رومیان باستان چگونه آب‌ را به ارتفاعات می‌رساندند؟

آب‌گذرهای رومی از برجسته‌ترین آثار باستان‌شناسی به‌جامانده از تمدن روم باستان به شمار می‌روند.

این سازه‌ها با تکیه بر نیروی جاذبه، آب را به‌تدریج به سمت شهرها هدایت می‌کردند. بااین‌حال، برخی آب‌گذرها، از جمله سازه باستانی آسپندوس در ترکیه، بخش‌هایی داشتند که آب باید از مسیرهایی با ارتفاع بیشتر عبور می‌کرد. این پرسش مطرح می‌شود که رومیان چگونه آب را برخلاف مسیر معمول به سمت بالا هدایت می‌کردند.

کارشناسان در گفت‌وگو با وب‌سایت لایو ساینس توضیح داده‌اند که رومیان برای حل این مشکل از روش‌های مختلفی بهره می‌بردند؛ از جمله سیفون‌های معکوس و ابزارهای گوناگون برای بالا کشیدن آب.

سیفون‌های معکوس

یکی از روش‌های مورد استفاده رومیان، سامانه‌ای موسوم به سیفون معکوس بود. رومیان برای انتقال آب از یک دره، در یک سوی آن مخزنی مرتفع برای ورود آب و در سوی دیگر مخزنی اندکی پایین‌تر برای دریافت آب ساختند. همچنین، درون دره دو برج میان این مخازن بنا کردند.

هنگامی که آب از شیب تند به سمت پایین حرکت می‌کرد، فشار ایجادشده آن را به بالای برج نخست می‌رساند. سپس آب از سمت دیگر به پایین سرازیر می‌شد و نیروی جریان، آن را به بالا و درون برج دوم هدایت می‌کرد. در نهایت، آب به مخزن دریافت در سوی دیگر دره می‌رسید و مسیر خود را به سمت شهر آسپندوس ادامه می‌داد.

با وجود کارایی این روش، رومیان تلاش می‌کردند تا حد امکان از سیفون‌های معکوس استفاده نکنند. چارلز اورتلوف، پژوهشگر دپارتمان انسان‌شناسی دانشگاه شیکاگو می‌گوید مهندسان رومی معمولاً ترجیح می‌دادند به‌جای ساخت سیفون برای عبور از دره‌ها، پلی با کانالی در قسمت بالایی آن بسازند. او گفت

هنگامی که مهندسان رومی با یک دره روبه‌رو می‌شدند، ترجیح می‌دادند به‌جای ساخت سیفون، پلی بنا کنند که کانال انتقال آب در قسمت بالایی آن قرار داشته باشد و امکان عبور از دره را فراهم کند.

یکی از نمونه‌های برجسته این روش، آب‌گذر سگوویا در اسپانیا است که پل باشکوه آن هنوز پابرجا مانده و از آثار شناخته‌شده مهندسی روم باستان به شمار می‌رود.

ابزارهای رومی برای بالا کشیدن آب

رومیان علاوه بر استفاده از سیفون‌های معکوس برای انتقال آب به ارتفاعات در مسیر آب‌گذرها، ابزارهای دیگری نیز برای بالا کشیدن آب از منابع مختلف به کار می‌گرفتند.

یکی از شناخته‌شده‌ترین این ابزارها، پیچ ارشمیدس بود که گاهی برای انتقال آب از رودخانه‌ها به زمین‌های کشاورزی استفاده می‌شد. این وسیله را معمولاً به ارشمیدس، مخترع یونانی سده سوم پیش از میلاد، نسبت می‌دهند؛ بااین‌حال، استفانی دالی و جان پیتر اولسون در مقاله‌ای منتشرشده در سال ۲۰۰۳ اشاره کرده‌اند که احتمال دارد این ابزار پیش از دوران ارشمیدس نیز اختراع شده باشد.

اورتلوف درباره عملکرد این وسیله گفت

پیچ ارشمیدس در صورت چرخاندن با نیروی حیوانات می‌توانست آب را به‌طور مؤثر از بخش‌های پایین‌تر رودخانه به زمین‌هایی در ارتفاع بالاتر منتقل کند.

بر اساس توضیحات وب‌سایت موزه کوتساناس، موزه فناوری یونان باستان، پیچ ارشمیدس از یک محور چوبی تشکیل می‌شد که شاخه‌های باریک و انعطاف‌پذیر بید یا ترکه‌های حصیری به‌صورت مارپیچ روی آن قرار می‌گرفتند و ساختاری شبیه یک پیچ پیوسته ایجاد می‌کردند. این سازوکار درون لوله‌ای چوبی قرار داشت و با زاویه‌ای حدود ۳۰ درجه در آب نصب می‌شد. با چرخاندن محور، آب در امتداد پیچ به سمت بالا حرکت می‌کرد.

چرخ‌های آبی نیز از دیگر ابزارهای مورد استفاده برای بالا کشیدن آب بودند. این چرخ‌ها حتی در معادن رومی برای خارج کردن آب از بخش‌های زیرزمینی و دیگر مکان‌های موردنیاز به کار می‌رفتند. در پژوهشی منتشرشده در سال ۲۰۲۴، دانشمندان این سازه‌ها را ابزارهایی متشکل از چندین سطل متصل به یک چرخ بزرگ توصیف کرده‌اند.

ابزار دیگری که گاهی با نام پمپ کتسیبیوس شناخته می‌شود، برای جابه‌جایی آب مورد استفاده قرار می‌گرفت. دانشمندان در توضیحات خود نوشته‌اند که این پمپ به‌صورت دستی کار می‌کرد و اپراتور با حرکت رفت‌وبرگشتی یک اهرم چوبی، آن را به کار می‌انداخت.

این دستگاه از دو سیلندر تشکیل شده بود که به کمک پیستون‌ها به یک محفظه مرکزی متصل می‌شدند. آب پس از ورود به محفظه، از طریق نازلی که به آن متصل بود، به بیرون هدایت می‌شد.

برای ارزیابی پایداری، امنیت و نگهداری این زیرساخت، راهنمای پشتیبانی شبکه را نیز مطالعه کنید.