В Акведук Эйфеля был одним из самых длинных акведуков Римской империи.
Акведук, построенный в 80 году нашей эры, нес воду примерно в 95 километрах (59 миль) от холмистого региона Эйфель на территории нынешней Германии до древнего города Колония Клаудия Ара Агриппиненсиум (современный Кельн). Если учесть вспомогательные ответвления к дополнительным источникам, длина составляла 130 километров (81 милю). Сооружение было почти полностью под землей, и поток воды создавался исключительно за счет силы тяжести. Для прохождения через долины потребовалось несколько мостов, в том числе один длиной до 1400 метров (0,87 мили). В отличие от некоторых других знаменитых римских акведуков, акведук Эйфеля был специально спроектирован таким образом, чтобы свести к минимуму надземную часть, чтобы защитить его от повреждений и замерзания.
История
До строительства акведука Эйфель Кельн получал воду из акведука Воргебирге, который брал начало в родниках и ручьях из района Вилле к западу от города. По мере роста города этот акведук больше не мог обеспечивать достаточное количество воды надлежащего качества: летом источники содержали небольшое количество ила, а иногда даже пересыхали. Был построен новый акведук для подачи воды из источников Эйфеля в город.
Акведук Эйфеля был построен в северной части региона. Конструкция из бетона с камнями, образующими арочное покрытие. Его максимальная пропускная способность составляла примерно 20 000 кубических метров (4 400 000 галлонов) питьевой воды в день. Акведук обеспечивал водой фонтаны, бани и частные дома колонии Клаудия Ара Агриппиненсиум. Акведук использовался примерно до 260 года, когда город был впервые разграблен германскими племенами. После этой даты он так и не был снова введен в эксплуатацию, и город получал воду из старого акведука Воргебирге.
Курс
Акведук начинался у источника в районе Неттерсхайма в долине реки Урфт. Затем он проследовал по долине до Калля, где ему пришлось преодолеть водораздел между Маасом и Рейном. Римские инженеры выбрали это место, потому что смогли преодолеть пропасть, не прибегая к туннелю или насосу. Затем акведук проходил параллельно северным горам Эйфель, пересекая арочным мостом Эрфт недалеко от Кройцвайнгартена (в районе Ойскирхена) и Свистбах. В Коттенфорсте, к северо-западу от Бонна, он проходил через высокогорье Воргебирге. Наконец, он проходил через Брюль и Хюрт, прежде чем прибыть в Кельн. Другие источники в регионе, которые соответствовали римским стандартам качества и количества, также были оборудованы акведуками для питания магистрали.
Архитектурные аспекты
Для защиты от морозов большая часть акведука проходила примерно на 1 м (3 фута) ниже поверхности Земли. Археологические раскопки показывают, что на самом нижнем уровне римские инженеры уложили рыхлый слой камней. На этом основании они проложили бетонную или каменную U-образную канавку для воды, а поверх нее для возведения защитной арки были использованы обтесанные камни и строительный раствор.
Для бетонных работ и возведения арки инженеры использовали доски для изготовления формы. Отпечатки древесины остаются в бетоне 2000 лет спустя. Акведук имел внутреннюю ширину 70 сантиметров (28 дюймов) и высоту 1 метр (3,3 фута), поэтому рабочий мог при необходимости войти в трубу. Внешняя сторона акведука была оштукатурена, чтобы не пропускать грязную воду. В нескольких местах вдоль акведука была проложена дренажная система для отвода грунтовых вод. Небольшие ручьи пересекали акведук через водопропускные трубы: один, совсем рядом с источником, все еще хорошо сохранился.
Внутренняя часть акведука также была оштукатурена красноватой смесью под названием opus signinum. Эта смесь содержала известь, а также толченый кирпич. Этот материал затвердел под водой и предотвратил утечку наружу. Небольшие трещины были заделаны древесной золой, которой их посыпали при первом вводе акведука в эксплуатацию.
Римские пружинные сооружения
Несколько источников в этом районе были оборудованы конструкциями, облегчающими их впадение в акведук. Первый находится у источника, Грюнер Пютц недалеко от Неттерсхайма. Наиболее изученным является «фонтан Клауса» в Мехернихе. Это место было археологически реконструировано и сохранено. Конструкции у различных источников были спроектированы таким образом, чтобы соответствовать характеристикам местности и соответствовать современным техническим требованиям.
Там было четыре основных района источников:
- Grüner Pütz (Green well) near Nettersheim
- Клаусбруннен (Клаус-спринг) недалеко от Мехерни
- Район источников в Мехерних-Урфее
- The Hausener Benden in Mechernich-Eiserfey
Район источника Хаузенер-Бенден, также недалеко от Мехерни, интересен тем, что он был обнаружен довольно поздно и снова введен в эксплуатацию. В 1938 году при поиске источника питьевой воды для Мехерни рабочие наткнулись на линию подачи воды в акведук из этого района. Вода из источника была просто подключена к современной водопроводной сети. Чтобы не повредить источник, они не проводили археологических поисков сооружения вокруг источника.
Римские требования к качеству воды
Римляне предпочитали питьевую воду с высоким содержанием минералов, предпочитая ее вкус мягкой воде. Римский архитектор Витрувий описал процесс тестирования источника питьевой воды:
Источники следует заранее протестировать следующими способами. Если они работают свободно и открыты, прежде чем начать проводить воду, осмотрите и понаблюдайте за телосложением людей, которые живут поблизости, и если их телосложение крепкое, цвет лица свежий, ноги здоровые, а глаза ясные, источники заслуживают полного одобрения. Если это только что вырытый источник, его вода превосходна, если ее можно налить в коринфскую вазу или в любую другую, сделанную из хорошей бронзы, не оставив на ней ни пятнышка. Опять же, если такую воду вскипятить в бронзовом котле, затем оставить на некоторое время, а затем слить, не обнаружив на дне котла песка или грязи, эта вода также докажет свое превосходство.
Витрувий настаивал, «Следовательно, мы должны проявлять большую осторожность и усердие при поиске источников и их выборе, принимая во внимание здоровье человечества». Вода из акведука Эйфеля считалась одной из самых лучших в империи.
Витрувий настаивал, «Следовательно, мы должны проявлять большую осторожность и усердие при поиске источников и их выборе, принимая во внимание здоровье человечества». Вода из акведука Эйфеля считалась одной из самых лучших в империи.
К сожалению, жесткая вода имеет тенденцию образовывать отложения карбоната кальция, и сегодня все участки акведука покрыты толстым слоем отложений, похожих на известняк, толщиной до 20 сантиметров (8 дюймов). Несмотря на уменьшение площади поперечного сечения акведука, вызванное этими отложениями, акведук все еще был в состоянии обеспечивать Кельн необходимым количеством воды. В средние века слой «мрамора Эйфеля» из акведука широко использовался повторно в качестве строительного материала.
Надземные участки
По разным причинам акведук Эйфеля имеет очень мало надземных участков, в отличие от других римских акведуков, таких как Пон-дю-Гар на юге Франции:
- Маршрут акведука был выбран таким образом, чтобы избежать необходимости в подобных сооружениях.
- При строительстве под землей акведук был защищен от замерзания.
- Вода, поступающая в Кельн, имела приятную температуру благодаря изолирующим свойствам грунта.
- В случае войны акведук было бы легче повредить.
Тем не менее, есть несколько мест, где были необходимы мосты или другие сооружения. Наиболее заметным был арочный мост через Свистбах недалеко от Райнбаха, длина которого составляла 1400 метров (0,87 мили), а высота — до 10 метров (33 футов). Археологи подсчитали, что первоначальный мост имел 295 арок, каждая шириной 3,56 метра (11,7 фута), но с течением лет мост превратился в щебень.
Меньший арочный мост пересекал долину недалеко от Мехернича. Он был около 10 метров (33 фута) в высоту и 70 метров (230 футов) в длину. Археологические остатки здесь были в достаточно хорошем состоянии, поэтому была проведена частичная реконструкция, чтобы показать, как, должно быть, выглядел оригинал.
Строительство римского акведука
Строительство акведука предъявляло большие требования к возможностям и знаниям римских инженеров. Римляне время от времени сталкивались с проблемами некачественной работы над крупными проектами, о чем свидетельствует Секст Юлий Фронтин, ведущий чиновник по водным ресурсам в городе Рим, который написал:
Ни одно другое сооружение не требует большей осторожности при его возведении, чем то, которое должно содержать воду. Поэтому необходимо очень добросовестно контролировать все аспекты такого проекта, действуя в полном соответствии с правилами, которые все знают, но лишь немногие следуют им на самом деле.
Стоимость строительства
Учитывая объем геодезических работ, подземного строительства и кирпичной кладки, сооружение такого размера не могло быть построено все сразу. Вместо этого инженеры разделили всю строительную площадку на отдельные участки застройки. Благодаря археологическим исследованиям были определены границы этих участков застройки. Что касается акведука Эйфеля, то каждый из них имел длину 15 000 римских футов (4400 м или 2,7 мили в современных единицах измерения). Далее было продемонстрировано, что геодезические работы проводились отдельно от здания, как это фактически является правилом сегодня в крупных строительных проектах.
На каждый метр (3,3 фута) акведука приходилось выкопывать примерно 3-4 м3 (100-140 футов 3) земли, затем 1,5 м3 (50 футов 3) бетона и кирпичной кладки, а также 2,2 м2 (24 фута 2) штукатурного герметика. Общие затраты на рабочую силу оцениваются в 475 000 человеко-дней: при примерно 180 возможных строительных днях в году из-за погодных условий 2500 рабочих проработали бы 16 месяцев, чтобы завершить проект. Фактическое время строительства, по-видимому, было еще больше, поскольку в этой оценке не учитывается вопрос о съемке и производстве строительных материалов.
После строительства траншеи здания были засыпаны, поверхность выровнена и проложен путь технического обслуживания. Путь технического обслуживания также служил для разграничения территорий, где сельское хозяйство было запрещено. Другие римские акведуки имеют аналогичные сооружения. Один из акведуков в Лион (Франция), Акведук Гир, был отмечен следующей надписью[:
По приказу императора Траяна Адриана Августа никому не разрешается пахать, сеять или сажать растения в пределах пространства, определенного для защиты акведука.
Римская геодезия
После того, как было выбрано хорошее место для акведука, необходимо было гарантировать постоянный уклон вниз по его ходу. Используя устройства, аналогичные современным уровням, римские инженеры были способны поддерживать уклон всего в 0,1 процента — один метр падения на каждый километр акведука. В дополнение к наклону, было необходимо, чтобы различные секции здания могли соединяться, сохраняя при этом постоянный уклон вниз.
Римские строители акведука Эйфеля тщательно использовали естественное осыпание почвы. Если нагрузка на одном сегменте оказывалась слишком высокой для следующего сегмента, на трассе строили небольшой бассейн, чтобы успокоить падающую воду.
Римский бетон
Бетон, использованный для акведука Эйфеля, представлял собой комбинацию извести, песка, камней и воды. Для изготовления формы, в которую укладывался бетон, использовались доски. Современные тесты качества бетона показывают, что он соответствует действующим стандартам. Этот конкретный бетон называется opus caementicium на латыни.
Эксплуатация акведука
В течение 180 лет эксплуатации акведука, с 80 по 260 год нашей эры, акведук требовал постоянного технического обслуживания, улучшения, очистки и освобождения от наростов известняка. Техническому обслуживанию способствовали регулярные ремонтные шахты, по которым рабочий мог спускаться в акведук. На участках ремонта и на границах между сегментами зданий были построены дополнительные ремонтные шахты. В местах соединения различных источников также были открытые бассейны, чтобы обслуживающий персонал мог следить за проблемными участками.
Распределение воды в древнем Кельне
На протяжении последних нескольких километров перед древним городом акведук выходил из-под земли и поддерживался мостом-акведуком высотой около 10 м (33 фута). Это дополнительное сооружение позволило доставлять воду в более высокие районы города по трубам под давлением. Трубы в то время изготавливались из свинцовых пластин, согнутых в кольцо, либо спаянных вместе, либо с фланцами для соединения отдельных секций трубы вместе. Римляне использовали бронзовые приспособления в качестве кранов.
Поступающая вода поступала сначала в различные общественные фонтаны города, которые работали всегда. Сеть фонтанов была настолько плотной, что ни одному жителю не приходилось преодолевать расстояние более 50 м (164 фута), чтобы набрать воды. Кроме того, различные общественные бани и частные дома, а также общественные туалеты были обеспечены водой. Сточные воды собирались в сети каналов под городом и отводились в Рейн. Один участок римской канализационной системы открыт для туристов под улицей Буденгассе в Кельне.
Акведук как каменоломня
Акведук Эйфель был разрушен германскими племенами в 260 году во время нападения на Кельн и так и не был восстановлен в эксплуатации, хотя город продолжал существовать. В ходе миграции различных племен по региону технология акведуков вышла из употребления и знаний о ней. Весь акведук оставался погребенным в земле около 500 лет, пока каролинги не начали новое строительство в долине Рейна. Поскольку в этом районе относительно мало природного камня, акведук стал излюбленным местом для получения строительных материалов. Передвижные секции акведука использовались, например, для строительства городской стены вокруг Райнбаха. На некоторых из этих секций сохранилась герметизирующая штукатурка с акведука. Таким образом, все надземные секции, а также значительная часть подземного сооружения, были демонтированы и повторно использованы в средневековом строительстве.
Особенно желательными в качестве строительного материала были наросты, похожие на известковый налет, изнутри акведука. В ходе эксплуатации акведука на многих участках образовался слой толщиной до 20 сантиметров (7,9 дюйма). Материал имел консистенцию, похожую на коричневый мрамор, и его можно было легко извлечь из акведука. После полировки на нем появились прожилки, и его также можно было использовать как каменную доску, если ее распилить плашмя. Этот искусственный камень нашел применение по всей Рейнской области и был очень популярен для изготовления колонн, оконных рам и даже алтарей. Использование «мрамора Эйфеля» можно увидеть даже на востоке, в Падерборне и Хильдесхайме, где он использовался в соборах. Собор Роскилле в Дании является самым северным местом его использования, где из него изготовлено несколько надгробий.
Средневековая легенда гласила, что акведук был подземным ходом из Трира в Кельн. Согласно легенде, дьявол поспорил с архитектором Кельнского собора, что он сможет построить этот туннель быстрее, чем успеет быть возведен собор. Архитектор принял пари и с большой поспешностью погнал людей на работу. Однажды строители ворвались в акведук, откуда была видна текущая вода. Говорят, что дьявольское хихиканье довело архитектора до самоубийства, когда он спрыгнул с недостроенной башни собора. Предположительно, смерть архитектора (а не нехватка средств) стала причиной многовековой задержки с завершением строительства.
В нескольких средневековых писаниях об акведуке полностью упускалась из виду первоначальная цель сооружения. Некоторые говорят, что по нему в город доставлялась не вода, а вино, например, Gesta Treverorum, написанная в 12 веке, и Гимн святому Анно 11 века.
Туризм
В Ремерканал-Вандервег («Пешеходная тропа римского канала») тянется примерно на 100 километров (62 мили) вдоль акведука от Неттерсхайма до Кельна. Поблизости налажено хорошее сообщениеобщественного транспорта, что позволяет проходить по тропе разными этапами. Ее также можно использовать как велосипедную дорожку. По пути следования расположено около 75 информационных станций, откуда открывается отличный вид на акведук.
Наследие
Археологические исследования акведука Эйфель начались в 19 веке. К.А. Эйк был первооткрывателем самого дальнего источника от Кельна в Грюнер-Пютце недалеко от Неттерсхайма (в 1867 году).Систематическое изучение акведука проводилось с 1940 по 1970 год Вальдемаром Хабереем (de). Его книга 1971 года по-прежнему является подходящим руководством по ходу строительства. В 1980 году археолог Клаус Греве (de) полностью наметил линию расположения и добавил ее на официальную топографическую карту Германии. Его Атлас римских акведуков Кельна (Atlas of Roman Aqueducts to Cologne, 1986) является стандартной работой для исследователей римской архитектуры.
Акведук Эйфель — очень важный и ценный археологический объект, особенно для изучения римских геодезических работ, организационных способностей и инженерных ноу-хау. Это также острый символ потери технических знаний во время упадка цивилизаций, поскольку в период между средневековьем и более поздними временами акведуку не было найдено лучшего применения, чем в качестве каменоломни. Римскому уровню технологий в этой области не было равных до 19-20 веков.
