Romeins aquaduct

PlanningEdit

Of ze nu door de staat werden gefinancierd of particulier werden gebouwd, aquaducten werden beschermd en gereguleerd door de wet. Elk voorgesteld aquaduct moest worden voorgelegd aan de toetsing van civiele autoriteiten. Toestemming (van de senaat of lokale autoriteiten) werd alleen verleend als het voorstel de waterrechten van andere burgers respecteerde; Over het algemeen zorgden de Romeinse gemeenschappen ervoor dat gedeelde watervoorraden naar behoefte werden toegewezen. Het land waarop een door de staat gefinancierd aquaduct werd gebouwd, kon staatsland (ager publicus) of particulier bezit zijn, maar was in beide gevallen onderworpen aan beperkingen op het gebruik en aantasting die het weefsel van het aquaduct zouden kunnen beschadigen, en toegangsrechten voor officiële inspectie en onderhoud. Daartoe reserveerden door de staat gefinancierde aquaducten een brede corridor van land, tot 4,5 meter aan elke kant van het buitenste weefsel van het aquaduct. Ploegen, planten en bouwen waren binnen deze grens verboden. Dergelijke regelgeving was nodig voor de lengte van het aquaduct. term integriteit en instandhouding, maar werd niet altijd gemakkelijk aanvaard of gemakkelijk afgedwongen op lokaal niveau, vooral wanneer ager publicus werd beschouwd als gemeenschappelijk bezit, om te worden gebruikt voor elk doel dat geschikt leek. Voor sommige particulier gebouwde of kleinere gemeentelijke aquaducten waren mogelijk minder stringente en formele regelingen nodig.

Bronnen en landmetingen Bewerken

Bronnen waren verreweg de meest voorkomende bronnen voor aquaductwater; Het grootste deel van de toevoer van Rome kwam bijvoorbeeld uit verschillende bronnen in de Anio-vallei en de hooglanden. Bronwater werd in een stenen of betonnen bronhuis gevoerd en vervolgens in de aquaductleiding gebracht. Verspreide bronnen zouden meerdere vertakte leidingen nodig hebben die naar een hoofdleiding voeren. Sommige systemen trokken water uit open, speciaal gebouwde, afgedamde reservoirs, zoals de twee (nog steeds in gebruik) die het aquaduct van de provinciestad Emerita Augusta bevoorraden.

Het grondgebied waarover het aquaduct moest zorgvuldig worden onderzocht om er zeker van te zijn dat het water over de hele afstand met een constante en acceptabele snelheid zou stromen. Romeinse ingenieurs gebruikten verschillende landmeetinstrumenten om de loop van aquaducten door het landschap uit te zetten. Ze controleerden horizontale niveaus met een chorobates, een houten frame voorzien van een waterpas. Koersen en hoeken konden worden uitgezet met behulp van een groma, een relatief eenvoudig apparaat dat uiteindelijk werd verdrongen door de meer geavanceerde dioptra, een voorloper van de moderne theodolietIn Boek 8 van zijn De architectura beschrijft Vitruvius de noodzaak om te zorgen voor een constante toevoer, methoden voor het zoeken naar en testen van drinkwater.

GezondheidsproblemenEdit

Griekse en Romeinse artsen kenden het verband tussen stilstaande of bedorven wateren en door water overgebrachte ziekten. In zijn De Medicina waarschuwde de encyclopedist Celsus dat openbaar baden gangreen in niet-genezen wonden zou kunnen veroorzaken. Frontinus gaf de voorkeur aan een hoge mate van overstroming in het systeem omdat dit leidde tot een grotere reinheid van de watervoorziening, de riolering en degenen die ze gebruikten. De nadelige gezondheidseffecten van lood op degenen die het ontgonnen en verwerkten waren ook algemeen bekend, en om deze reden hadden keramische buizen de voorkeur boven lood. Waar loden leidingen werden gebruikt, verminderde een continue waterstroom en de onvermijdelijke afzetting van watergedragen mineralen in de leidingen de vervuiling van het water door oplosbaar lood enigszins. Het loodgehalte in het aquaductwater van Rome was duidelijk meetbaar, maar waarschijnlijk niet echt schadelijk zijn geweest “. Desalniettemin was het loodgehalte 100 keer hoger dan in plaatselijk bronwater.

Leidingen en gradiëntenEdit

De meeste Romeinse aquaducten waren leidingen met platte bodem en boogvormige doorsneden die 0,5 tot 1 m onder de grondoppervlak, met regelmatige inspectie- en toegangsluiken. Leidingen boven het maaiveld waren meestal bedekt met platen. Vroege leidingen waren van hardsteen gebouwd, maar rond het laat-Republikeinse tijdperk werd in plaats daarvan vaak baksteenbeton gebruikt. Het beton dat werd gebruikt voor de bekledingen van leidingen was meestal waterdicht en had een zeer gladde afwerking. De waterstroom was alleen afhankelijk van de zwaartekracht. Het volume van het water dat door de leiding werd getransporteerd, was afhankelijk van de hydrologie van het stroomgebied – regenval, absorptie en afvoer – de dwarsdoorsnede van de leiding en de helling; de meeste leidingen liepen voor ongeveer tweederde vol. De doorsnede van de leiding werd ook bepaald door onderhoudsvereisten; werklieden moeten het geheel kunnen betreden en betreden, met minimale verstoring van het weefsel.

Vitruvius beveelt een lage hellingshoek aan van niet minder dan 1 op 4800 voor de geul, vermoedelijk om schade aan de constructie door erosie en waterdruk te voorkomen Deze waarde komt goed overeen met de gemeten gradiënten van overgebleven metselwerkaquaducten.De helling van de Pont du Gard is slechts 34 cm per km en daalt verticaal slechts 17 m over zijn gehele lengte van 50 km: hij kan tot 20.000 kubieke meter per dag vervoeren. De gradiënten van tijdelijke aquaducten die voor hydraulische mijnbouw worden gebruikt, kunnen aanzienlijk groter zijn, zoals bij Dolaucothi in Wales (met een maximale helling van ongeveer 1: 700) en Las Medulas in Noord-Spanje. Waar scherpe hellingen onvermijdelijk waren in permanente leidingen, kon het kanaal naar beneden worden getrapt, verbreed of geloosd in een opvangtank om de waterstroom te verspreiden en de schurende kracht ervan te verminderen. Het gebruik van getrapte cascades en druppels hielp ook om het water opnieuw te voorzien van zuurstof en dus “op te frissen”.

Brugwerk en sifons Bewerken

Sommige aquaductbuizen werden ondersteund over valleien of holtes in bogen van metselwerk, baksteen of beton; de Pont du Gard, een van de meest indrukwekkende overgebleven voorbeelden van een massieve metselwerkbuis met meerdere gaten, overspande de Gardon-riviervallei zon 48,8 m boven de Gardon zelf. Waar bijzonder diepe of langdurige depressies moesten worden overgestoken, konden omgekeerde sifons worden gebruikt in plaats van gebogen steunen; de leiding voerde water in een hoofdtank, die het in leidingen voerde. De pijpen doorkruisten de vallei op een lager niveau, ondersteund door een lage “venter” -brug, en stegen vervolgens naar een opvangtank op een iets lagere hoogte. Dit mondde uit in een andere leiding; de algehele helling werd gehandhaafd. Sifonbuizen waren meestal gemaakt van gesoldeerd lood, soms versterkt met betonnen omhulsels of stenen hulzen.

Minder vaak waren de pijpen zelf van steen of keramiek, verbonden als mannelijk-vrouwelijk en afgedicht met lood. Vitruvius beschrijft de constructie van sifons en de problemen van verstopping, uitbarstingen en ontluchting op hun laagste niveau, waar de drukken het grootst waren. Desalniettemin waren sifons veelzijdig en effectief als ze goed gebouwd en goed onderhouden waren. Een horizontaal deel van hogedruk-sifonbuizen in het aquaduct van de Gier werd opgevoerd op brugwerk om een bevaarbare rivier vrij te maken, met behulp van negen parallelle loden leidingen, bekleed met beton. Moderne waterbouwkundigen gebruiken vergelijkbare technieken om rioleringen en waterleidingen door depressies te laten lopen. Bij Arles bevoorraadde een kleine tak van het belangrijkste aquaduct een lokale buitenwijk via een loden sifon waarvan de “buik” over een rivierbedding werd gelegd, waardoor er geen brugwerk nodig was.

Inspectie en onderhoud Bewerken

Romeinse aquaducten vereisten een uitgebreid systeem van regelmatig onderhoud. De “vrije gangen” die werden aangelegd om het weefsel van ondergrondse en bovengrondse leidingen te beschermen, werden regelmatig gepatrouilleerd voor onwettig ploegen, planten, wegen en gebouwen. In De aquaeductu beschrijft Frontinus het binnendringen van leidingen door boomwortels als bijzonder schadelijk. De leidingen van de aquaducten zouden regelmatig zijn geïnspecteerd en onderhouden door werkpatrouilles, om vervuiling door algen te verminderen, onbedoelde breuken of slordig vakmanschap te repareren, om de leidingen van grind en ander los puin te verwijderen en om aangroei van calciumcarbonaat (ook bekend als travertijn) te verwijderen in systemen die worden gevoed door bronnen met hard water; zelfs een lichte verruwing van het ideaal gladgemetselde binnenoppervlak van het aquaduct door afzettingen van travertijn zou de watersnelheid, en dus de stroomsnelheid, aanzienlijk kunnen verminderen met wel 1/4. Regelmatig werden inspectie- en toegangspunten voorzien op de standaard, ingegraven leidingen. Accreties binnen sifons konden de stroomsnelheden drastisch verminderen door hun toch al smalle diameters, hoewel sommige afgesloten openingen hadden die mogelijk als stangogen werden gebruikt, mogelijk met behulp van een doortrekapparaat. In Rome, waar een hardwatervoorziening de norm was, waren de leidingen ondiep begraven onder wegranden, voor gemakkelijke toegang; de ophoping van calciumcarbonaat in deze leidingen zou een regelmatige vervanging ervan noodzakelijk hebben gemaakt.

De aquaducten stonden onder de algemene zorg en het bestuur van een watercommissaris (curator aquarum); dit was een hoge status, spraakmakende afspraak. In 97 diende Frontinus zowel als consul als als conservator aquarum, onder keizer Nerva. Er is weinig bekend over de dagelijkse gang van zaken van onderhoudsteams voor aquaducten (aquarii). Onder keizer Claudius bestond het contingent van keizerlijke aquaria in Rome uit een familia aquarum van 700 mensen, zowel slaven als vrijen, gefinancierd door een combinatie van keizerlijke vrijgevigheid en de waterbelastingen en vergoedingen die door particulieren werden betaald. De familia aquarum stond onder toezicht van een keizerlijke freedman, die het ambt van procureur-aquarium bekleedde.Hun routine was waarschijnlijk een nooit eindigende routine van patrouille, inspectie en schoonmaak, onderbroken door incidentele noodsituaties. Volledige sluiting van een aquaduct voor onderhoud zou een zeldzame gebeurtenis zijn geweest, die zo kort mogelijk zou zijn gehouden, waarbij reparaties bij voorkeur werden uitgevoerd wanneer de vraag naar water het laagst was, tijdens de wintermaanden. De watertoevoer kon worden afgesloten bij de aquaductuitlaat wanneer kleine of plaatselijke reparaties nodig waren, maar substantieel onderhoud en reparaties aan de aquaductleiding zelf vereisten de volledige omleiding van water op elk punt stroomopwaarts, inclusief de veerkop zelf. Frontinus beschrijft ook het gebruik van tijdelijke loden leidingen om het water langs beschadigde stukken te voeren terwijl reparaties werden uitgevoerd, met minimaal verlies van toevoer.

DistributionEdit

Aquaduct-leidingen kunnen rechtstreeks worden afgetapt, maar ze zijn meer meestal gevoed in openbare distributieterminals, bekend als castellum aquae (“waterkastelen”), die fungeerden als bezinktanks en stortbakken en verschillende takken en sporen bevoorraadden, via loden of keramische leidingen. Deze buizen zijn gemaakt in 25 verschillende gestandaardiseerde diameters en zijn voorzien van bronzen afsluitkranen. De stroom van elke leiding (calix) kon daarom geheel of gedeeltelijk worden geopend of afgesloten, en de toevoer ervan kon worden omgeleid naar een ander deel van het systeem waar de watervraag voorlopig groter was dan het aanbod. De gratis levering van water aan openbare bassins en drinkfonteinen kreeg officieel voorrang op de levering aan de openbare baden; namens het Romeinse volk werd aan elke bader een kleine vergoeding in rekening gebracht. De toevoer naar bassins en baden kreeg op zijn beurt voorrang op de eisen van betalende particuliere gebruikers. De laatsten werden geregistreerd, samen met de boring van de buis die van de openbare watervoorziening naar hun eigendom leidde – hoe breder de buis, hoe groter de stroom en hoe hoger de vergoeding.

Frontinus dacht dat oneerlijk privégebruik verantwoordelijk was voor de meeste verliezen en regelrechte diefstallen van water in Rome. Knoeien en fraude om betalingen te vermijden of te verminderen waren alledaags; methoden omvatten de montage van niet-vergunde of extra stopcontacten, waarvan sommige kilometers buiten de stad liggen, en de illegale verbreding van loden leidingen. Volgens de wet werden watertoelagen door de keizer verstrekt aan met name genoemde personen en konden ze niet samen met een eigendom worden verkocht of geërfd: nieuwe eigenaren en erfgenamen moeten daarom op eigen naam onderhandelen over een nieuwe subsidie. Maar in de praktijk werden subsidies vaker wel dan niet overgedragen. Dit kan allemaal gepaard gaan met omkoping of medeplichtigheid van gewetenloze aquaductambtenaren of arbeiders. Archeologisch bewijs bevestigt dat sommige gebruikers een illegale voorraad trokken, maar niet de waarschijnlijke hoeveelheid, noch het effect op de levering aan de stad als geheel. Om de problemen nog erger te maken, waren de meting van de vergoedingen en de eigen berekeningen van Frontinus in wezen gebrekkig en verward. Terwijl officieel goedgekeurde loden buizen inscripties droegen met informatie over de fabrikant van de buis, de installateur en waarschijnlijk over de abonnee en hun recht, watertoeslag werd gemeten in quinaria (dwarsdoorsnede van de buis) op het toevoerpunt. Er werd geen formule of fysiek apparaat gebruikt om rekening te houden met variaties in snelheid, stroomsnelheid of feitelijk gebruik.