Спелео

«Теоретическая спелестология»

Подземные гидротехнические сооружения

Подземные ирригационные системы известны с глубокой древности – например, подлинный шедевр античного горностроительного искусства VI века до нашей эры туннель Эвполина на острове Самос. По туннелю вода доставлялась в город из источника, расположенного на противоположном склоне горы Кастро; длина туннеля, пробитого под горой, составляет 1323 м; высота и ширина – около 2,46 м. На протяжении всей его длины в донной части вырублен канал, по которому в керамических лотках текла вода. Этот канал с целью придания нужного наклона имел переменную глубину – наибольшая отметка которой 9,24 м при ширине 0,92 м. Над водонесущей частью канал был перекрыт каменными плитами и поверх плит засыпан щебнем. В туннель вода поступала из источника по непроходимому для человека каналу; её выход из туннеля и доставка в город осуществлялись по трубчатому водопроводу из входящих одна в другую керамических труб со средним диаметром в 26 см. Туннель был спроектирован и построен под руководством Эвполина Мегарского, который для точной прокладки ( по сообщению Геродота ) использовал математическую теорию подобных треугольников Пифагора в сочетании с ( по-видимому ) изобретённой им предтечей современного теодолита. < Как показывают Питер Джеймс и Ник Торп в своей книге «Древние Предтечи», с оптикой, в том числе с производством увеличительных стекол, древние греки были знакомы куда лучше, чем полагалось историками античности. > Направление туннеля идеально, а если учесть, что он строился одновременно с двух сторон и место сбойки оказалось очень точным — ясно, что уникальность подобного сооружения не требует подтверждений.

Как показали исследования археолога с мировым именем М. Хортмана, под холмом Гисарлык, в основании древней Трои, уже 3.000 лет назад была создана сложная ирригационно-дренажная система, позволявшая собирать и выводить на поверхность дождевую воду, просачивающуюся через известняк. Естественно, древние троянцы особенно берегли чистоту этих искусственных источников — в силу чего они получили наименование “святых” и вошли во многие легенды. Раскопки Хортмана, проведённые с помощью спелестологов в 1990 - 1995 гг., позволили вскрыть эту систему – большинство из туннелей которой даже сейчас прекрасно сохранились.

Из многих других известных сооружений такого рода можно упомянуть вскрытый при строительстве Афинского метрополитена античный водопровод сечением 1 Х 1,8 м, уходящий на несколько километров в горы, и хорошо сохранившуюся систему водоснабжения Александрии II - I вв. до нашей эры ; подземные осушительные каналы этрусков ( Х - V в.в. до нашей эры ), представлявшие даже по мнению наследовавших их римлян сооружения столь надёжные и величественные, что казались им в полном смысле этого слова вечными. Часть их – например, знаменитая Клоака Максима – входит в систему современной римской канализации. Таицкий водовод под Питером – история его создания, эксплуатации и современного спелестологического обследования с целью реставрации – прекрасно описаны в замечательной во всех отношениях книге питерского спелестолога П. Мирошниченко «Легенда о ЛСП».

Система протяжённых ( сотни километров длинной ) туннелей-водоводов была создана в средневековых Иране и Афганистане,— многие из них, как и система этрусской канализации, действуют до сих пор. Интересным способом откачивали воду римляне из весьма глубоких ( сотни метров ) рудников и шахт ( система колёс с черпаками, переливавшими воду в следующее по уровню колесо – система состояла из 26 колёс по 9,5 метров диаметром каждое ) ; не менее сложно отводили воду из пещерных комплексов в Каппадокии, Вардзии и пещерного комплекса Эски-Кермен в Крыму,— впрочем, и наш знаменитый Мытищенский водопровод, построенный в относительно недавнее время, является весьма сложным и протяжённым инженерным сооружением ( чего стоит, например, легенда о том, что вода в нём сама поднимается вверх против силы тяжести! ) По предлагаемой классификации он, безусловно, относится к виду погребённых гидротехнических ПАС смешанного происхождения – ибо заключённый в трубу водоток пересекал долины ручьёв и рек не только “понизу”, коленообразным изгибом, но и “поверху”; причём даже в закрытой, подземной своей части создан был путём начального выкапывания траншеи весьма значительных размеров. К этому же виду относятся не менее известные римские водопроводы-акведуки – так как они доставляли воду не по открытым каналам, а “закрытым способом”: чередуя участки туннельного типа и керамические, кирпичные трубы, проложенные на нужной высоте над долинами. В XV веке в бразильских серебряных рудниках были созданы наклонные каналы, сбрасывающие грунтовые воды в естественную 50-метровую шахту; известны также сложные гидросистемы китайцев, созданные для откачки воды из рудников и шахт в I тысячелетии до н.э.

В ХХ веке построено огромное количество гидротехнических туннелей. Самый протяженный из них – Пайяне [Финляндия], длиной 120 км, пройден в гранитах и гнейсах. Гидротуннель, по которому вода поступает в озеро Севан, спасая его от обмеления, самый длинный на территории бывшего СССР – его длина 48 км 480 м. В нём нет насосов, вода поступает самотёком. Часто такие тоннели вскрывают крупные карстовые полости, иной раз – случайно, при этом речь идёт о полостях, что до того не имели сообщения с поверхностью. Иногда это делается специально – как в случае туннеля ЕДФ во Франции, пробитого с целью отвода воды из нижней точки пропасти ПСМ [ Пьер-Сен-Мартен ]; к сожалению, “факир, то есть маркшейдер, был пьян и фокус не удался” – съёмка пропасти, любезно предоставленная спелеологами инженерам-гидрогеологам, не вполне соответствовала реальности; туннель попал в один из нижних залов ПСМ – но промахнулся мимо водяного потока. Отвести воду для работы гидроэлектростанции по нему не удалось – но спелеологи получили возможность сквозного прохода ( траверса ) одной из величайших пропастей мира. Трудно сказать, было-ли это сделано намерено. < И подала-ли компания ЕДФ в суд; если “да” — то на кого?.. > В отличие от “мира чистогана”, в бывшем СССР спелеологам шутить с властью не позволялось; оттого водозаборные ( и водоразборные ) туннели Ингури-ГЭС и Ткибули-ГЭС мимо соответствующих полостей не промахнулись; удалось также отвести соответствующим туннелем воду из промежуточной естественной полости Сюрприз, случайно вскрытой железнодорожным тоннелем при оборудовании Новоафонской пещеры для массового посещения любопытствующими экскурсантами. Если говорить о получившихся в результате этих слияний системах в целом – это, безусловно, объекты класса ПСП; при этом их искусственные и естественные составляющие принадлежат к соответствующим таксономическим единицам.

Поскольку подземных ирригационных и гидротехнических сооружений великое множество, рассмотрим некоторые их группы и виды подробнее:

Колодцы – одна из старейших групп АС – весьма распространены и могут достигать значительных размеров. В пустынных зонах известны колодцы глубиной до 300 м. Иногда обладают довольно сложной конфигурацией – так, колодец Иосифа в Каире, состоит из двух стволов глубиной в 40 и 50 метров, между которыми находится куполообразная камера для сбора воды. Колодцы использовались для добычи не только воды, но также нефти и соляных растворов.

Цистерны – один из самых древних способов сохранения воды человеком. Наиболее древняя цистерна, высеченная в скале, известна в г. Трое XIX - XVIII в. до н.э. Цистерна Йере-Батан-Сарай в Стамбуле, построенная императором Юстинианом, имеет длину 121 м и ширину 61 м, а свод поддерживают 336 колонн высотой 13,5 м. Водосохраняющие цистерны строились в странах с жарким климатом повсеместно.

Водосборные галереи ( кяризы ) представляют собой облицованные подземные галереи, в своих верховьях подсекающие водоносные горизонты; вода из них отводится на предгорную равнину длинным, постепенно приближающимся к поверхности туннелем. Через каждые 8-10 м кяриз соединен с поверхностью колодцем, предназначенным для обслуживания сооружения. Средняя длина галереи 3-4 км, но бывает и до 30 км, глубина заложения до 50 метров и более. Древнейшие сведения о кяризах относятся к 1 тысячелетию до н.э. ( Полибий ). Подземные водосборные галереи строились в пределах огромного аридного пояса – от Афганистана до Марокко. В разных местах их называют по-разному: кяриз – в Центральной Азии и Афганистане, канат – в Иране ( важнейшие эпизоды известного фильма “Тегеран – 43” происходят в иранских канатах; можно сказать, что фильм этот в своей основе является спелестологическим ), кягриз – в Азербайджане, сахриг – в Йемене, феллах – в Омане, фоггара – в Сахаре. Мало кто не слышал о гигантских рисунках, выложенных тысячи лет назад перевёрнутыми камнями в пустыне Наска – но только археологи знают, что самое удивительное наследие этого народа — сложная система многокилометровых ирригационных туннелей, называемых современными обитателями Наска пукиалес. Эта ирригационная система, сходная с иранскими канатами, прекрасно действует и в настоящее время.

Туннели-дренажи, туннели канализации и очистные подземные сооружения — три группы ПАС сходного устройства; зачастую их функции совмещаются в одном объекте. По-видимому, одна из древнейших канализационных систем была устроена в индийском городе Мохенджо-Даро [ около 2500 года до н.э. ]; ей уступают по масштабности, но гораздо превосходят по возрасту канализационные системы неолитических поселений на Оркнейских островах [ поселение Скара-Брей, начало третьего тысячелетия до нашей эры ],– что интересно, само поселение Скара-Брей представляет собой ПАС жилого назначения, засыпного типа. Сложными канализационными системами был оборудован Кносский дворец на Крите; в Месопотамии I тысячелетия до н.э. дворцы оборудовались канализационными туннелями такого размера, что их приходилось закрывать специальными решётками от проникновения ночных грабителей. В VII - V вв. до н.э. в Италии этруски устраивали под землей дренажи и канализационные каналы,– без чрезвычайно сложной подземной системы осушительных дренажей ( куникул ) в Этрурии было бы невозможно земледелие. Как уже говорилось, знаменитая римская дренажно-канализационная система Клоака Максима, построенная этрусками, действует и поныне. Весьма развитые дренажные системы строились в древних Египте, Греции. Новое развитие дренажно-канализационные системы в городах получили в средние века, а особенно с XVIII в.

«Даже после падения Римской империи традиция строительства подобных сооружений сохранялась в мужских и женских монастырях. Обычно общественные туалеты монахов и монахинь располагались над каналом, ведущим в облицованный кирпичом сточный колодец. Эти каналы отводили нечистоты на значительное расстояние от уборной. Сейчас стало понятным, что многие “тайные ходы”, которые якобы соединяли мужские и женские монастыри и давали повод для самых худших подозрений относительно монастырских нравов в Средние века, на самом деле были всего лишь канализационными стоками.»

С 1941 года в Швеции и Финляндии работают крупные подземные станции по очистке сточных вод ; в Восточной Германии близ пос. Гервин построена установка для очистки воды в виде шахты глубиной 50 м. К данному виду относятся также подземные туалеты – причём сооружаются они не только засыпным способом, но и методом горной проходки: например, на Лазурном берегу Франции.