Akwedukt rzymski

PlanningEdit

Niezależnie od tego, czy były finansowane przez państwo, czy budowane prywatnie, akwedukty były chronione i regulowane przez prawo. Każdy proponowany akwedukt musiał zostać poddany kontroli władz cywilnych. Pozwolenie (senatu lub władz lokalnych) zostało udzielone tylko wtedy, gdy wniosek respektował prawa innych obywateli do wody; Ogólnie rzecz biorąc, społeczności rzymskie zadbały o przydzielenie wspólnych zasobów wodnych w zależności od potrzeb. Teren, na którym zbudowano akwedukt finansowany przez państwo, może być terenem państwowym (ager publicus) lub własnością prywatną, ale w każdym przypadku podlegał ograniczeniom w zakresie użytkowania i ingerencji, które mogą uszkodzić strukturę akweduktu, oraz prawa dostępu dla urzędników przegląd i konserwacja. W tym celu finansowane przez państwo akwedukty zarezerwowały szeroki korytarz lądowy, do 15 stóp z każdej strony zewnętrznej struktury akweduktu. Orka, sadzenie i budowanie były zabronione w tej granicy. Taka regulacja była konieczna dla długiego okresu akweduktu. termin integralność i utrzymanie, ale nie zawsze był łatwo akceptowany lub łatwo egzekwowany na poziomie lokalnym, zwłaszcza gdy rozumiano, że ager publicus jest własnością wspólną, którą można wykorzystywać w jakimkolwiek celu, który wydawał się odpowiedni. Niektóre akwedukty zbudowane prywatnie lub mniejsze miejskie mogły wymagać mniej rygorystycznych i formalnych ustaleń.

Źródła i badaniaEdytuj

Zdecydowanie najpowszechniejszym źródłem wody w akweduktach były źródła; na przykład większość zasobów Rzymu pochodziła z różnych źródeł w dolinie Anio i na jej wyżynach. Woda źródlana była doprowadzana do kamiennego lub betonowego źródła, a następnie wchodziła do kanału wodociągowego. Rozproszone źródła wymagałyby kilku odgałęzień doprowadzonych do głównego kanał. Niektóre systemy pobierały wodę z otwartych, specjalnie zbudowanych, zaporowych zbiorników, takich jak dwa (nadal używane), które zasilały akwedukt w prowincjonalnym mieście Emerita Augusta.

Terytorium, na którym akwedukt należało dokładnie zbadać, aby woda płynęła w stałym i akceptowalnym tempie na całej odległości. Inżynierowie rzymscy używali różnych narzędzi geodezyjnych do wyznaczania przebiegu akweduktów w krajobrazie. Sprawdzali poziomy poziome za pomocą chorobates, płaskiego drewnianego ramka wyposażona w poziom wody. Krążki i kąty można było wykreślić za pomocą gromy, stosunkowo prostego aparatu, który ostatecznie został zastąpiony przez bardziej wyrafinowaną dioptrę, prekursora współczesnego teodolitu . W księdze 8 swojego De Architectura, Witruwiusz opisuje potrzebę zapewnienia ciągłości dostaw, metod poszukiwań i testów wody pitnej.

Kwestie zdrowotneEdytuj

Greccy i rzymscy lekarze znali związek między stojącymi lub skażonymi wodami a chorobami przenoszonymi przez wodę. W swoim De Medicina encyklopedysta Celsus ostrzegł, że publiczne kąpiele mogą wywołać gangrenę w niezagojonych ranach. Frontinus preferował wysokie tempo przelewania się w systemie, ponieważ prowadziło to do większej czystości w wodociągach, kanałach ściekowych i u tych, którzy z nich korzystali. Znany był również niekorzystny wpływ ołowiu na zdrowie tych, którzy go wydobywali i przetwarzali, dlatego też rury ceramiczne były preferowane. Tam, gdzie zastosowano rury ołowiane, ciągły przepływ wody i nieuniknione osadzanie się w nich minerałów przenoszonych przez wodę w pewnym stopniu zmniejszyły zanieczyszczenie wody rozpuszczalnym ołowiem. Zawartość ołowiu w wodach rzymskiego akweduktu była „wyraźnie mierzalna, ale mało prawdopodobne były naprawdę szkodliwe ”. Niemniej jednak poziom ołowiu był 100 razy wyższy niż w lokalnych wodach źródlanych.

Kanały i wzniesieniaEdytuj

Większość rzymskich akweduktów była kanałami o płaskim dnie i łukowatym przekroju, które biegły od 0,5 do 1 m poniżej powierzchni ziemi, z pokrywami umożliwiającymi kontrolę i dostęp w regularnych odstępach czasu. Kanały powyżej poziomu gruntu były zwykle stropowe. Wczesne kanały były budowane z szopy, ale od późnej epoki republikańskiej często używano zamiast nich betonu licowanego cegłą. Beton użyty do wyłożenia przewodów był zwykle wodoodporny i miał bardzo gładkie wykończenie. Przepływ wody zależał wyłącznie od grawitacji. Ilość wody transportowanej przewodem zależała od hydrologii zlewni – opady, nasiąkliwość i odpływ – przekrój przewodu i jego nachylenie; większość przewodów była wypełniona w około dwóch trzecich. Przekrój przewodu został również określony przez wymagania konserwacyjne; pracownicy muszą mieć możliwość wejścia i dostępu do całości, przy minimalnym zakłócaniu jego tkaniny.

Witruwiusz zaleca niski spadek, nie mniejszy niż 1 na 4800 dla kanału, prawdopodobnie w celu zapobieżenia uszkodzeniu konstrukcji przez erozję i ciśnienie wody. Wartość ta dobrze zgadza się ze zmierzonymi spadkami ocalałych akweduktów murowanych.Nachylenie Pont du Gard wynosi zaledwie 34 cm na kilometr, opadając w pionie tylko 17 m na całej długości 50 km (31 mil): może transportować do 20 000 metrów sześciennych dziennie. Nachylenia tymczasowych akweduktów wykorzystywanych do górnictwa hydraulicznego mogą być znacznie większe, jak w Dolaucothi w Walii (z maksymalnym nachyleniem około 1: 700) i Las Medulas w północnej Hiszpanii. Tam, gdzie w stałych przewodach nie można było uniknąć ostrych spadków, kanał można było schodzić w dół, poszerzać lub odprowadzać do zbiornika odbiorczego, aby rozproszyć przepływ wody i zmniejszyć jej siłę ścierania. Zastosowanie stopniowanych kaskad i kropli również pomogło w ponownym natlenieniu, a tym samym „odświeżeniu” wody.

Bridgework i siphonsEdit

Niektóre przewody wodociągowe były wsparte w dolinach lub wgłębienia na łukach murowanych, cegieł lub betonu; Pont du Gard, jeden z najbardziej imponujących zachowanych przykładów masywnego murowanego, wielowarstwowego przewodu, rozciągał się na dolinie rzeki Gardon około 48,8 m (160 stóp) nad samym Gardonem. Tam, gdzie trzeba było pokonywać szczególnie głębokie lub długie zagłębienia, zamiast łukowych podpór można było zastosować odwrócone syfony; przewód doprowadzał wodę do zbiornika wyrównawczego, który doprowadzał ją do rur. Rury przecinały dolinę na niższym poziomie, wsparte niskim mostem „wentylacyjnym”, a następnie wznosiły się do zbiornika odbiorczego na nieco niższej wysokości. To zostało przeniesione do innego przewodu; ogólny gradient został zachowany. Rury syfonowe wykonywane były najczęściej z lutowanego ołowiu, czasem zbrojonego betonowymi osłonami lub kamiennymi rękawami.

Rzadziej same rury były kamienne lub ceramiczne, łączone jako męsko-żeńskie i uszczelniane ołowiem. Witruwiusz opisuje budowę syfonów i problemy zatykania, przedmuchów i odpowietrzania na najniższych poziomach, gdzie ciśnienia były największe. Niemniej jednak syfony były wszechstronne i skuteczne, jeśli były dobrze zbudowane i dobrze utrzymane. Poziomy odcinek wysokociśnieniowego rurociągu syfonowego w akwedukcie rzeki Gier został wzmocniony na mostku, aby oczyścić żeglowną rzekę, używając dziewięciu równoległych rur ołowianych, obudowanych betonem. Współcześni inżynierowie hydraulicy używają podobnych technik, aby umożliwić kanałom ściekowym i rurom wodnym przejście przez zagłębienia. W Arles niewielka odnoga głównego akweduktu zaopatrywała lokalne przedmieścia za pośrednictwem ołowianego syfonu, którego „brzuch” ułożono w poprzek koryta rzeki, eliminując potrzebę wspomagania budowy mostów.

Inspekcja i konserwacjaEdit

Rzymskie akwedukty wymagały kompleksowego systemu regularnej konserwacji. „Przejrzyste korytarze” stworzone w celu ochrony struktury podziemnych i naziemnych kanałów były regularnie patrolowane pod kątem nielegalnej orki, nasadzeń, dróg i budynków. W De aquaeductu Frontinus opisuje penetrację przewodów przez korzenie drzew jako szczególnie szkodliwe. Przewody akweduktów byłyby regularnie kontrolowane i konserwowane przez patrole robocze, w celu ograniczenia porastania glonami, naprawy przypadkowych naruszeń lub tandetnego wykonania, oczyszczenia przewodów ze żwiru i innych luźnych zanieczyszczeń oraz usunięcia nagromadzenia węglanu wapnia (znanego również jako trawertyn) w systemach zasilanych ze źródeł twardej wody; nawet niewielkie szorstkowanie idealnie gładkiej, wykonanej z zaprawy powierzchni wewnętrznej akweduktu przez osady trawertynu mogłoby znacznie zmniejszyć prędkość wody, a tym samym jej przepływ, nawet o 1/4. Punkty kontrolne i dostępowe były zapewnione w regularnych odstępach czasu na standardowych, podziemnych przewodach. Nagromadzenia w syfonach mogły drastycznie zmniejszyć natężenie przepływu przez ich już wąskie średnice, chociaż niektóre miały uszczelnione otwory, które mogły być używane jako oczka pręcików, prawdopodobnie przy użyciu urządzenia przeciągającego. W Rzymie, gdzie standardem było zaopatrzenie w twardą wodę, główne rurociągi były płytko zakopane pod krawężnikami drogowymi, aby zapewnić do nich łatwy dostęp; gromadzenie się węglanu wapnia w tych rurach wymagałoby ich częstej wymiany.

Akwedukty były pod ogólną opieką i kierownictwem komisarza ds. wody (curator aquarum); była to wizyta o wysokim statusie, głośna. W 97 roku Frontinus służył zarówno jako konsul, jak i kurator aquarum cesarza Nerwy. Niewiele wiadomo o codziennej działalności zespołów konserwacyjnych akweduktów (aquarii). Pod panowaniem cesarza Klaudiusza rzymski kontyngent cesarskich aquarii składał się z familia aquarum składającego się z 700 osób, zarówno niewolników, jak i wolnych, finansowanych z połączenia imperialnej hojności oraz podatków i opłat wodnych płaconych przez osoby prywatne. Familia aquarum była nadzorowana przez cesarskiego wyzwoleńca, który pełnił funkcję prokuratora akwarium.Prawdopodobnie była to niekończąca się rutyna patroli, inspekcji i sprzątania, przerywana okazjonalnymi sytuacjami awaryjnymi. Całkowite zamknięcie jakiegokolwiek akweduktu w celu serwisowania byłoby rzadkim zdarzeniem, utrzymywanym jak najkrócej, a naprawy najlepiej przeprowadzać, gdy zapotrzebowanie na wodę było najmniejsze, w miesiącach zimowych. Dopływ wody może zostać odcięty na wylocie akweduktu, gdy potrzebne były drobne lub lokalne naprawy, ale znaczna konserwacja i naprawy samego przewodu wodociągowego wymagały całkowitego przekierowania wody w dowolnym punkcie w górę rzeki, w tym samej głowicy sprężynowej. Frontinus opisuje również użycie tymczasowych przewodów ołowiowych do odprowadzania wody przez uszkodzone odcinki podczas wykonywania napraw, przy minimalnej utracie zasilania.

DistributionEdit

Do sieci wodociągowej można podłączyć bezpośrednio, ale więcej zwykle zasilane do publicznych terminali dystrybucyjnych, znanych jako castellum aquae („zamki wodne”), które pełniły rolę osadników i cystern oraz dostarczały różne odgałęzienia i ostrogi za pomocą ołowianych lub ceramicznych rur. Rury te zostały wykonane w 25 różnych znormalizowanych średnicach i były wyposażone w zawory z brązu. Przepływ z każdej rury (calix) mógł zatem zostać całkowicie lub częściowo otwarty lub zamknięty, a jego zasilanie skierowane do dowolnej innej części systemu, w której zapotrzebowanie na wodę na razie przewyższało podaż. Bezpłatna dostawa wody do publicznych basenów i fontann była oficjalnie traktowana priorytetowo w stosunku do dostaw do publicznych łaźni; od każdego kąpiącego się pobierano niewielką opłatę w imieniu narodu rzymskiego. Z kolei dostawa do umywalek i wanien miała pierwszeństwo przed wymaganiami płatnych użytkowników prywatnych, którzy zostali zarejestrowani wraz z otworem rury prowadzącej z publicznej sieci wodociągowej do ich posesji – im szersza rura, tym większa przepływ i wyższa opłata.

Frontinus uważał, że za większość strat i jawnych kradzieży wody w Rzymie odpowiedzialny był nieuczciwy użytek prywatny. Manipulacje i oszustwa mające na celu uniknięcie lub zmniejszenie płatności były na porządku dziennym; metody obejmowały montaż nielicencjonowanych lub dodatkowych gniazdek, niektóre z nich wiele mil od miasta, oraz nielegalne poszerzanie rur ołowianych. Zgodnie z prawem cesarz wydawał dotacje na wodę dla wskazanych osób i nie można ich było sprzedawać wraz z majątkiem ani dziedziczyć: nowi właściciele i spadkobiercy muszą zatem negocjować nowe dotacje we własnym imieniu. Ale w praktyce częściej przekazywano dotacje niż nie. Wszystko to może wiązać się z przekupstwem lub milczeniem pozbawionych skrupułów urzędników lub pracowników akweduktu. Dowody archeologiczne potwierdzają, że niektórzy użytkownicy dokonywali nielegalnych dostaw, ale nie dotyczyły ich prawdopodobnej ilości ani wpływu na dostawy do miasta jako całości. Dla komplikacji, pomiar naddatków i własne obliczenia Frontinusa były w zasadzie błędne i pomieszane. Podczas gdy na oficjalnie zatwierdzonych rurach ołowiowych widniały napisy z informacją o producencie rury, jej instalatorze i prawdopodobnie o jego abonencie i uprawnieniach naddatek na wodę mierzono w chinariach (pole przekroju poprzecznego rury) w miejscu zasilania. Nie zastosowano żadnego wzoru ani fizycznego urządzenia do uwzględnienia różnic w prędkości, natężeniu przepływu lub faktycznym zużyciu.