Римский акведук в Ниме

| Категория реферата: Рефераты по культуре и искусству
| Теги реферата: дипломы рефераты, менеджмент
| Добавил(а) на сайт: Travkin.

КАК И МОСТ Пон-дю-Гар, водосборный бассейн также пережил тысячелетия, что дает дополнительную возможность понять особенности конструкций римлян. Здание, в котором находился водосборный бассейн, не уцелело, однако сам бассейн представляет собой одно из наиболее хорошо сохранившихся сооружений такого рода. Его диаметр около 6, а глубина 1,4 м. Пазы в нижней и боковых сторонах квадратного (со стороной 1,2 м) ввода, через который вода из канала поступала в облицованный мальтой бассейн, а также отверстия в каменных плитах над этим вводом свидетельствуют о том, что ввод заканчивался затворами, с помощью которых регулировалось поступление воды в бассейн.

При нормальной работе системы вода вытекала из бассейна через десять распределительных труб, местонахождение и диаметр которых (0,3 м) можно установить по сквозным отверстиям в стенках бассейна. Трубы были изготовлены из свинца. О том, что этот материал представляет опасность для организма человека было уже известно, но с этим мирились, поскольку из-за повышенной жесткости воды стенки труб вскоре покрывались защитным слоем кальция. Для слива воды из бассейна (вероятно, в канализацию) использовались три донных отверстия, оснащенных клапанами, которые в нормальном рабочем режиме были закрыты. Диаметр этих отверстий также равнялся примерно 0,3 м.

Приступив вместе с Новаком к изучению устройства водосборного бассейна, мы сначала оценили гидравлический КПД распределительных труб. Как удалось установить, при максимальном поступлении воды в бассейн свинцовые трубы были заполнены наполовину, что является оптимальным для водопровода круглого сечения и представляет собой дополнительное условие для обеспечения максимального КПД.

Затем мы занялись решением вопросов, которые уже давно интересовали археологов: для чего были нужны затворы на входе в бассейн, как они действовали, и почему строители использовали три больших сливных отверстия вместо обычно применявшегося в таких случаях одного небольшого?

Что касается затворов, то мы сразу отвергли как необоснованное ранее высказанное предположение о том, что они выполняли роль клапанов для регулирования потока воды на входе в бассейн. Использование их в качестве клапанов могло бы привести к повреждению сводов. При непрерывном поступлении воды из источников система затворов, которая прекращала бы ее поступление в бассейн (если такая система вообще была возможна), заставляла бы воду собираться в канале до тех пор, пока в конце концов она не начала бы просачиваться через неплотные своды. Вероятнее всего, затворы служили для измерения расхода воды в тот или иной момент времени. Будучи специалистами в области водоснабжения, римляне вряд ли пренебрегли необходимостью измерения ее расхода.

Мы с Новаком проанализировали несколько возможных способов измерения расхода воды и пришли к выводу, что скорее всего римляне применяли шлюз-регулятор. Эта система, в которой вода протекала под затвором, была простой и в то же время чувствительной к изменению потока. Наши изыскания позволили предположить, что римские гидротехники понимали и использовали принцип, который, как принято считать, стал известен лишь в XIX в. Согласно этому принципу, если известен размер находящегося под водой отверстия, через который вода из канала поступает в бассейн, а также напор, т.е. разница между уровнем воды в бассейне и канале, то можно определить расход воды (см. рисунок на с. 80).

ШЛЮЗ-РЕГУЛЯТОР состоял из двух расположенных друг за другом затворов, которые перекрывали канал по ширине, а по высоте немного не доходили до его половины. Как нам представляется, шлюз-регулятор использовали следующим образом. По ночам измерения, видимо, не проводились, поэтому оба затвора в это время суток были подняты, а уровни воды в бассейне и канале были одинаковыми. Утром кастеляриус, или смотритель, с помощью веревок, пропущенных через отверстия вверху каменных плит, опускал передний затвор до совмещения отметки на нем с поверхностью воды в бассейне. При этом верхняя кромка затвора оказывалась на определенной высоте (уровне заданного напора) над поверхностью воды в бассейне. Затем смотритель опускал задний затвор, тем самым уменьшая размер подводного отверстия и заставляя воду подниматься в канале.

Смотритель продолжал медленно опускать задний затвор до тех пор, пока тонкая струйка воды не начинала перетекать в бассейн через передний затвор, что указывало на достижение водой в канале уровня верхней кромки этого затвора и тем самым заданного напора. В этот момент смотритель отмечал высоту отверстия по водомерной рейке на заднем затворе, а затем, для определения расхода воды, умножал ее показания на постоянный коэффициент. Рейка, возможно, была отградуирована на прямые показания расхода.

Мы считаем, что из всех возможных вариантов римляне, скорее всего, использовали именно метод, основанный на постоянном напоре, поскольку он более всего согласуется с археологическими данными, легко осуществим и весьма точен. Кроме того, только этот метод дает показания линейно связанные с расходом, и строители, наверняка, оценили это удобство. Указанные затворы можно было использовать не только для измерения расхода воды, но и в качестве элементов системы водоспуска с помощью некогда таинственных донных отверстий.

Количество и размеры этих отверстий можно объяснить достаточно просто. Для очистки бассейна или проведения ремонтных работ его приходилось освобождать от воды. Раньше археологи предполагали, что приток воды в бассейн мог быть прекращен на любое время, и поэтому рабочие могли сколь угодно долго ждать, пока из него сольется вода. В таком случае годилось даже самое небольшое отверстие. Однако, если поступление воды в бассейн нельзя было прекращать на долгое время, а так, видимо, и обстояло дело, то одного небольшого отверстия оказывалось недостаточно. Решение проблемы состояло в использовании нескольких больших сливных отверстий, таких, чтобы при непрерывном поступлении воды в бассейн его можно было осушать почти до дна, а при временном прекращении притока освобождать от воды полностью.

При низком расходе воды открывание всех сливных отверстий понижало ее уровень по щиколотку. Для полного осушения бассейна рабочим нужно было лишь поднять затворы и одновременно открыть сливные отверстия, затем, дождавшись, когда уровень воды в канале упадет, полностью перекрыть затворы. После этого бассейн осушался всего за полминуты. При этом воду можно было удерживать за затворами в течение примерно 20 мин. За это время рабочие успевали очистить бассейн и произвести небольшие ремонтные работы.

Каждая из рассмотренных нами конструктивных особенностей акведука заслуживает высокой оценки. Они свидетельствуют о том, что римским инженерам или сопутствовала удача, или же, что более вероятно, они были более искусными специалистами, чем обычно принято думать о них. Долго ли функционировал акведук? Известно, что он надежно работал в течение почти четырех столетий. После упадка римской империи канал пришел в запустение и его стенки покрылись толстыми кальциевыми отложениями. К VIII в. н.э. он уже был настолько забит, что оказался практически выведенным из строя. Со временем войны и землетрясения разрушили многие части акведука, а люди выламывали камни и свинец для своих нужд.

Сильно, особенно в средние века, пострадал Пон-дю-Гар. Кому-то пришла в голову безумная идея сузить опоры второго яруса с тем, чтобы освободить пространство для движения по мосту людей. Этим путем пользовались до тех пор, пока в 1740-х годах Анри Пито не соорудил по соседству мост, который в наши дни ежегодно пересекают два миллиона человек. Древний мост был надлежащим образом восстановлен лишь в 1855 г., когда император Наполеон III наконец распорядился о проведении его тщательного ремонта. Сегодня Пон-дю-Гар остается красноречивым свидетельством дерзновенных замыслов и мастерства римлян.