Римський акведук у Німі
Джордж Ф.У. Хок
В
БУДЬ-ЯКИЙ з погожих сонячних днів поблизу міста Німа, що на півдні Франції, можна
зустріти тисячі екскурсантів, які гуляють по мосту через річку Гардона, або Гар,
який був побудований 240 років тому. Більшість із них майже не звертають
уваги на іскристу під променями сонця річку, що потопають у буйною
рослинності річкову долину або розташоване у них під ногами старе
споруду. Їх погляди прикуті до ще більш чудове видовище - знаменитому
Пон-дю-Гару. Так називається кам'яний міст заввишки з 16-поверховий будинок (48,77 м),
три арочних ярусу якого було споруджено близько 2 тис. років тому римлянами.
Навесні
1985 р., подібно безстрашному молодому туристу, я виліз на цю давню споруду,
проте моє прагнення познайомитися з мостом, який представляв собою
найважливіша ланка акведука, колись що забезпечує водою стародавній Нім (латинську
колонію Немаус), було продиктовано швидше за професійним інтересом, а не
простою цікавістю. Я дивився на міст і залишки акведука очима інженера,
намагаючись оцінити ступінь конструктивного досконалості різних частин системи
водопостачання.
Зазвичай
вважається, що римські інженери вирішували свої завдання чисто практично, на основі
раніше накопиченого досвіду, поступово удосконалюючи перевірені часом
конструкції, і що вони мало розбиралися, наприклад, у геометрії, щоб на її
основі досягати оптимальної швидкості води у водогоні або ж визначати, яку
масу повинен мати міст, щоб він витримував сильний натиск вітру. Крім того,
їх прийнято вважати консерваторами в будівництві, які недолік
теоретичних знань компенсували спорудженням таких конструкцій, які
мали багаторазовий запас міцності і з цієї причини вимагали непомірних
витрат.
І
тим не менше Пон-дю-Гар зі своїми неймовірно високими і величними арками
знаменував собою рішучий відхід від усього того, що римляни побудували до
цього. Втілений в камені зухвалий задум наводив на думку, що римські
інженери, можливо, мали набагато більші знання, ніж прийнято вважати. І
я, мабуть, не помилився. Розрахунки, виконані мною спільно з Річардом А.
Новаком, моїм колишнім колегою по Університету шт. Міссурі, свідчать про
дивовижною складності конструктивних рішень, до яких вдавалися римські
гідротехніки і будівельники при спорудженні акведука в Немаусе.
Велику
допомогу в дослідженнях, які я проводив у Франції, зробив Жан-Люк Фіш з
Французького національного центру наукових досліджень. Разом з групою
очолюваних ним фахівців він допомагав мені в дослідженні Пон-дю-Гара і
інших залишків акведука. Паралельно французькі колеги займалися
підготовкою фотометричного обстеження зазначених об'єктів.
ПО
Акведук, ретельно дослідженої нами в 1985 р., коли-то самопливом надходила
вода. Її шлях починався від джерел поблизу невеликого селища Уцеція (нині
Юзес) і закінчувався у схилу пагорба в Немаусе, де знаходився круглий
"кастеллум" (водозбірний басейн). Звідти вода з десяти
розподільними трубопроводами подавалася на більш низькі рівні.
За
деякими даними акведук був споруджений в 19 р. до н.е. Марком Агріппою,
сподвижником імператора Августа. Агріппа був не тільки видатним полководцем і
державним діячем, але і блискучим інженером. Під його керівництвом здійснені
основні роботи з проектування багатьох споруд громадського значення в
Римської імперії, зокрема систем водопостачання. Відомо, що приблизно в 19
р. до н.е. він перебував у Немаусе або в його околицях.
В
той час Немаус з його населенням близько 50 тис. людина, безперечно, потребував
досконалої системи водопостачання. На всьому протязі від Сирії до Іспанії і від
Північного моря до Сахари імперія переживала "золотий вік"
цивільного будівництва. Римляни будували дороги, мости, будівлі, каналізаційні
споруди, театри, стадіони і, звичайно, чудові громадські лазні.
Останні були найважливішим елементом в житті римлян і вимагали витрати чистої
води, зіставного з тим, що існує в системі водопостачання
сучасних міст. Джерела і колодязі, мабуть, вже не могли задовольнити
зрослі потреби у воді, що й зумовило необхідність в будівництві
акведука.
Його
споруда була непростим завданням і вимагало рішення безлічі складних
проблем, вирішення яких було під силу лише такого фахівця, як Агріппа.
Джерела в околицях Уцеціі могли б забезпечити витрата води близько 600 л на
добу на кожного жителя Немауса, що було б цілком достатньо. Однак
відстань по прямій від Уцеціі до Немауса становило приблизно 20 км. Траса
водоводу по цьому шляху проходила б через пагорби і вузькі ущелини, що вимагало
б спорудження щонайменше одного 8-кілометрового тунелю. Люди навчилися
будувати такі тунелі лише через багато століть. Пагорби не давали обійти цю
місцевість і з заходу, тому єдиним можливим рішенням був її обхід по
дузі зі сходу.
На
такому шляху було набагато менше горбів, але разом з тим він вимагав споруди
акведука довжиною 50 км, який мав перетнути глибоку долину річки Гардона.
Будівельникам належало пробиватися через нагромадження що виходять на поверхню
кам'яних порід або обходити їх, а також перетинати болота. Одна з найскладніших
проблем була обумовлена невеликою висотою джерел над рівнем водозбірного
басейну, всього 17 м. Проектуючи тунелі та мости, які повинні були стати
частиною акведука, Агріппо, та його помічникам, в розпорядженні яких перебували
лише примітивні ватерпас, абаки і воскові таблички, доводилося піклуватися про
збереженні мізерно малого середнього ухилу по трасі каналу, що не перевищує
0,34 м на 1 км (ця величина виходить діленням 17-метрового перепаду рівнів
між Уцеціей і Немаусом на 50 км, тобто довжину самого каналу). Такий ухил
непомітний на-віч, тому навіть невелика помилка могла призвести до виходу на
плоскі ділянки, на яких застоювалася б вода.
НАЙГОЛОВНІШЕ
Найбільше мене цікавило, чи змогли римські будівельники забезпечити ефективне, з
мінімальним опором, рух води по каналу. Це було б справді
чудовим здійсненням з урахуванням того, що математичні формули, якими в
наші дні користуються будівельники під час проектування водопроводу з подачею води
самопливом, були виведені лише в XIX ст.
З
допомогою Новака я оцінив ефективність потоку води, розрахувавши для цього її
глибину в різних частинах каналу. Відомо, що в ідеальному випадку глибина
води дорівнює половині ширини каналу, оскільки при цьому площа дотику
води з його поверхнями, віднесена до обсягу води в лотку (і тим самим тертя
між рухається водою і цими поверхнями), є мінімальною.
Глибину
води можна визначити, знаючи шорсткість стінок і дна каналу, його геометрію і
ухил, а також швидкість надходження в нього води з джерела. Всі ці дані
доступні. Наприклад, відомо, що стіни і дно каналу були достатньо гладкими.
Як і в інших акведук, побудований римлянами, він в основному проходив під
землею. Робочі викопували траншею, застеляли її бетонною основою, зводили
стіни каналу з каменю і облицьовували їх шаром рожевою Мальти, що представляє
собою гладку, водонепроникну суміш вапна, свинячого жиру і молочного соку
(латексу) незрілих фігових плодів. Після цього вони зводили над траншеєю
напівкруглу кам'яну арку і засипали її землею.
Нам
також було відомо, що поперечний переріз лотка зазвичай мало вигляд відкритого
квадрата зі стороною 1,2 м, а загальна висота каналу, включаючи прохід під аркою,
становила 1,8 м, цілком достатньо для того, щоб люди, які обслуговували
споруда, могли стояти там в повний зріст. До місця робіт вони проникали через
люки, розташовані на однаковій відстані один від одного вздовж усієї траси
каналу. Там, де акведук виходив на поверхню, наприклад на мосту Пон-дю-Гар,
канал мав прямокутний перетин за рахунок більш високих стін, на які були
покладені кам'яні плити. Ці плити мали більшу стійкість до вивітрюванню,
ніж кам'яні склепіння.
За
економічних міркувань, на яких я ще зупинюся, частина каналу вище
Пон-дю-Гара мала середній ухил 0,67 м/км у порівнянні з 0,187 м/км нижче цього
місця, де ухил коливався в межах 0,07-0,30 м/км. На основі сучасних
гідрологічних оцінок можна вважати, що витрата води в каналі з джерел у
околицях Уцеціі становив 210-450 л/с (середнє значення близько 350 л/с).
Будівельників
(і нас також) не цікавила глибина води у верхній ділянці каналу. Вони,
очевидно, вирішили зробити канал в цьому місці крутіше, з тим щоб в максимальній
мірі зменшити висоту Пон-дю-Гара і підведень до нього і тим самим знизити
вартість будівельних робіт, а також зменшити ймовірність невдачі в
здійсненні проекту. (Навіть і в цьому випадку Пон-дю-Гар виявився найвищим
з усіх мостів, коли-небудь побудованих римлянами). Зменшення висоти, проте,
було пов'язано з іншою проблемою: через більшу крутизни першої ділянки
каналу довелося робити пологішим ту ділянку, який починався від
Пон-дю-Гара, тому ухил на цій ділянці мінімальний.
Вдалося
Чи будівельникам домогтися того, щоб вода вільно текла по вирішального
нижньому ділянці каналу? За нашими розрахунками глибини води на даній ділянці, ця
завдання було вирішено дуже успішно. Ми з'ясували, що з урахуванням низки умов
глибина тут була близька до оптимального значення 0,6 м. При проходженні по
каналу найменшої кількості води її глибина в самій пологої частині каналу,
відразу після Пон-дю-Гара, була ідеальною. Те ж саме спостерігалося при
максимальний потік в найбільш крутий (кінцевої) секції безпосередньо перед
водозбірних басейнів. За допомогою емпірично отриманого виразу, відомого
як формула Маннінга, ми отримали розрахункове значення рівня води. Воно також виявилося
рівним 0,6 м для середнього ухилу 0,187 м/км по всій ділянці каналу нижче мосту
в періоди помірного потоку.
Ми
також проаналізували, наскільки вірогідною була небезпека переповнення каналу,
тобто підвищення рівня води за відмітку 1,2 м, що призвело б до її витоку або
зменшення простору над водою, необхідного для нормальної роботи людей,
обслуговували канал. Ми прийшли до висновку, що така небезпека була відсутня. У
самому пологом місці каналу, тобто там, де швидкість води повинна знижуватися, а
рівень бути максимальним, "квадратна частина" була досить ємною
для того, щоб вмістити воду, що витікає із джерел у період найбільшого
рівня води в них. Важко уявити, щоб настільки економічно побудований і
експлуатований канал міг бути більш досконалим за своєю конструкцією.
МОСТ,
ще більшою мірою ніж канал, вражає уяву і не тільки завдяки
ажурності своїй конструкції, що витримує вагу шестітонних каменів, з яких
він споруджений, але й тому, що він пережив майже два тисячоліття. Міст відрізняється
збалансованістю прогонових будов: його нижній ярус більше і масивніший
середнього, який у свою чергу більше й массивнее верхнього ярусу з
проходив по ньому водоводом. Долина, яку перетинає міст, відома своїми
ураганними вітрами, а річка під ним навесні сильно розливається. Римські інженери,
ймовірно, не вміли точно розраховувати перекидаючий навантаження під дією
вітру і паводків. Навіть і в наш час розрахунок таких навантажень є складною
завданням. Мимоволі виникає запитання, чи не вирішували чи древні будівельники цю проблему
за рахунок надлишкової міцності своїх споруд?
В
пошуках відповіді на це питання я розрахував, яка повинна бути швидкість вітру,
щоб виникаючі навантаження могли викликати хоча б невеликі тріщини у швах
кам'яної кладки в тому чи іншому місці моста. Шви взагалі є найслабшим
місцем конструкції, тому будь-яка тріщина в них може призвести до руйнування
мосту. Потім я порівняв результати своїх розрахунків з даними для вітрових
навантажень, типових для цього району.
В
розрахунках бралися до уваги напрямок і величина вітрових навантажень,
які могли впливати на одиничний проліт мосту під час ураганів
різної сили. (Проліт моста Пон-дю-Гар являє собою секцію, що складається
з арки нижнього ярусу і кам'яної кладки, розташованої безпосередньо над ним
на інших ярусах). Потім я розрахував що розтягують напруги (у даному
випадку спрямовані вгору), що виникають під дією вітру з навітряної
сторони прольоту, а також що стискають (направлені вниз) з його підвітряного
сторони (див. малюнок на с. 79). Крім того,
були розраховані напруги стиснення, обумовлені вагою кам'яної кладки над
кожним даною ділянкою, оскільки вони протидіють розтягуючих
напруженням під дією вітру і тим самим обмежують його перекидаючий
силу. Це легко показати на простому прикладі: стопка важких цегли
витримує досить сильний боковий поштовх, у той час як таку ж стопку
пінопластових цеглин можна перекинути, злегка вдаривши по ній пальцем.
В
оцінці міцності конструкції мосту я виходив з того, що якщо розтягуюче
напруга більше стискаючого, то у швах кам'яної кладки з'являється тріщина. У
цьому випадку з навітряної сторони верхній шар кладки відходить від нижнього.
Вплив розчину мені враховувати не довелося, оскільки його не застосовували при
будівництві мосту. Відповідно до розрахунків, підстави опор середнього ярусу мосту
найбільш уразливі для розтягуючого напруги, хоч і не набагато більше, ніж
опори нижнього ярусу. Коли урагани приводили до повеней, а що розбушувалася вода
починала битися об нижні опори, їх підстави ставали настільки ж вразливими,
як і підстави опор середнього ярусу.
Мною
було встановлено, що руйнує розтягуюче напруження виникає в
підставі опор нижнього та середнього ярусу при ураганному вітрі, швидкість якого
біля поверхні землі складає приблизно 215 км/ч. У той же час швидкість вітрів
в цьому районі не перевищує 150 км/год, а викликаються ними навантаження лише в окремих
випадках досягають половини тієї, яка виникає при вказаній вище розрахункової швидкості.
Тим самим міст мав приблизно дворазовий запас міцності, або стійкості, до
навантажень, які приводять до появи тріщин. Цей запас міцності цілком
достатній і відповідає прийнятому в сучасному будівництві.
Римляни
знали, як розраховувати вага кам'яної кладки, але не вміли точно визначати
навантаження, що викликаються вітром. Тому тим більше вражають конструктивні
рішення, використані ними при будівництві обох ярусів. Очевидно, що
будівельники та гідротехніки не тільки успішно впоралися з неймовірно складними
завданнями, які стояли перед ними, а й зуміли обійтися при цьому без надмірно
дорогих і складних конструкцій.
ЯК
І МІСТ Пон-дю-Гар, водозбірний басейн також пережив тисячоліття, що дає
додаткову можливість зрозуміти особливості конструкцій римлян. Будинок, у
якому знаходився водозбірний басейн, не існує, проте сам басейн
є одним з найбільш добре збережених споруд такого
роду. Його діаметр близько 6, а глибина 1,4 м. Пази в нижній і бічних сторонах
квадратного (зі стороною 1,2 м) введення, через який вода з каналу надходила в
облицьований Мальтою басейн, а також отвори в кам'яних плитах над цим
введенням свідчать про те, що введення закінчувався затворами, за допомогою
яких регулювалося надходження води в басейн.
При
нормальній роботі системи вода витікала з басейну через десять
розподільних труб, місцезнаходження та діаметр яких (0,3 м) можна
встановити за наскрізними отворів в стінках басейну. Труби були виготовлені з
свинцю. Про те, що цей матеріал становить небезпеку для організму людини
було вже відомо, але з цим мирилися, оскільки через підвищеної жорсткості
води стінки труб незабаром покривалися захисним шаром кальцію. Для зливу води з
басейну (ймовірно, в каналізацію) використовувалися три донних отвори,
оснащених клапанами, які в нормальному робочому режимі були закриті. Діаметр
цих отворів також дорівнював приблизно 0,3 м.
Приступивши
разом з Новаком до вивчення пристрої водозбірного басейну, ми спочатку
оцінили гідравлічний ККД розподільних труб. Як вдалося встановити, при
максимальному надходження води в басейн свинцеві труби були заповнені
наполовину, що є оптимальним для водопроводу круглого перерізу і
являє собою додаткову умову для забезпечення максимального ККД.
Потім
ми зайнялися вирішенням питань, які вже давно інтерес?? вали археологів: для
чого були потрібні затвори на вході в басейн, як вони діяли, і чому
будівельники використовували три великі зливних отвори замість зазвичай застосовувався
в таких випадках одного невеликого?
Що
стосується затворів, то ми відразу відкинули як необгрунтоване раніше висловлену
припущення про те, що вони виконували роль клапанів для регулювання потоку
води на вході в басейн. Використання їх як клапанів могло б призвести
до пошкодження склепінь. При безперервному надходженні води з джерел система
затворів, яка припиняла б її надходження в басейн (якщо така система
взагалі була можлива), примушувала б воду збиратися в каналі до тих пір, поки
врешті-решт вона не почала б просочуватися через нещільні склепіння. Найімовірніше
за все, затвори служили для вимірювання витрат води в той чи інший момент
часу. Будучи фахівцями в галузі водопостачання, римляни навряд чи
знехтували необхідністю вимірювання її витрати.
Ми
з Новаком проаналізували декілька можливих способів вимірювання витрат води
і прийшли до висновку, що швидше за все римляни застосовували шлюз-регулятор. Ця
система, в якій вода протікала під затвором, була простою і в той же час
чутливою до зміни потоку. Наші дослідження дозволили припустити, що
римські гідротехніки розуміли і використовували принцип, який, як прийнято
вважати, став відомий лише в XIX ст. Згідно з цим принципом, якщо відомий
розмір знаходиться під водою отвори, через який вода з каналу надходить
в басейн, а також натиск, тобто різниця між рівнем води в басейні і каналі,
то можна визначити витрата води (див. малюнок на с. 80).
ШЛЮЗ-РЕГУЛЯТОР
складався з двох розташованих один за одним затворів, які перекривали
канал по ширині, а по висоті трохи не доходили до його половини. Як нам
видається, шлюз-регулятор використовували в такий спосіб. Ночами
вимірювання, мабуть, не проводилися, тому обидва затвора в цей час доби були
підняті, а рівні води в басейні і каналі були однаковими. Вранці кастеляріус,
або доглядач, за допомогою мотузок, пропущені через отвори вгорі кам'яних
плит, опускав передній затвор до сполучення відмітки на ньому з поверхнею води
в басейні. При цьому верхня кромка затвора опинялася на певній висоті
(рівні заданого напору) над поверхнею води в басейні. Потім доглядач
опускав задній затвор, тим самим зменшуючи розмір підводного отвори і
змушуючи воду підніматися в каналі.
Доглядач
продовжував повільно опускати задній затвор до тих пір, поки тонка цівка води
не починала перетікати в басейн через передній затвор, що вказувало на
досягнення водою в каналі рівня верхнього краю цього затвора і тим самим
заданого напору. У цей момент доглядач відзначав висоту отвори по
водомірний рейці на задньому затворі, а потім, для визначення витрати води,
примножить її свідчення на постійний коефіцієнт. Рейка, можливо, була
отградуірована на прямі свідчення витрати.
Ми
вважаємо, що з усіх можливих варіантів римляни, швидше за все, використовували
саме метод, заснований на постійному натиску, оскільки він більш за все
узгоджується з археологічними даними, легко здійснимо і досить точний. Крім
того, тільки цей метод дає свідчення лінійно пов'язані з витратами, і
будівельники, напевно, оцінили це зручність. Зазначені затвори можна було
використовувати не тільки для вимірювання витрат води, а й як елементи
системи водоспуска за допомогою колись таємничих донних отворів.
Кількість
і розміри цих отворів можна пояснити досить просто. Для очищення
басейну або проведення ремонтних робіт його доводилося звільняти від води.
Раніше археологи припускали, що приплив води в басейн міг бути припинений на
будь-який час, і тому вони могли як завгодно довго чекати, поки з нього
зіллється вода. У такому випадку годилося навіть самий невеликий отвір. Однак,
якщо надходження води в басейн не можна було припиняти на довгий час, а так,
мабуть, і була справа, то одного невеликого отвору виявлялося недостатньо.
Рішення проблеми полягала у використанні декількох великих зливних отворів,
таких, щоб при безперервному надходженні води в басейн його можна було осушувати
майже до дна, а при тимчасовому припинення припливу звільняти від води
повністю.
При
низькій витраті води відкриття всіх зливних отворів знижувало її рівень по
щиколотку. Для повного осушення басейну робочим потрібно було лише підняти
затвори і одночасно відкрити зливні отвори, потім, дочекавшись, коли
рівень води в каналі впаде, повністю перекрити затвори. Після цього басейн
осушуються всього за півхвилини. При цьому воду можна було утримувати за затворами в
протягом приблизно 20 хв. За цей час робітники встигали очистити басейн і
зробити невеликі ремонтні роботи.
Кожна
з розглянутих нами конструктивних особливостей акведука заслуговує високої
оцінки. Вони свідчать про те, що римським інженерам або супроводжувала
удача, або ж, що більш ймовірно, вони були більш майстерними фахівцями, ніж
звичайно прийнято думати про них. Чи довго функціонував акведук? Відомо, що він
надійно працював протягом майже чотирьох століть. Після занепаду римської імперії
канал прийшов в запустіння і його стінки вкрилися товстими кальцієвими
відкладеннями. До VIII ст. н.е. він вже був настільки забитий, що виявився
практично виведених з ладу. З часом війни та землетруси зруйнували
багато частин акведука, а люди виламували камені і свинець для своїх потреб.
Сильно,
особливо в середні віки, постраждав Пон-дю-Гар. Комусь прийшла в голову божевільна
ідея звузити опори другого ярусу з тим, щоб звільнити простір для
руху по мосту людей. Цим шляхом користувалися до тих пір, поки в 1740-х
роках Анрі Піто НЕ спорудив по сусідству міст, який в наш час щорічно
перетинають два мільйони чоловік. Стародавній міст був належним чином
відновлений лише в 1855 р., коли імператор Наполеон III нарешті розпорядився
про проведення його ретельного ремонту. Сьогодні Пон-дю-Гар залишається красномовним
свідченням сміливих задумів та майстерності римлян.
МОСТ ПОН-дю-ГАР, що перетинає долину річки Гардона, був одним з
основних ланок акведука в Німі. Міст вражає уяву не тільки своєю
красою і довговічністю, але й розмірами: висота - майже 49 м, довжина - 275
м. Пон-дю-Гар був найвищим мостом з коли небудь збудованих римлянами.
Висота його нижнього ярусу з шістьма арками - 21,87, ширина - 6,36 м; середнього з
11-у арками - відповідно 19,50 і 4,56 м і верхнього, по якому проходив
бетонний водогін - відповідно 7,40 і 3,06 м. Довжина прольоту найбільших
арок становить 24,5 м.
ТРАСИ Акведук (червоний) починалася у джерел поблизу селища
Уцеція (сучасна назва - Юзес). Звідси акведук йшов по 50-кілометровій
дузі спочатку на південний схід до Пон-дю-Гару, а потім південний захід, повз сучасних
Сон-Бонні і Сен-Жервазі до Немауса (сучасного Німа). Вода подавалася в
кастеллум (водозбірний басейн) на схилі пагорба в Немаусе і далі на більш
низькі рівні з десяти свинцевим трубах. Прокласти трасу акведука
найкоротшим шляхом, тобто у південному напрямі до Немаусу, було неможливо через
високих пагорбів.
ЗБЕРЕГТИ ДІЛЯНКА водного каналу (ліворуч), покритий товстим шаром
кальцієвих відкладень. Канал в основному проходив під землею. Та його частина, де
текла вода, мала квадратне розтин (зі стороною 1,2 м). Загальна висота
каналу, разом зі склепінням, - 1,8 м, достатня для того, щоб робітники,
обслуговували канал, могли стояти в ньому у повний зріст. У місцях виходу
водоводу на поверхню, наприклад на Пон-дю-Гаре (праворуч), стіни були вище
1,2 м, а замість зведення використовували кам'яні плити.
КРИВИЙ ЗМІНИ ВИСОТИ РОЗТАШУВАННЯ ТРАСИ каналу над рівнем моря.
Канал мав дуже малий ухил (в середньому 0,34 м/км). Ця величина виходить
діленням 17-метрового перепаду висоти (між Уцеціей і Немаусом) на 50 км.
Незважаючи на невеликий ухил, глибина води в різних ділянках каналу була
часто оптимальною і дорівнювала приблизно 0,6 м. Внизу наведені значення
глибини основних ділянок каналу для періодів з різними витратами води з
джерел: малим (світло-синій), середнім (синій) і великим (темно-синій).
Слід звернути увагу, що глибина була оптимальною в самій пологої частини
каналу (безпосередньо за мостом) при мінімальному витраті води і в кінцевій
його частини (між Сен-Жервазі і Немаусом) при максимальній витраті.
НАВАНТАЖЕННЯ в прольоті моста (a), що викликаються вітром, визначалися автором
для виявлення тих місць, де найбільш імовірна поява тріщин у швах
кам'яної кладки. Як свідчать отримані результати, найбільш уразливі
підстави опор другого ярусу (виділено рамками); при швидкості вітру вище 215
км/ч може відбутися відділення підстав опор від підстилаючих плит.
Критична швидкість вітру визначалася на основі оцінки стискаючих напруг
(синій), обумовлених вагою кам'яної кладки (b), що розтягують (червоний) і стискаючих
напруги, що викликаються вітром (c). Тріщини у швах кладки виникають у тому
випадку, коли що розтягують напруги перевищують стискають напруги,
обумовлені вагою кладки (d).
водозбірний басейн (ліворуч), ймовірно, мав два розташованих один за
іншому затвора, за допомогою яких можна було регулювати надходження води з
каналу в басейн. Затвори служили також для вимірювання (праворуч) витрати води в
каналі, величина якого визначалася за різниці рівнів води в басейні і
каналі, а також з урахуванням розміру підводного отвору змінного перетину,
через яке вода надходила в басейн. Перед вимірюванням витрати затвори
знаходилися в піднятому положенні (праворуч угорі), відповідному повного
витраті. Доглядач опускав передній затвор до сполучення відмітки на ньому з
рівнем води в басейні (праворуч у центрі). Потім він з часом опускав задній
затвор, поки тонка цівка води не починала перетікати з каналу через
передній затвор в басейн. Це вказувало на досягнення заданого перепаду
рівнів (справа внизу). Витрата визначався за водомірний рейці, прикріпленою
до заднього затвору, або ж множенням розміру підводного отвори на заданий
постійна коефіцієнт.
Список літератури
Для
підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://ancientrome.ru/
