312 г. до н.э.
К середине I века н.э. в Риме было девять акведуков, о которых написал подробные трактаты знаменитый сенатор и консул Секст Юлий Фронтин, руководитель водного хозяйства Рима. Позднее в империи было построено только два новых акведука; вместе с ними общая протяженность водопровода превысила 450 км.
Арки акведука Клавдия, пересекающие поля к востоку от Рима и несущие наверху канал Новый Анио.
По приблизительным подсчетам, античный Рим (город) имел больший показатель водоснабжения из расчета на одного человека, чем современный город, хотя эта цифра вызывает некоторые сомнения: ясно, что акведуки строились не только для снабжения населения Рима питьевой водой, но и для множества других целей. Часть воды шла на ирригацию загородных садов за городом и на производственные цели, но все большее количество воды требовалось для общественных нужд: бань, городских фонтанов, цирков.
Частным лицам за право подключения к общественному водоснабжению и необходимо было получить разрешение у римского сената и платить за воду. Поступление в частный дом воды было роскошью, а демонстрация воды в фонтанах и бассейнах - свидетельством материального достатка. В других частях империи акведуки были предметом престижа, часто их строили богатые благотворители, в том числе при возведении нового банного комплекса.
Технология акведуков
Почти все античные акведуки были простыми самотёчными системами. Источник должен был находиться выше, чем город, который он обслуживал, а водопровод должен был иметь постоянный уклон вниз, чтобы вода стекала под действием силы тяжести. До города вода обычно шла по прямоугольному желобу, облицованному изнутри водонепроницаемой замазкой из извести и измельченной терракоты. Желоб был закрыт сверху, чтобы вода была чистой, но не был закупорен, как современные водопроводы. Угол наклона был достаточно маленьким, чтобы вода не вымывала дно желоба, но при этом он должен был обеспечивать ее движение. Античные авторы говорили о минимальном угле наклона между 1:5000 и 1:200, но фактические примеры лежат в пределах от 1:40 у первых 6 км карфагенского акведука до 1:14000 у 10-километрового участка акведука в Ниме.
Там, где это было возможно, желоб акведука лежал в земле, но мог и подниматься на надежный фундамент каменной кладки для создания ровного утла наклона при пересечении небольших низин или впадин. Время от времени для компенсации крутых склонов вводились короткие вертикальные участки, похожие на водопады.
На схеме показано, как работает изогнутая часть трубопровода (обратный сифон) с использованием закрытой системы труб при пересечении глубокой низины.
Использование самотёчной системы подразумевало, что желоб нигде не должен был подниматься выше, чем расположен источник. Акведук должен был также обходить такие препятствия, как горы, или проходить сквозь них по туннелю. Трудности, которые это могло повлечь за собой, ясно видны из длинной надписи, найденной в Алжире, прославляющей труд римского военного инженера и землемера по имени Ноний Дат. Дат отвечал за прокладку водопровода для города Салды в Мавритании Цезарейской. К сожалению, во время постройки крупного туннеля длиной около 500 метров что-то пошло не так, поскольку, как говорит надпись, две группы, копавшие туннель с разных концов, выполнили каждая больше чем половину работы, но не встретились. Дат был отозван назад, провел повторное исследование линии и привел это предприятие к благополучному завершению. Вероятно, прокладка туннелей всегда была одним из самых сложных этапов строительства водопроводов. Изучение сернакского туннеля, являющегося частью акведука, снабжавшего водой римский город Немаус (Ним), показало, что над участком длиной 60 м в течение двух месяцев работало шесть групп рабочих, равномерно расставленных вдоль водовода.
Проблемы также возникали, если на пути акведука лежала крутая низина. Там, где это было возможно, римляне предпочитали обходить низину поверху, так как это, по-видимому, было самым простым и самым дешевым техническим решением. Альтернативой была постройка моста, такого как Пон-дю-Гар, по которому через реку Гар к городу Ниму проведен римский акведук длиной 50 км. Его высота почти 49 м, а длина центрального пролета - 24,5 м. Вероятно, из всех римских акведуков он производит самое сильное впечатление, но он не был единственным. Столь же впечатляюще выглядят остатки длинных фундаментов-аркад, оставшихся от акведуков, снабжавших водой Рим. Они до сих пор видны на равнинах Римской Кампании. Арки использовались для уменьшения объема строительства и для сохранения простоты коммуникаций там, где акведук пересекал поля или жилые районы.
На подходе к городу акведук часто шел по аркам, поскольку многие античные города строились на холмах, и канал с водой нужно было поднять на такую высоту, чтобы вода могла поступать в город. Результатом стали такие впечатляющие сооружения, как трехъярусный акведук в Сеговии (Испания).
Художественная реконструкция показывает арки акведука Клавдиев-Новый Анио, пересекающие петлю более древних и низких акведуков Марцев-Теплый-Юлиев прямо над ведущей из Рима дорогой Виа Латина.
Еще одним способом пересечения глубоких низин, в тех случаях, когда построить через них мост было невозможно, стало сооружение закрытой напорной системы в форме обратного сифона. В этом случае вода поступала в свинцовый трубопровод, идущий от резервуара-накопителя, расположенного выше, по низкому мосту через низину и вверх под собственным давлением в приемный резервуар, расположенный на другой стороне чуть ниже, чем первый. Затем нормальная работа акведука возобновлялась. Потрясающие воображение сифоны сохранились возле городов Аспендос (ныне в Турции) и Лион (Франция). Сохранилось описание свинцовых труб диаметром до 0,3 м (1 римский фут). Система в целом могла справиться с разницей в уровнях, превышающей 100 м (300 римских футов).
Там, где акведук входил в город, специальный резервуар (castellum aquae) распределял воду по нескольким водопроводным трубам. Он был оборудован шлюзами для контроля водоснабжения, что позволяло закрывать отдельные части для ремонта. Трубы часто делали из свинца, терракоты, а в северо-западных провинциях - из дерева. Их прокладывали под улицами или мостовыми, и вода циркулировала под давлением по замкнутому кругу. Как предполагал римский архитектор и писатель Витрувий, распределительные трубы были сконструированы так, чтобы в периоды нехватки воды частное водоснабжение могло быть отключено в первую очередь, вслед за ним - бани и общественные постройки. В самом плохом варианте вся наличная вода поступала только в общедоступные фонтаны. Поскольку все дома в Помпеях находились не дальше 50 м от уличного фонтана, все городское население имело доступ к чистой воде.
Каждый элемент конструкции акведука, взятый в отдельности, впечатляет. Но если учесть весь объем организации, а также практическое воплощение и способность римских инженеров к решению сложнейших проблем, касающихся системы водоснабжения в целом - а они и вправду поразительны, - легко согласиться с такими античными авторами, как Плиний Старший или Фронтин, что акведуки являются одним из величайших чудес древнего мира.
Акведук – водопровод, который снабжал водой населенные пункты.
Акведуки были изобретены на Ближнем Востоке и получили широкое распространение в Древнем Риме .
До 312 года до н.э. в Риме пользовались водой из Тибра, колодцев и источников, но с ростом населения и потребностей, воды стало не хватать.
Первый акведук Aqua Appia
возвел Аппий Клавдий в 312 г. до н.э. Его длина составляла 16,5 км, большая часть проходила под землей.
В 272 г. до н. э. в Риме заложили второй акведук Anio Vetus
, его строительство длилось 2 года. Он снабжал столицу водой из реки Анио, расположенной в 70 км от города.
Третий водопровод в Риме – Aqua Marcia
– построили в 144 г. до н.э. Это было уникальное для того времени гидротехническое сооружение. Грандиозный акведук поднимался на 60 метров над уровнем Тибра. Общая протяженность водопровода составляла 91,3 км, наземная часть – 11,8 км, суточный дебит подаваемой воды равнялся 200 тыс. м в кубе. Его несколько раз перестраивали, по нему проложили акведук Тэпула, а через 100 лет – акведук Джулия. Сейчас от акведука остались лишь руины.
Около 30 г. до н.э. Агриппа создал специальную службу, которая следила за состоянием акведуков, в которую входило множество специалистов – инженеры-гидравлики, ремонтники и т.д. За порчу водопровода налагался крупный штраф.
Во времена императора Клавдия в 49 году возвели еще один грандиозный акведук. Он стал последним, выполненным из природного камня. Все последующие акведуки строили из кирпича и бетона. Длина акведука составляла 69 км, из которых 15 км проходила под землей.
Всего было построено 11 акведуков, доставляющих воду в Рим
, общей протяженностью более 500 км. Потребление воды в городе составляло около 561 тыс. куб. метров в день. Рим был самым обеспеченным водой городом в мире.
Акведуки были сложнейшими инженерными сооружениями, в которых вода транспортировалась за счёт силы тяжести. Водоснабжение осуществлялось по каналам в виде желобков, расположенных на акведуках, выполненных из камня, кирпича или бетона. При подходе акведуков к городу устраивались водонапорные башни, которые распределяли воду при помощи водоводов между частными дома богатых горожан, общественными фонтанами, термами и бассейнами, а также использовалась для водных представлений и озерами. Водоводы представляли собой свинцовые и керамические трубы или траншеи в виде каналов.
Акведуки были главным свидетельством величия Римской Империи, которые сохранили свое значение и после падения империи.
Для того, чтобы понять и оценить масштаб этих грандиозных сооружений, стоит посетить парк Акведуков (parco degli Acquedotti)
, расположенный в зеленой зоне на юго-востоке Рима.
Площадь парка составляет 240 га, на которых сохранились великолепные руины древнеримских и папских акведуков: подземный Анио Ветус (Anio Vetus), Марция (Marcia), Тэпула (Tepula), Джулии (Iulia) и надстроенный Феличе (Felice), Клавдия (Claudio) и пристроенный Анио Новус (Anio Novus).
Парк разбили в 1965 году, сейчас это любимое место римлян для занятий спортом.
Парк Акведуков неоднократно раз становился местом съемок кинофильмов, среди которых «Дольче вита», «Великая красота» и другие.
Используемая литература:
«Об архитектуре» Поллион
Водопроводы Древнего Рима
Самая мощная индустрия производства воды для питьевых и бытовых целей была создана в античном Риме. В период расцвета в этом городе проживало, по разным сведениям, от шестисот тысяч до миллиона человек, на каждого из которых приходилось до 1000 л воды в сутки. Необходимо отметить, что этот показатель превышает водопотребление в современном Риме почти в 3 раза. Индустрия производства воды включала в себя значительные изыскательские работы, направленные на определение водных источников, трассировку водоводов, проектирование очистных сооружений. За изысканиями следовало строительство водопроводов, водоочистных сооружений, распределительных сооружений для снабжения общественных и личных фонтанов, бань (терм), купален, специальных аквариумов-садков для разведения морских и речных рыб, а также строительство водоотводных каналов.
Строительство водопроводов в Риме осуществлялось на общественные средства, а также на средства, полученные в результате победоносных войн. Так, водопровод Ашо был построен в 272 г. до н. э. на средства, полученные в результате разгрома Пирра, Марциев водопровод - в 144 г. до н. э. на средства, полученные после взятия Коринфа. Средства на эксплуатацию водопроводов формировались за счет нескольких видов налогов, относящихся к сфере водопользования. Это были налоги на бани и каналы.
Акведуки
Водопроводы, или акведуки, строились следующим образом. На довольно высоком месте находили обильный источник воды и делали углубление в виде большого водоема, в котором собиралась вода. Из этого водоема вода поступала к общественному или собственному (личному) водопроводу по подземным трубам или по надземным водопроводам.
Подземные трубы выполнялись из дерева, глины или свинца (кстати, эта одна из причин падения Римской империи. Свинец - это провокатор онкологических заболеваний. Римляне, особенно элита, не доживали до 30 лет из-за раковых опухолей). В местах пересечения водопровода с твердыми скальными породами вырубались водоотводные каналы; в мягких грунтах эти каналы выкладывались камнем и над ними сооружались своды. На определенном расстоянии друг от друга делались отверстия для воздуха, чтобы вода оставалась чистой и свежей.
Рис. 1. Водопровод через реку Гар (Гардский мост)
Надземные каменные водопроводы имели гидроизоляцию из штукатурки и отверстия сверху для доступа воздуха. Водопроводы выполнялись на стенах, которые везде, где нужен был проход, имели арки, как например, часть водопровода Клавдия. Эти арки образовывали один или несколько ярусов, что позволяло сооружать водопроводы через реки в виде мостов и прокладывать по ним дороги (рис. 1). Отдельные части римских водопроводов и водораспределительных устройств в виде фонтанов функционируют до сих пор.
Римские водопроводы простирались в длину на многие километры, достигая в высоту десятков метров. Так, водопровод Аnio novus был высотой почти 40 м; водопровод во Франции (Nimes) и поныне двумя арками высотой почти 50 м поднимается над окрестностями. Таковы же остатки водопроводов в Испании. Кстати, акведуки строились и в России. До Второй мировой войны существовал акведук, соединявший Таицкие ключи с Царским (Детским) селом.
Сооружения для очистки воды
Кроме водоводов, системы античного водоснабжения имели особые водоемы-отстойники для очищения воды и в конце водовода особый гидравлический прибор для удобства распределения воды по городу. Распределение производилось при помощи трех резервуаров, в одном из которых находилась вода, предназначенная для общественных колодцев и фонтанов (водометов), в другом - вода для бань, а в третьем - для частных домов.
Рис.
2. Очистные сооружения в районе г. Байи
(Этрурия)
Поражают своими масштабами и великолепием очистные сооружения в районе г. Байи (на берегу Неаполитанского залива). Они занимают обширные пространства и покрыты сводом, покоящимся на 48 колоннах (рис. 2).
Менее впечатляющими по размерам, но более наглядными являются очистные сооружения на сохранившемся в Риме водопроводе Агриппы. Они были устроены следующим образом (рис. 3).
Рис.
3. Водоочистительный резервуар водопровода
Агриппы в Риме
Через отверстие А вода поступала в помещение В. Очищенная (осветленная) вода из помещения Н (через отверстие I) подавалась потребителям. В процессе очистки вода последовательно поступала из помещения В в помещение О (через отверстие С), из него - в помещение Р (через отверстие Е) и из помещения Р - в помещение Н (через отверстие О). При этом взвешенные частицы осаждались в помещениях О и Р, а затем удалялись через отверстие К.
Первый водопровод в Риме (Аqua Аррiа) был построен в 312 г. до н. э. Аппием Клавдием, тем самым, который построил первую римскую дорогу (знаменитая Аппиева дорога). Этот водопровод имел протяженность около полутора миль под землей и около километра; в самом Риме (по аркам). Другой, начатый в 273 г. до н. э. также Аппием Клавдием, большей частью шел под землей. Третий (Aqua Магсia) сооруженный в 146 г. до н. э., имел протяженность около 7 миль, из них около 1,5 миль были сооружены на арках. Этот акведук носит имя Марция. Четвертый (Аqua Терulа) был основан в 127 л до н. э. и в 35 г. до н. э. был соединен с Юлиевым водопроводом Агриппой. Шестой (Аqua Viгgо) построил тот же Агриппа для снабжения водой своих терм. Водопроводы строили также Август, Каллигула и Клавдий.
Эти девять водопроводов снабжали водой Рим в конце I в. н. э., обеспечивая ежедневно подачу 5,5 млн. ведер чистой воды. Необходимо отметить также, что подземные источники воды обустраивались специальным образом, над ними возводились различные постройки (рис. 4). Многие из них сохранились до настоящего времени.
Рис.
4. Подкалитолийское Tallanium (позднее -
тюрьма)
Исправное состояние водопроводов было заботой значительного числа чиновников. Вода была одним из самых ходовых и недорогих товаров. Невысокая стоимость потребляемой воды и огромные ее объемы обеспечивали значительные финансовые поступления в казну государства.
План античного Рима с расположением трасс водопроводов и остатков знаменитых терм приведен на рис. 5.
Рис.
5. План античного Рима с расположением
трасс водопроводов и остатков знаменитых
терм
Огромные количества использованной воды требовали отвода. По водосточным канавам вода отводилась в Тибр, Со временем сбросные каналы стали огораживать, а во II в. до н. э. главный отводной канал (Сlоаса mахimа) был покрыт сводом. Выход главного римского канала в реку Тибр представлен на рис. 6.
Рис.
6. Выход главного римского канала в реку
Тибр
Отвод воды также существенно пополнял государственную казну. Именно в античном Риме при императоре Веспасиане был введен налог на уборные, и именно с этого момента стала известна сакраментальная фраза "деньги не пахнут". Осмотр водоотводных каналов занимал у императора целый день, а это свидетельствует о значительных размерах водоотводного хозяйства и экономической заинтересованности в его развитии. К концу III в. до н. э. число водопроводов в Риме достигло 13.
Термы
Общественные и частные бани составляли неотъемлемую часть жизни римлян. Значительное время римлянин отводил посещению терм и паровых серных бань в местах естественного проистекания минеральных вод. Строительство личных купален, бань (или терм), наряду со служением отечеству, исполнением общественного долга, определяло престиж римлянина. Более или менее состоятельные граждане строили бани не иначе как со стенами, выложенными александрийским и нумидийским мрамором, с мозаичными помостами, бассейнами из мрамора, имевшими серебряные краны. По утверждению Плиния Младшего, изнеженные римские дамы имели бани, полностью отделанные серебром. Помещения украшались статуями, огромные массы воды с шумом сбегали по ступеням. Сам Плиний построил свою купальню таким образом, чтобы, плавая в теплой воде, он мог видеть холодное море. Императорский отпущенник Клавдий Этрусск имел купальню со стеклянной крышей.
Первые термы в Риме построил в 24 г. до н. э. Агриппа, проведший с этой целью шестой римский водопровод. До этого римляне в частных домах пользовались простыми банями или ваннами, расположенными в кухне. После Агриппы императоры и богатые люди также строили частные термы, так что к IV в. их насчитывалось более 800. До нашего времени сохранились остатки трех терм: Тита, Диоклетиана и Каракаллы. Термы назывались по имени знатных римлян, императоров или должностных лиц, построивших их. В наилучшем виде до нас дошли термы Каракаллы, построившего их главную часть. Термы могли одновременно вместить до 3 тыс. чел. На рис. 7 показан современный вид терм Каракаллы, а на рис. 8-9 - план терм и реконструкция внешнего вида.
Рис.
7. Интерьер терм Каракаллы (реконструкция)
Рис.
8. План терм Каракаллы
Рис.
9. Внешний вид терм Каракаллы (реконструкция)
Ежедневное посещение терм вошло в обычай в связи с тем, что, помимо своего основного назначения, они служили своеобразными местными клубами, были одним из признаков "римского образа жизни". Многие римляне в течение дня могли неоднократно посещать термы благодаря их дешевизне.
Термы, как правило, состояли из трех помещений, которые в соответствии с температурой подаваемой воды назывались:
холодная баня (frigidariuт);
жаркая баня (саldariuт);
умеренно-теплая баня (зал) (teridariит).
Холодная баня имела бассейн с холодной водой, по ее сторонам были расположены ниши со скамьями и стульями.
Жаркая баня имела продолговатый бассейн с горячей водой, в середине - пространство для сухой потовой бани, а в нишах стояли ванны, где можно было окатиться холодной водой.
Умеренно-теплый зал был предназначен для согревания. Здесь тело посетителя натирали ароматическими маслами, готовились к жаркой бане. Этот зал, отделанный самым роскошным образом, имел шкафы для платья и скамьи для отдыха. Паровых бань в Античном Риме не было.
Помимо самих бань, термы имели помещения, в которых нагревалась вода и откуда горячий воздух поступал в бани. Вода разной температуры подавалась в бани по трубам из трех больших котлов, помещенных над печью один над другим так, что в нижнем была горячая вода, во втором - умеренно-теплая, а в верхнем - холодная.
Более роскошные публичные термы имели бани с потовыми отделениями, выполненными в виде круглого зала с куполом, куда подавался горячий воздух. Для регулирования температуры в своде приоткрывалось отверстие.
Такие бани имели, как правило, гардеробную, или раздевальню, где специальный служитель принимал и укладывал в шкаф одежду посетителей и следил за ней. В банях были также натиральни, чистильни, залы для научных бесед (экседры), залы для игры в мяч, места для прогулки, лавки и даже гостиницы.
Из книги "Чистая вода" Миклашевский Н.В. Королькова С.В
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.
Эти слова принадлежат Сексту Юлию Фронтину (кон. I - нач. II в. н. э.), крупному государственному деятелю Древнего Рима, который был дважды консулом, удачно воевал в Британии и на старости лет получил титул «водного смотрителя». Заняв такой высокий пост, Фронтин, досконально изучивший все технико-экономические вопросы, связанные со строительством и эксплуатацией водопроводов, написал книгу «Водопроводы города Рима», которая имела большое значение не только в эпоху Римской империи, но и в последующие века. Многие строительные элементы в римских водопроводах были выполнены из бетона.
Вода у греков и римлян, как и у многих более древних народов, считалась чем-то божественным, одним из основных элементов мироздания. Вероятно, это поверие пришло с Ближнего Востока, где пресная вода всегда была большой ценностью. Там же на Ближнем Востоке задолго до возникновения древнеримского государства для сбора воды строились дамбы, плотины и каменные водоводы. В VII в. до н. э. близ древней Ниневии был выстроен большой водовод длиной 40 км. Для переброски его через долину реки ассирийцы построили каменный мост (акведук) с пятью сводчатыми арками, каждая пролетом 2,74 м. На протяжении 900 м он представлял собой открытый канал, проложенный в искусственном каменном ложе, шириной около 2,3 м. Возможно, это был один из первых акведуков, построенных людьми.
В Древнем Риме водопроводы начали строить в конце VI в. до н. э. Первый большой водопровод в Риме соорудил Аппий Клавдий, известный строитель Аппиевой дороги. Это событие произошло в 312 г. до н. э., в один и тот же год с открытием первой стратегической дороги. Относительно небольшой по протяженности водопровод длиной 16,5 км большей частью проходил под землей, начинаясь за городом от родника в каменоломнях и заканчивался у Тибра, по соседству с гаванью, куда бойкие подрядчики привозили из Египта мраморные и гранитные блоки. Его так и называли - Аппиевым.
Большинство водопроводов, как, впрочем, и храмов, театров, дорог и других ответственных и уникальных сооружений, получили свое название по имени своих строителей, точнее людей, которые финансировали строительство и отвечали за него. Ими обычно являлись высокопоставленные государственные цензоры, преторы, эдилы, а нередко консулы и сами императоры.
В 272 г. до н. э. был заложен второй водопровод в Риме, который был закончен через два года. Он снабжал столицу водой из речки Анио, расположенной в 70 км от города.
Водоснабжение Рима затруднялось из-за сильно пересеченной местности, так как город расположен на семи холмах, окруженных плоской территорией Кампании. Водоснабжение осуществлялось с помощью водоводов, которые в пределах города располагались на акведуках - специальных сооружениях в виде мостов. Водовод проходил поверху акведука и представлял собой канал в виде желоба, выполненный из камня, кирпича или бетона. При подходе водопровода к городу устраивались водонапорные башни, которые по принципу действия напоминали современные водонапорные сооружения, хотя и отличались от них распределительными системами для воды.
Третий водопровод в Риме - аква Марция - построен в 44 г. до н. э. Это уникальное для того времени гидротехническое сооружение послужило эталоном для более позднего римского строительства. В книгах древнеримских авторов водопровод Марчия упоминается как значительная веха великих дней Республики. Особенно на трассе водопровода выделялся грандиозный акведук, поднявшийся почти на 60 м над уровнем Тибра. Общая протяженность водопровода достигала 91,3 км, из которой надземная часть составляла 11,82 км, а суточный дебит подаваемой воды равнялся 200 тыс. м3. Построен он был из красивого природного камня руками рабов - пленных греков и карфагенян.
Его водопропускное русло имело ширину 1,37-1,68 м, а высоту 2,44-2,75 м. К сожалению, этот водопровод с его замечательной аркадой акведука дошел до нас в жалких развалинах, тем более, что сам акведук несколько раз перестраивался. Так через 17 лет после окончания строительства по нему был проложен акведук Тэпула, а еще через 100 лет - акведук Джулия, где в качестве строительного материала уже были использованы кирпич и бетон.
Во времена императора Августа, когда в стране развернулись большие Строительные работы, во главе их становится друг и зять императора - полководец Марк Випсаний Агриппа. Ему приписывается строительство многих сооружений, включая храмы, термы и водопроводы.
По словам Фронтина, Агриппа был первым куратором водопроводов. Он обучал своих рабов «водопроводному делу» и создал из них специальную «водяную команду», реорганизованную впоследствии в «водяное ведомство». В конце 1 в. в «водяную команду» входило много самых разных специалистов: инженеры-гидравлики, ремонтники, эксплуатационники. В нее входили и так называемые «виллики» (villici)-управители, «кастелларии» (castellarii)- наблюдатели за водохранилищами и водонапорными башнями, инспекторы-мостовики, нивелировщики и т. д.
Часть из них постоянно находилась за пределами города для проведения ремонтных работ, а часть несла свою службу у водопроводных башен и больших фонтанов. За умышленную порчу водопроводной сети и подключение без разрешения магистрата к городской системе водоснабжения на виновного налагался огромный штраф. Недаром Фронтин упоминает о «водяных ворах», так называемых «сверлильщиках», которые тайком, ночью подкапывались к водопропускным трубам или каналам и подсоединялись к ним для забора воды.
Предполагается, что именно Агриппа начиная с 19 г. до н. э. был куратором строительства одного из самых красивых акведуков в мире - Понт-дю-Гара, расположенного на юге Франции. Этот акведук лежал на пути следования водопровода Вирго (Virgo) к городу Ниму, одному из южных городов Галии - римской колонии. Глядя на этот акведук, поражаешься его красоте и величественности. Построен он в долине реки Гордон и покоится на трехъярусной каменной аркаде, выполненной из местного золотисто-коричневого известняка. Из этого камня вытесывались громадные блоки массой до 6 т, которые укладывались друг на друга без раствора, «насухо». Максимальная высота акведука 50 м, длина - 269 м. Предполагается, что внутренняя часть опор акведука сделана из римского бетона.
Канал водовода сверху перекрыт каменными плитами во избежание засорения и испарения воды, а также воздействия на нее ультрафиолета солнечных лучей, из-за которых, как предостерегал Витрувий, в воде начинается быстрый рост водорослей. Водовод имеет прямоугольное сечение из камня, оштукатуренное внутри крупнозернистым раствором с добавлением пуццоланы.
Группа американских ученых на основании детальных обследований основных конструктивных элементов акведука Понт-дю-Гар, пришла к выводу о том, что римские инженеры почти 2000 лет назад умели рассчитывать строительные конструкции, пользуясь для этого абаками и восковыми таблицами. При этом американцы утверждают, что многие сооружения римлян запроектированы с учетом так называемых дополнительных, т. е. возможных в будущем нагрузок. Трудно согласиться с таким утверждением. Любой расчет конструкции или материала требует обязательного знания напряжений, возникающих в зависимости от различного сочетания нагрузок. Без этого невозможно рассчитать строительную конструкцию и назначить поперечное сечение всех ее элементов. Лишь в 20-е годы XIX в. Анри Навье (1785-1836) впервые в мире ввел понятие «напряжение» и создал рассчетный математический аппарат сопротивления материалов, который позволял решать большинство задач, опираясь на полученные опытным путем допускаемые напряжения. До того момента строительство развивалось главным образом эмпирическим путем, и даже блестящие работы Галилея, Гука, Мариотта, Кулона и других ученых XVII-XVIII вв. лишь подготовили почву для возникновения методов расчета.
Не следует забывать, что сооружений, подобных Понт-дю-Гару было немного. Большинство же других, в том числе Пантеон, совершенно не походили на них в конструктивном отношении. Это были массивные, тяжелые здания с большим запасом прочности, напряжения в которых были в 5-50 раз меньше фактического предела прочности используемых материалов на сжатие и растяжение.
Во времена императора Клавдия (41-45 гг.) для снабжения Рима водой строится очередной водопровод с большим каменным акведуком. По мнению ряда исследователей, это был последний акведук, выполненный из природного камня. Впоследствии подобные сооружения изготавливались только из бетона и кирпича.
Обычно часть трассы водопровода вблизи и в самом городе проходила над поверхностью земли, что объяснялось необходимостью ее разводки. Крупнейшей аркадой акведука была так называемая аркада Палатинского ответвления, построенная при Нероне. Она достигала почти 20 м высоты и состояла более чем из 200 арок пролетом 7,75 м и толщиной несущих столбов 2,3-2,4 м. Почти вся она была сделана из бетона.
Разводка воды по отдельным домам и другим сооружениям осуществлялась с помощью водоводов, в основном под землей.
Водоводы представляли собой свинцовые и керамические трубы или траншеи в виде каналов. Размеры труб были строго стандартизированы и выпускались в специализированных мастерских.
Фронтин разработал стандартные размеры водопроводных труб для 25 диаметров, хотя использовали только 15.
По свидетельству Витрувия, самая большая свинцовая труба имела длину окружности 100 дюймов (порядка 60 см в диаметре).
Днища и стены каналов водоводов делались или бетонными со слоем штукатурки, или каменными, а крыша - из плоских каменных плит или плит, уложенных в два ската. Со времени Нерона покрытия каналов в основном выполняли в виде бетонного цилиндрического свода. Размеры просвета канала часто делались таким образом, чтобы обеспечить человеку возможность проходить по нему, почти не сгибаясь. Высота сечения колебалась в пределах 1,5-3-м, а ширина составляла 0,6-1,2 м.
В 80-90 гг. для водоснабжения римской колонии Агриппина, из которой впоследствии возник Кельн, был построен водопровод протяженностью 80 км. Предполагают, что он работал до 475 г. Стены и основание его выполнены из бетона, а свод, который по предположению сделан несколько позже канала, представляет собой бутобетонную кладку.
Немецкие исследователи Гамблах и Грюн утверждают, что в качестве вяжущего вещества для бетона этого водовода использовалась не воздушная известь с добавкой трасса, как предполагалось до них, а сильногидравлическая известь, полученная из близлежащих месторождений известняка в районе Эйфеля. При этом в качестве гидравлической добавки использовалась кирпичная пыль.
Впоследствии в Кельне во II в. н. э. был сооружен водопровод длиной 100 км. Нижняя часть его канала выполнена из бетона с растворной штукатуркой, а перекрытие - из природного камня, «посаженного» на раствор.
Интересно, что римлянами были разработаны бетонные трубы, которые по оценкам современных специалистов могли выдерживать более высокие давления жидкости, чем керамические или свинцовые. Прототипом им служили трубы из естественного камня с выдолбленными в средней части отверстиями. Бетонные трубы снаружи имели квадратную форму с размером сторон 21 см, а внутренний диаметр труб составлял 6-8 см. Трубы изготавливались в виде отдельных звеньев длиной около 95 см и соединялись между собой «стык в стык» с последующей зачеканкой стыка раствором и бетоном. Такие трубы были обнаружены западногерманскими археологами в Тунисе, в районе Карфагена и других местах бывшей Римской империи.
Всего в Риме насчитывалось 11 водопроводов общей протяженностью более 500 км. Потребление воды в городе составляло около 561 тыс. м3 в день. Рим был самым обеспеченным водой городом в мире. На душу населения в нем приходилось около 500 л. Некоторые ученые даже считают, что потребление воды достигало 800-1000 л.
