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世界城市水利史

2020-04-09 21:01

在城市出现和发展过程中,人类为解决生活、生产用水,城市防洪、排涝等多方面奋斗的历史。(中国部分参见中国古代城市水利)

公元前2900年左右,埃及建成了为孟菲斯(Memphis)城供水的工程。根据公元前25世纪前后泥版的记载,当时美索不达米亚地区有许多向城市供水的水库和渠道。大约在公元前2500~前1700年,印度河流域出现了2座较大的城市:摩亨佐·达罗城和哈拉巴城。从摩亨佐·达罗的考古发现看,这座城市建有较完整的供排水系统,多数房屋都有水井,排水沟从房屋通到街道,最后通到河流。城市中还有一座长12m、宽7m、深2.5m的大浴室,并配备有很完备的上下水设备。

坎儿井技术差不多已应用了近3000年,这种开采和输运地下水的工程在世界上的许多国家都应用过,在沙漠、戈壁等严重干旱地区的应用尤其普遍。伊朗首都德黑兰直到1933年还凭借一个坎儿井系统供给全城用水。

公元前800年左右,乌拉尔图(Urartu)王国(今土耳其东部)修建了向首都图斯帕(Tuspa)城供水的渠道,全长约56km。以后首都迁到托普拉卡莱(Toprak-kale),又扩建了输水工程。工程由2座主坝、若干座副坝形成的1座水库(即今凯希什湖)和2条主干渠组成。

公元前700年左右,向耶路撒冷供水的输水隧洞建成,隧洞长533m、高2m,显示了当时的水利工程技术水平。在此期间,亚述帝国也建成了向尼尼微(Nineveh)城供水的渠系。输水道长约80km,其间有好几座石灰岩渡槽。最大的一座长约300m、宽13m,由14座桥墩进行支撑。公元前6世纪,希腊人建造了向萨摩斯(Samos)城供水的隧道,长度约为427m。希腊人最先采用了青铜管或加固木管制的虹吸管,但应用并不广泛。公元2世纪为雅典城修建的一些蓄水工程一直使用到现在。

古代罗马人在城市供水工程方面的成就非常突出。公元前6世纪,罗马建成了一个用条石衬砌的排水渠系,其中最大的一条下水道从古罗马广场一直通往台伯河。下水道的断面尺寸为4m×3.3m。从公元前312年至226年的500余年中,罗马城先后修建了11条大型输水道。供水系统的水源是罗马城周围的河流、湖泊和泉水。有些水源距离较远,如公元前144年建成的梅西亚输水道长达62km。水先贮存在城市周围200多个水库和池塘中,然后通过输水道从不同的高度进入罗马城,以满足城市用水需要。除供给必要的生活用水外,还要为公共浴室和公共喷泉供水。输水道除常规渠道外,许多地方还采用了虹吸管、隧洞和连拱支撑的石质渡槽。109年修建的图拉真水道的最高处距地面达33m。砖砌或石砌渠道一般宽0.3~1.5m,高0.6~3m,渠顶有盖板,以防渠水受到污染。每隔75m左右设有通风口和检查孔。此外,有些输水道还采用了铅管、陶管或石管等。当时有一套具体的配水方法,并根据用水情况缴纳水费。古罗马帝国境内有许多输水道,有些至今还可找到遗迹,如法国境内的蓬迪加尔输水道和西班牙境内的塞哥维亚输水道,是2层或3层的石拱结构支撑着的水渠。对罗马供水有突出贡献的2位工程师是维特鲁威和弗朗提诺。前者著有《建筑十书》,其中多处谈到与输水道有关的问题。后者曾任罗马水务专员,直接领导了输水道的设计和施工工作,并著有《论罗马城的供水问题》一书。

维也纳在公元前1世纪时已有了供排水系统。渠系用砖石砌成,断面尺寸为1.8m×0.8m,应用有孔的石板制成排水渠道的进水口,使得污水可排放到封闭的砖砌水渠,再泄入最近的排水明渠。这一渠系在中世纪时曾重建。

9世纪,阿拉伯人建造了一条拱形输水道,为开罗供水。巴黎的第1个重要输水系统建于12世纪,并一直使用到17世纪。18世纪中叶,法国著名水利工程师H.毕托主持建造了蒙彼利埃市水道,其中有一段1km长的罗马式石拱。墨西哥城于15世纪末已初具规模,街道与运河交错,运河上设有调节水量的闸门。伦敦在1582年开始使用活塞泵供水,17世纪时的城市供水渠道长度超过60km,设置40道闸门,市内配水系统由木制管道构成。日本水户的笠原高架水渠建于1663年,至今仍在使用。

16~18世纪的小型水泵一般用铅制造,较大的则系木制。18世纪以后,美国开始制造铸铁水泵。19世纪开始使用铸铁管和蒸汽泵。20世纪初则出现了钢筋混凝土虹吸管和其他一些先进的工艺技术。

随着城市规模的日益扩大,城市供排水系统也日趋完善。由于水资源的不断开发,输水渠道越来越长。20世纪的输水道长达100km以至几百公里已很普遍。美国科罗拉多输水道长达1 081km,每日运输水量达370余万m3

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