Управление водными ресурсами и их очистка старо как сама цивилизация. Без надежного водоснабжения цивилизация просто невозможна. Мы много знаем о древних акведуках и ирригационных системах благодаря археологическим раскопкам. От Месопотамии и Древнего Египта до Индии, от Китайской и Кхмерской империй до Майя, ацтеков и инков в Америке - повсюду обнаружены впечатляющие водные сооружения. В быту греки и египтяне умели очищать воду, кипятя её или фильтруя через пористые глиняные сосуды, хотя это не было широко распространено. Египтяне также знали, как использовать квасцы (сернокислый алюминий калия) для осаждения мутных частиц из воды, ускоряя их выпадение и облегчая фильтрацию. Это была первая известная химическая обработка воды.
Но настоящими мастерами инженерии в древнем мире были римляне, и их водные системы мы знаем лучше всего. Наша информация о них исходит не только из хорошо сохранившихся систем, которые можно найти по всему их огромному имперскому пространству, но и из сохранившихся письменных источников. Среди них книги архитектора Витрувия, натуралиста Плиния Старшего и, особенно, генерала, губернатора и консула Фронтина. Он был комиссаром акведуков (curator aquarum) и написал знаменитый доклад императору Траяну о водоснабжении Рима, "De Aqueductibus Urbis Romae". Эти описания сложных водных систем информируют нас не только о методах и материалах, которые римляне разработали и использовали (особенно гидравлический бетон), но также отражают проблемы, с которыми сталкивались римляне (как и другие цивилизации) из-за ограниченных возможностей очистки воды.
Римляне прекрасно разбирались в различных качествах воды. Некоторые реки, ручьи и источники, которые они использовали для водоснабжения своих городов, были отличного качества, другие - не очень. Некоторые акведуки приносили воду, которую римляне даже не пили, но использовали для других целей — уборки, купания и даже заполнения бассейнов на аренах для проведения морских боев! Они практически понимали проблемы, связанные с мутностью воды и её жёсткостью, которые могут приводить к засорению акведуков. Взвешенные частицы, вызывающие мутность, могут оседать и заиливать систему, тогда как растворённые кальций и магний, вызывающие жёсткость воды, могут приводить к образованию накипи и сужению каналов. Для решения первой проблемы римляне строили огромные отстойники у истоков акведуков. Эти бассейны имели наклонные дна, чтобы облегчить удаление накопившегося ила.
Проблема жёсткости воды не могла быть решена так же легко и, несомненно, привела к необходимости чистить накипь вручную, что, конечно же, было поручено рабам. Это означало, что акведуки должны были иметь достаточно большие каналы или трубы, чтобы их могли осматривать инспекторы (circuitores) и рабочие. Также требовались периодические вертикальные шахты (lumina, columnaria), поскольку, вопреки распространённому мнению о римских акведуках как о величественных арочных структурах, пересекающих долины, они в основном состояли из туннелей. Шахты также служили вентиляционными отверстиями, так как римляне верили, что доступ к воздуху улучшает качество воды, и были в этом правы. В большинстве этих систем вода текла по принципу гравитации, и удивительно, как они добивались равномерного наклона с помощью своих простых инструментов, таких как хоробатес для измерения градиентов и гро́ма для выравнивания.
Римляне знали о принципах сифонов, и несколько таких систем было найдено. Сифон является гораздо более дешёвой альтернативой арочной структуре для пересечения долины, но поскольку у него не может быть открытых вентиляционных отверстий, его сложно чистить от накипи. Это, вероятно, объясняет их редкость.
✍️Подписывайтесь на наш телеграм-канал и узнавайте больше о древних цивилизациях, их культуре и истории. У нас много интересного!
