Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

" Ярославский государственный технический университет"

заочный факультет

Кафедра Отечественной истории

Контрольная работа

по истории развития отросли

Выполнил:

Сунгурцева В.М.

Факультет: Заочный,

Группа: ЗОВР-15

Проверил:

Кандидат исторических наук, доцент кафедры

Отечественной истории

Тюрин Б.А.

Ярославль 2012

СОДЕРЖАНИЕ

1. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 2. 3. 4.

Реферат: Водоснабжение и канализация ………………………………..…………….. Водопроводные и канализационные сооружения древнего востока ………………... Водопроводные и канализационные сооружения древней Греции и Рима …………. Водоснабжение и канализация в средние века ……………………………………….. Водоснабжение и канализация в XVIII и начала XX веков ………………………….. Водоснабжение и канализация в СССР ……………………………………………….. Аннотация к книге: «Русский инженер»………………………………………………. Бетон………………………………………….. …………………………………………. Список используемой литературы……………………………………………………...

3 3 5 8 11 20 30 31 33

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ ВОДОСНАБЖЕНИЕ И КАНАЛИЗАЦИЯ.

1.1. Водопроводные и канализационные сооружения древнего востока.

Сооружения, предназначенные для целей водоснабжения и канали­зации, стали воздвигать в глубокой древности, с тех пор, когда возникли первые крупные населенные пункты, являвшиеся центрами человече­ской культуры и хозяйственной деятельности. Такие центры существо­вали в 4—3-м тысячелетиях до н. э. в долинах рек Нила, Тигра и Евф­рата, где жили и развивались народы Египта, Шумера и Аккада, Асси­рии и Вавилонии, Хеттии, а также на территории Индии (г. Хараппа,г. Махенджо-Даро) и Китая.

Основой культуры этих народов было земледелие, требовавшее ис­кусственного орошения земель. Этим и объясняется образование культурных центров в долинах рек, воды которых могли быть исполь­зованы как для целей орошения, так и для обводнения. На территорий этих государств были построены грандиозные по тому времени гидротехнические сооружения, назначение которых было задерживать воду рек в паводковый период и затем расходовать их по мере надобности в сухое время года. Для этой цели была сооружена сложная сеть каналов, плотин и водохранилищ.

Первые гидротехнические сооружения Древнего Востока возникли на базе потребностей агрономического характера. Однако рост населения, связанный с развивавшимся поливным земледелием, дававшим прекрасные урожаи, и отсутствие грунтовых вод для целей водоснабже­ния привели к необходимости использования сети каналов для целей бытового водоснабжения. При этом некоторые из каналов впоследствии были использованы для сброса сточных вод, а наиболее крупные из них в связи с развитием торговых отношений — в качестве путей сообщения

Осуществление столь сложных гидротехнических сооружений Древ­него Востока при низком уровне техники, ограниченной применением простейших орудий труда, было возможно лишь благодаря наличию ог­ромной массы рабов, которыми располагали господствующие классы, и благодаря простой кооперации работников. «В колоссальном масштабе значение простой кооперации обнаруживается в тех гигантских соору­жениях, которые были воздвигнуты древними азиатскими народами, египтянами, этрусками и т. д.». Характер и распространенность этих сооружений показывают, что строители их обладали большим запасом опыта и знаний в области гидротехники.

В Египте, Ассирии и Вавилонии применялись различные типы про­стейших водоподъемных механизмов типа «журавлей», ковшей, привя­занных к канатам, и пр., которые служили для подъема воды из рек и каналов, для целей орошения полей и водоснабжения населенных пунк­тов. Для орошения вавилонских висячих садов воды из Евфрата при помощи таких же примитивных приспособлений поднималась на высоту 92 ж и затем распределялась под напором по металлическим трубам.

В местах с глубоким залеганием грунтовых вод сооружались ко­лодцы глубиной в несколько десятков метров. Например, в Египте глу­бина колодцев достигала 90 м.

Водоснабжение городов-крепостей в Хеттском государстве осуще­ствлялось с помощью тайников. При этом источник воды размещался у подошвы скалы, а подход к нему выдалбливался в ее толще.

Для целей водоснабжения и канализации применялись каменные, гончарные и металлические (медные и свинцовые) трубы. Более позд­ние канализационные сооружения устраивались и из обожженного кир­пича.

В Китае также с древнейших времен существовало поливное земле­делие, для чего была построена разветвленная сеть каналов. На бере­гах рек Хуанхэ и Янцзы более чем за две тысячи лет до н. э. были по­строены значительные гидротехнические сооружения, служившие как для защиты от наводнений, так и для водоснабжения, орошения и судоходства. Китайцы достигли большого искусства в рытье глубоких колодцев и в устройстве особых снарядов для подъема воды (вороты блоки, в том числе и дифференциальные блоки).

Представляет интерес водоподъемное колесо, сделанное из бамбук и приводимое в движение течением воды в реке или канале (рис.1) Забор воды производился при помощи бамбуковых трубок, прикреплен­ных под некоторым углом к окружности колеса. При вращении колеса вода поступала в открытый конец трубки, когда она оказывалась в дви­жущемся потоке, и изливалась через него в желоб в момент прохожде­ния трубки через высшую точку (т. е. при переходе от подъема к опу­сканию). В некоторых странах, как например в Индии, ирригационные соору­жения, а также водоемы и колодцы строились с учетом местных клима­тических условий (например, редких, но сильных дождей).

Рис. 1. Водоподъемное колесо, применявшееся в Древнем Китае

Скопление большого количества людей на незначительном простран­стве при отсутствии элементов благоустройства вызывало распростра­нение эпидемий, обусловливавших массовую убыль рабочей силы, а иногда и поголовную гибель жителей. В связи с этим появляются и развиваются элементы гигиенических знаний и этим объясняются те заботы, которые поневоле про­являли господствующие в то время классы об общественной гигиене. Регламентация по­следней выливалась в форму правил религиозного ритуала. Таковы предписания всех древних религий о чистоте тела, o6 омовениях, купаниях в священ­ных водах и т. п. Вмешатель­ство религии в гигиену объяс­нялось тем, что служители ре­лигиозного культа, жрецы, представляли собой не только «божескую», но и вполне ре­альную человеческую власть, власть господствующего клас­са, заинтересованного в сохра­нении принадлежавшей ему даровой рабочей силы.

Согласно историческим данным родиной гигиенических и медицин­ских знаний следует считать Индию и Тибет. Отсюда они распространи­лись по всему древнему миру. В Индии, например, появились первые санитарно-технические устройства по отводу и обезвреживанию сточ­ных вод.

Особенность санитарно-технических устройств древнего мира заклю­чалась в том, что городская и домовая канализации развивались неза­висимо друг от друга. При этом домовая канализация применялась только для отвода воды из дворовых бассейнов и фонтанов непосред­ственно или после их хозяйственного использования (в ваннах, кухнях, для орошения садов и т. д.) в ближайший водный проток, тальвег или уличную канализацию. Такая канализация обычно устраивалась в двор­цах властителей, храмах, общественных местах и в отдельных жилищах богатых людей.

Первоначально городская канализация устраивалась в виде си­стемы открытых канав, стенки которых укреплялись камнем или обож­женным кирпичом, а затем перекрывались каменными плитами или сводами, превращаясь в закрытый коллектор. Так получалась закрытая сплавная канализационная сеть для спуска атмосферных и частью грун­товых вод. В эту же канализацию попадали и загрязненные хозяйствен­ные воды и экскременты.

В общем вся система разветвленных каналов представляла довольно сложное инженерное сооружение и сплеталась с системой каналов, слу­живших для ирригационных и судоходных целей.

Для устройства водоснабжения и канализации применялись гончар­ные и металлические трубы (медные и свинцовые).

Наиболее характерный тип египетской канализации, существовав­шей 2500 лет до н. э., был найден в храме царя V династии Сахуре (близ Абуссира Мемфисского). Наружная канализация, предназначенная для отвода дождевых вод с территории двора, состоит из ряда желобов, вы­сеченных в каменных плитах, которыми замощена площадь двора. Желоба имеют глубину и уклон, достаточные для отвода дождевых вод

Рис. 2. Канализация храма 5-й династии Сахуре (близ Абуссира Мемфисского);

1—закрытый лоток, выдолбленный в толще замощения коридора у камер сокро­вищ; 2—поворот лотка, найденный у ворот; 3—кусок медной трубы, найденный в толще замощения; 4—поперечное сечение лотка на северном дворе; .5-камеры сокровищ; 6—двор с колоннадами; 7—передняя комната; 8—выпуск канализации

(рис. 2). Внутренняя канализация, служившая для отвода загрязнен­ных вод, состояла из труб диаметром 45 мм, изготовленных из медных листов толщиной 1,5 мм, прокатанных в шве. Эти трубы уложены между известняковыми плитами и переходят во дворе в закрытые лотки, вы­долбленные в толще дворового замощения. Загрязненная вода отводи­лась за пределы сооружения.

Примером более поздних сооружений может служить открытая фран­цузским ученым В. Плэс канализация дворца ассирийского царя Саргона в Харсбаде, относящаяся к VII в. до н. э. (рис. 3). Приемником канализации служило круглое отверстие в верхней плите, через которое сточные воды попадали в вертикальный колодец, а из него по ответвле­нию в главный канал. Дно канала выстлано по асфальту известня­ковыми плитами размерами 1,12x1,12x0,1 м. Плиты на несколько сантиметров шире канала. Овод канала выполнен из обожженного кир­пича без применения раствора. Такая конструкция свода давала воз­можность в случае необходимости разобрать часть свода и проникнуть в канал.

В целях защиты от размыва поверхностной водой над сводом ка­нала устраивалась мостовая из двух рядов обожженного кирпича которых нижний располагался на слое песка, а под вторым находился слой асфальта. Очертание свода свидетельствует о том, что ассирийцы эмпирически следовали законам статики.

Рис. 3. Канализация дворца асси­рийского царя Саргона в Харс­баде

а-разрез; б- план; в-разрез по глав­ному каналу

1-верхняя плита с отверстием 0,1 м

2-вертикальный колодец; 3-ответвление; 4-главный канал; 5-известковые плиты; 6-замок свода

На Древнем Востоке отмечены случаи использования хозяйствен­ных сточных вод дворцов и храмов для орошения садов и огородов.

1.2 ВОДОПРОВОДНЫЕ И КАНАЛИЗАЦИОННЫЕ СООРУЖЕНИЯ ДРЕВНЕЙ ГРЕЦИИ И РИМА

Наиболее грандиозные и прекрасные водопроводные и канализа­ционные сооружения древности были созданы в Древней Греции и Риме. Остатки этих сооружений, дошедшие до нашего времени, а также опи­сания их имеющиеся в произведениях некоторых древних писателей дают возможность судить о них с гораздо большей точностью, чем об аналогичных устройствах Древнего Востока. По своим масштабам они нисколько не уступали современным сооружениям, а по качеству работы и по (конструктивному оформлению в течение многих столетий не имели себе равных ни в эпоху феодализма, ни даже в начальный период развития капитализма. Только капиталистическая машинная индустрия конца XIX и начала XX вв. в состоянии была уже на новой технико-эко­номической базе превзойти то, что было сделано греками и римлянами свыше двадцати столетий тому назад.

Водопроводные и канализационные сооружения Греции и Рима воз­никли и развивались вследствие все увеличивавшегося роста потребле­ния воды для бытовых нужд, общественных надобностей, городских бассейнов, фонтанов, купален, терм, навмахий (водяных сражений в цирках), поливки садов и т. п.

На развитии строительства водопровода и канализации этих госу­дарств безусловно сказались особенности их общественного устройства. И хотя в основе античного хозяйства лежал земледельческий труд, тем не менее более развитое по сравнению с доклассовым обществом раз­деление труда привело к установлению господства города над деревней. Очевидно, что даже самый факт скопления населения на сравнительно небольшой территории, образующей город, вызывает заботу о центра­лизованном водоснабжении его и о создании минимальных санитарных условий для возможного человеческого общежития.

О характере водоснабжения и канализации в Греции можно судить по дошедшим до нас остаткам этих сооружений, открытых при раскоп­ках Шлиманом, Россом и др. В области водоснабжения и канализации. Греция много позаимствовала от более древних народов Азии и Египта. Но она довела эти сооружения до более высокого совершенства.

Источниками водоснабжения вначале были подземные воды. Греки умели каптировать воды ключей, окружая их зданиями, предназначен­ными культу богов. С ростом городского населения местные ключи и колодцы оказывались недостаточными для снабжения жителей водой поэтому греки начали строить цистерны для собирания дождевой воды. Таких цистерн было много построено, например, в древних Афинах. Как правило, цистерны вырывались в земле, по преимуществу в скали­стом грунте, и покрывались известковой штукатуркой.

Дальнейшей стадией в развитии водоснабжения в Древней Греции было проведение воды к городу из более или менее отдаленных мест по­средством водопроводов. Такие водопроводы были устроены в Микенах, Афинах, Мегаре, Фивах и других городах. В качестве источников водо­снабжения использовались ключи, реки, искусственные резервуары, со­оружаемые для сбора и хранения дождевых вод. Вода подводилась к месту потребления по подземным каналам и трубам. При сооружении подземных водопроводов греки, вероятно, руководствовались военными соображениями, предусматривавшими бесперебойное снабжение водой осажденных городов и укрытие водопроводов от противника, а также стремлением сохранить воду в чистом и свежем состоянии.

Афины в период своего наибольшего расцвета при населении около 200 тыс. человек имели 18 водопроводов. Греки достигли большого ис­кусства в изготовлении труб из камня, глины, свинца и бронзы. Трубы укладывали иногда в тоннелях, устроенных обычно в скалистом грунте, но чаще непосредственно в грунте. Стыки труб тщательно заделыва­лись известковым раствором или заливались свинцом.

При переходах через реки и овраги устраивались дюкера и сифоны. Применялась также запорная арматура, деревянные или металлические краны. Витрувий приписывает греку Ктезивию, ученику Герона, изобре­тение нагнетательного насоса (150 лет до н. э.), который состоял из двух цилиндров и воздушного резервуара. Кроме городов Греции, водопро­воды сооружались и в ее колониях, например в Патаре (Ближний Во­сток), в Пергаме, Херсонесе (в Крыму, близ Севастополя) и др.

На территории Древней Греции и ее колоний обнаружено также су­ществование весьма совершенных для того времени канализационных сооружений. Их остатки найдены в Афинах, Микенах, Тиринсе, Олимпии, Пергаме, Александрии, Прине, на островах Самосе и Крите (дворец Кносос) и в дру­гих местах.

Рис. 4. Главный коллектор канализации Афин

В Афинах, например, найдена часть главного коллек­тора с впадающими в него боковыми ответвлениями. Сточная жидкость с улиц и из ближайших зданий по разветвленной системе труб малого размера собиралась в главный коллектор, откуда попадала в большой резервуар. От послед­него шло несколько подземных каналов и труб, распределявших воду по полям орошения. Резервуар, по-видимому, служил для осветления и распределения сточных вод, что подтверждается остатками затворов, дававших возможность распоряжаться ее выпуском.

Судя по сохранившимся остаткам канализационных сооружений, главный коллектор канализации Афин представлял собой выполненный из камня канал полукругло­го сечения шириной от .2,8 до 4,2 ж. Этот коллектор, повидимому, частью шел по рус­лу некогда открытого вод­ного протока, что подтверж­дается также формой сече­ния ,и конструкцией его сте­нок (рис. 4).

Разветвления, разводив­шие воду по полям орошения, представляли собой каменные или кирпичные каналы или водоводы из гончарных труб (рис. 5).

Следует отметить, что первым сочинением по гидравлике, служив­шим основой для расчета водопроводных и канализационных сооруже­ний, является трактат греческого физика Архимеда «О плавающих телах», написанный за 250 лет до н. э. Им же была изобретена водо­подъемная машина, названная «архимедовым винтом».

Рис. 5. Греческие трубы

Она представ­ляла собой открытую с двух сторон цилиндрическую трубу длиной 4-6,5 м, по оси которой устроен вал с винтовой поверхностью. Машина устанавливалась под углом к горизонту и одним концом погружалась в воду. При вращении винта жидкость поступала через нижний конец и, непрерывно поднималась вверх, изливаясь через верхнее отверстие.

Древние римляне искусство строительства водопроводных и канализационных сооружений заимствовали от этрусков и отчасти греков. Хотя в конструкциях и технике выполнения этих сооружений римляне не по­двинулись далеко вперед, однако они превзошли своих предшественни­ков по размаху и грандиозности созданных сооружений. В городах Древнего Рима вода в изобилии подавалась для питьевых целей, в бас­сейны для купанья, термы (горячие бани), фонтаны, на поливку расте­ний и т. д. Все эти устройства, помимо утилитарного назначения, представляли собой прекрасные архитектурные комплексы. Например, фонтаны бассейны и другие устройства, предназначенные для общественного пользования водой, были в Риме чрезвычайно многочисленны и обыкновенно украшались скульптурами- мраморными или бронзо­выми статуями Юпитера или аллегорическими фигурами, скрывавшими в себе водопроводные трубы, причем пасть или другая часть тела фи­гуры служила устьем, через которое изливалась струя воды (наподобие фонтанов в Петродворце). Термы представляли собой величественные дворцы, роскошно отделанные мозаикой и мрамором, причем трубы и краны часто делались из массивного серебра. В театрах для освеже­ния зрителей из труб разбрызгивалась вода, часто вместе с благово­ниями.

Для подвода воды к Риму были построены в течение примерно пяти столетий (начиная с 313 г. до н. э.) знаменитые четырнадцать Рим­ских водопроводов общей длиной 436 450 м, в том-числе 63 774 и акве­дуков, дюкеров, сифонов и 2405 м тоннелей.

Не имея соответствующих машин для создания напора в сети, они стремились к устройству гравитационных водопроводов, используя ис­точники водоснабжения по возможности на более высоких отметках, чем сам город. Подходя к Риму, водопроводы разных уровней при пере­сечении друг с другом требовали сложных устройств. Некоторым из та­ких водопроводов римляне придавали вид величественных монумен­тальных архитектурных сооружений, частью сохранившихся до настоя­щего времени.

Материалом для акведуков служил тесовый камень, бут или кирпич, а впоследствии и бетон. При пересечении долин акведуки большей частью поддерживались рядами аркад в один или несколько этажей, причем один из этажей служил для пропуска дороги или второго дука.

Общая подача воды в Рим по тому времени достигала огромных размеров. Так, по самым скромным подсчетам, по Гершелю, суточная по­дача воды в Рим фактически составляла 227 000 м3, что при населении города в 300—400 тыс. человек составляло минимум 560 л на человека в сутки.

Вода, поступавшая в Рим, была в общем низкого качества, мутной и довольно жесткой (от 11 до 48°). Поэтому римляне устраивали у концов

каналов осадочные бассейны, преимущественно горизонтального типа, с расчетной продолжительностью пребывания воды в них около часа. Характерно, что некоторые

бассейны были двухъярусные. Вода под напором сначала поступала в нижний бассейн, а затем в верхний и далее вытекала в город. Из многочисленных канализационных сооружений Рима заслужи­вает внимания знаменитая Клоака Максима, сооружение которой, со­гласно преданиям, было начато

Рис. 6. Наиболее характерные сечения канала Клоака Максима

этрусскими техниками при Тарквинии Приске (616—578 дон. э.). Первоначально Клоака предназначалась для осушения низменной болотистой части Рима и состояла из открытой канавы, а затем из закрытого подземного канала, идущего к р. Тибру. По-видимому, этот канал расположен на месте ранее протекавшего здесь ручья.

При Тарквинии Гордом (534—509 до н. э.) к клоаке при­строили боковые каналы и она, кроме грунтовых вод, стала отводить и нечистоты. В дальнейшем канализационная сеть частью была пере­делана и расширена таким образом, что она принимала загрязненные сточные воды с большей части города и выпускала их в р. Тибр. Эта сеть исправно исполняла свое назначение по отводу из Рима хозяй­ственно-бытовых и дождевых вод в течение многих столетий вплоть до конца XIX в.

Рис. 7. Устье Клоаки Максима

Главный коллектор римской канализации Клоака Максима имел ширину от 3,15 до 4,5 м, а высоту —от 4,1 д0 4,2 м; другие сточные каналы имели меньшие размеры. Он, так же как и другие каналы, вы­полнен из больших тесаных камней размерами 2,5x1,0x0,8 м (рис. 6) Стенки его, сложенные насухо из 3—5 рядов камней, были перекрыты цилиндрическими сводами из тщательно отесанных камней. Более позд­ние постройки (императорской эпохи) делались из бутовой кладки с об­лицовкой внутри треугольным кирпичом и перекрывались вместо свода двумя наклонно поставленными рядами больших кирпичных плит. Укло­ны каналов колебались от 1:36 до 1:1100.

С поверхностью земли клоаки соединялись вертикальными колод­цами, служившими для приема нечистот, очистки и вентиляции подзем­ной сети.

В Древнем Риме имели место случаи утилизации сточных вод, в том числе и для орошения садов. В литературе есть упоминание о том, что - в период высоких вод в Тибре сточная вода из канализации собиралась в специальный пруд, назначе­ние которого точно не установлено. Предполагают, что в этом пруду разводили рыбу.

В Риме, Помпее и других горо­дах устраивались общественные, уборные, которые почти всегда сое­динялись с уличной канализацией (рис. 9). Они располагались на фо­румах, при термах, театрах, двор­цах, на оживленных улицах и т. д. Часть их сдавалась арендаторам, которые взимали плату за пользова­ние ими. Во время Деоклициана (III в.) в Риме было 144 платных общественных уборных.

Римляне устраивали канализацию и в городах завоеванных госу­дарств. Известно, например, существование канализации в Никадимии, Дамаске, Пальмире и других городах Римской империи. Большое внимание уделено изысканию источников водоснабжения и строительству водопроводов в трудах Витрувия, а также Фронтина (I в. н. э.). В трудах Фронтина «О водопроводах» приводятся эмпири­ческие данные об устройстве водопроводов, а также некоторые намеки на истечение жидкости из конических насадок. Однако эти работы не продвинули вперед теоретические принципы гидравлики, изложенные в труде Архимеда.

Рис. 9. Общий вид уборной в Помпее Л—приемник с сидением; В—приемник без сидеиия; С—писсуар

С разложением Римской империи, вызванным кризисом рабовладельческого хозяйства, сначала сокращается, а затем и вовсе прекра­щается строительство водопроводов и канализации. Кроме того, ранее существовавшие водопроводные и канализационные соору­жения постепенно начинают приходить в упадок, и, наконец, в 594 г. последнее водопроводное сооружение совершенно прекращает свою ра­боту.

Народившемуся новому общественному порядку - феодализму - с преобладанием мелкого крестьянского хозяйства, с господством деревни над городом не нужны были не только римские водопроводы, но и г. Рим со всеми его многочисленными и грандиозными общественными сооружениями.