Aqueduct

Акведук — это гидротехническое сооружение в виде моста или канала, предназначенное для транспортировки воды через естественные или искусственные препятствия: реки, овраги, ущелья, дороги. В более широком смысле термин «акведук» может обозначать всю систему водоснабжения, включая подземные и наземные каналы, трубы и резервуары, однако в инженерной практике чаще подразумевается именно надземная часть — мост-водовод. Акведуки получили наибольшее распространение в Древнем Риме, где они стали основой городской инфраструктуры, но использовались и в других цивилизациях, включая Древнюю Грецию, Персию, Китай и государства доколумбовой Америки.

История

Древние цивилизации

Первые известные акведуки появились на Ближнем Востоке. В Ассирии, около 691 года до н. э., царь Синаххериб построил систему водоснабжения для Ниневии, включавшую каменный акведук длиной около 280 метров для пересечения реки. В Древней Греции использовались подземные водоводы (например, тоннель на острове Самос, пробитый в VI веке до н. э.), но надземные акведуки встречались реже.

Наибольшего развития акведуки достигли в Древнем Риме. Первый римский акведук, Aqua Appia, был построен в 312 году до н. э. цензором Аппием Клавдием Цеком. Он имел длину около 16 км и проходил в основном под землёй. К концу I века н. э. в Риме действовало 11 акведуков общей протяжённостью более 400 км, подававших до 1 млн кубометров воды в сутки. Наиболее известные из них — Aqua Claudia (38–52 гг. н. э.) и Aqua Marcia (144–140 гг. до н. э.). Римские инженеры использовали принцип самотека: вода двигалась за счёт уклона, который составлял в среднем 0,2–0,3 метра на километр. Для преодоления неровностей рельефа строили арочные мосты, такие как Пон-дю-Гар в Южной Франции (I век н. э.) и акведук в Сеговии (Испания, I–II века н. э.).

Средневековье и Новое время

После падения Римской империи строительство акведуков в Европе пришло в упадок. Водоснабжение городов обеспечивалось колодцами и реками. Однако в некоторых регионах, например в Византии (акведук Валента в Константинополе, IV век) и в арабском мире, традиция сохранялась. В Персии и странах Средней Азии использовались подземные каналы — кяризы, которые можно считать разновидностью акведуков.

В эпоху Возрождения интерес к античным технологиям возродился. В XVI–XVII веках в Европе начали строить новые акведуки, часто для снабжения фонтанов и дворцов. Например, акведук в Версале (Франция) был построен в 1680-х годах для подачи воды к фонтанам дворца Людовика XIV. В Англии в XVIII–XIX веках акведуки стали частью канальной сети для транспортировки грузов (например, акведук Понткасиллте в Уэльсе, 1805 год).

Современность

В XIX–XX веках с развитием насосных технологий и трубопроводов акведуки утратили прежнее значение, но продолжали строиться для водоснабжения крупных городов и промышленных объектов. Примеры: акведук Катскилл в Нью-Йорке (1917 год, длина 160 км) и акведук в Лос-Анджелесе (1913 год, длина 375 км). В России акведуки использовались реже из-за особенностей рельефа и климата, но известны, например, Ростокинский акведук в Москве (построен в 1785 году, часть Мытищинского водопровода).

Конструкция и принцип работы

Акведук состоит из трёх основных частей:

• Водовод — канал, труба или лоток, по которому движется вода. В древности водоводы делали из камня, кирпича, бетона или свинца; в современности — из стали, чугуна, железобетона или пластика.
• Опорная конструкция — мост, арки, столбы или насыпь, поддерживающие водовод над препятствием. Высота и длина зависят от рельефа.
• Входное и выходное устройства — резервуары, шлюзы или фильтры для регулировки потока и очистки воды.

Вода движется самотеком за счёт уклона. Угол наклона должен быть достаточным для поддержания течения, но не слишком крутым, чтобы избежать размыва. В римских акведуках уклон составлял от 0,1 до 0,5 метра на километр. В современных системах часто используют насосы для подъёма воды на возвышенности.

Классификация

Акведуки классифицируют по нескольким признакам:

По типу водовода

• Открытые каналы — лотки или желоба, часто используемые в древности. Вода подвержена испарению и загрязнению.
• Закрытые трубы — подземные или надземные трубопроводы, защищённые от внешних воздействий.
• Тоннели — подземные каналы, пробитые в скалах или грунте (например, кяризы).

По материалу

• Каменные и кирпичные — характерны для античности.
• Бетонные и железобетонные — распространены с XIX века.
• Металлические — стальные или чугунные трубы, часто используются в современных системах.

По назначению

• Водопроводные — для подачи питьевой воды.
• Оросительные — для сельскохозяйственных нужд.
• Промышленные — для снабжения заводов и шахт.
• Декоративные — для фонтанов и парков (например, в Версале).

Известные акведуки

Древние

• Пон-дю-Гар (Франция, I век н. э.) — трёхъярусный акведук высотой 49 метров, часть системы водоснабжения Нима. Включён в список Всемирного наследия ЮНЕСКО.
• Акведук в Сеговии (Испания, I–II века н. э.) — 167 арок, высота до 28 метров. Также объект ЮНЕСКО.
• Акведук Валента (Стамбул, Турция, IV век) — часть водоснабжения Константинополя, сохранилась частично.

Средневековые и Нового времени

• Акведук в Версале (Франция, XVII век) — построен для фонтанов дворца, длина 7 км.
• Понткасиллте (Уэльс, 1805 год) — судоходный акведук, часть канала Лланголлен. Самый длинный и высокий в Великобритании.

Современные

• Акведук Катскилл (США, 1917 год) — подаёт воду в Нью-Йорк из водохранилищ в горах Катскилл.
• Акведук Лос-Анджелеса (США, 1913 год) — один из крупнейших в мире, длина 375 км.
• Ростокинский акведук (Москва, Россия, 1785 год) — часть Мытищинского водопровода, длина 356 метров, высота 15 метров. В настоящее время является памятником архитектуры и используется как пешеходный мост.

Применение в России

В России акведуки не получили столь широкого распространения, как в Римской империи, из-за обилия рек и озёр, а также из-за сурового климата, вызывавшего замерзание воды в открытых каналах. Однако отдельные примеры известны. Мытищинский водопровод (конец XVIII века) включал Ростокинский акведук, который до сих пор является одной из достопримечательностей Москвы. В XIX веке акведуки строили для железных дорог и каналов, например, на Мариинской водной системе. В советское время акведуки использовались редко, уступая место насосным станциям и трубопроводам.

Интересные факты

• В Древнем Риме акведуки были настолько надёжны, что некоторые из них функционировали до XIX века. Например, акведук Aqua Virgo (построен в 19 году до н. э.) до сих пор питает фонтаны Рима, включая фонтан Треви.
• Строительство акведуков требовало точных геодезических измерений. Римские инженеры использовали хоробат — уровень с отвесом, и диоптру — прообраз теодолита.
• Самый длинный акведук в мире — акведук в Лос-Анджелесе (375 км), но по объёму подаваемой воды его превосходит система Катскилл (около 4,5 млн кубометров в сутки).
• В некоторых регионах, например в Перу, акведуки строились ещё до контакта с европейцами. Инки использовали каменные каналы для орошения террас.

Источники

• Витрувий. «Десять книг об архитектуре» (I век до н. э.).
• Hodge, A. T. «Roman Aqueducts & Water Supply» (1992).
• Chanson, H. «Hydraulics of Roman Aqueducts: Steep Chutes, Cascades, and Dropshafts» (2008).
• Encyclopaedia Britannica, статья «Aqueduct».
• Большая российская энциклопедия, статья «Акведук».