罗马人如何建造长达数百公里的引水渠
古罗马引水渠向城市和聚居地输送水源,其中一些绵延数百公里。尤其是为君士坦丁堡——即现代伊斯坦布尔——供水的瓦伦斯引水渠,长度约为400公里。正如《生命科学》报道,这些建筑的耐久性得益于对路线的精确规划、罗马混凝土的特性以及定期维护。
路线测算
在施工前,罗马人会选择水源,通常优先考虑天然泉水。路线的设计带有极小的下坡坡度,以便水能依靠重力流向城市或聚居地。为了确定所需的坡度,测量员使用libra和dioptra仪器。
dioptra呈圆盘状,中间设有瞄准尺,并可安装在支架上。测量员透过瞄准尺观察布置在地形中的测量标尺,以确定高度差。libra的确切构造尚不完全清楚,但已知这种仪器配有悬挂的铅垂线。它也会与经过校准的标尺配合使用,以比较路线各段的高度。
材料与结构
罗马混凝土发挥了重要作用,其成分包括火山灰质材料、石灰和水。这种材料会在水的作用下硬化。萨莱诺大学教授乔瓦尼·德·费奥估计,混凝土对于桥梁、拱廊和引水渠的其他结构构件尤为重要。
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与此同时,这些建筑得以保存并不只是因为混凝土。罗马人努力让路线穿过稳定的地质构造,并避开不稳定的地貌。在地面施工困难的地方,部分输水管道设有长距离地下段;另一些则在拱形结构上延伸很长距离。
清理与维护
当水接近城市时,有时会被引入水池,让沉积物沉到底部。之后,水进入分配蓄水池。研究人员估计,一支约500人的团队可在15年内完成雅典哈德良引水渠全长20公里的工程。
建成后,引水渠需要定期维护。研究法国迪沃纳一处建筑的研究人员发现,随着时间推移,其上积累了碳酸盐沉积物。工人在重新抹灰前会部分刮除这些沉积物,不过在其他情况下,新一层灰泥会直接涂在沉积物上。建于公元前19年的Aqua Virgo引水渠至今仍为罗马供水。