Сидней Уитингтон - История инженерного дела. Важнейшие технические достижения с древних времен до ХХ столетия

За века Голландия отвоевала четверть своей территории у Северного моря. Таким образом, около 3000 квадратных миль в этой стране располагаются ниже уровня моря. Самый крупный мелиорационный проект всех времен потребовал непрерывного труда бесчисленного количества поколений, которые сначала использовали только самые элементарные орудия труда. Фризийцы, жившие на прибрежных болотах несколько столетий назад, существовали под постоянной угрозой со стороны моря и трех рек, дельты которых находятся в Голландии. Утверждают, что в декабре 1287 года 50 000 фризийцев утонули за одну только ночь. Идея использовать ветряные мельницы для выкачивания воды пришла с Востока, но широко их стали применять только около 1600 года. Активным пропагандистом их использования для осушения земель был Ян Адриэнс Лиуотер (1575–1650), который назвал себя «строителем мельниц и инженером». Профессиональная деятельность Лиуотера приводила его на североморское побережье Франции, Германии, Дании и Польши. Одним из его самых известных последователей является Корнелиус Вермюйден (1590–1656), который провел большую часть жизни, осушая болота востока и юго-востока Англии в дни Карла I и Кромвеля.

Около 1640 года Лиуотер написал свою книгу Het Haar-lemmer-Meer-Boek, которая принесла ему известность. В ней он изложил свой революционный план осушения Харлеммермер – мелководного пресноводного озера или «моря» площадью около 72 квадратных миль, расположенного в нескольких милях к юго-востоку от Амстердама. Для этого он предложил установить 160 ветряных мельниц, каждую со своим насосом. План оказался слишком амбициозным даже для этого настойчивого голландца. Он не был претворен в жизнь ни при жизни Лиуотера, ни в течение двух столетий после его смерти. В своей книге автор предостерегал против ненужной спешки. А позже заверял соотечественников: «Осушение озер является одним из самых необходимых, самых доходных и самых священных дел в Голландии».

Спустя два столетия после смерти Лиуотера, около 1840 года, когда озеро Харлеммермер в результате ураганов расширилось и приблизилось к Лейдену и Амстердаму, голландцы решили, что настало время превратить его в плодородный польдер. К этому времени такие паровые машины, как используемые на оловянных и медных рудниках Корнуолла, уже были вполне доступны. Три машины были приобретены и установлены по краям озера. Это были компаундные устройства вертикального типа с одним цилиндром высокого давления внутри другого. Они имели несколько избыточную общую мощность 1000 лошадиных сил, и каждое приводило в действие несколько насосов. Озеро осушили меньше чем за четыре года, в 1848–1852 годах. Поверхность Харлеммермер располагалась примерно на 14 футов ниже уровня Северного моря, польдер еще на 1½ фута ниже. Вода была отведена в канал. Откачка воды продолжалась и после 1852 года, чтобы не допустить повторного заболачивания и поддерживать плодородие почвы. Один насос проработал 84 года. В наше время были установлены современные машины, но башня и один из первоначальных двигателей сохранены.

До постройки в 1932 году 17-мильной дамбы, преградившей доступ основной массе соленой воды, Зейдерзе считался обычным мелководным приливно-отливным заливом Северного моря, который тянулся на юго-восток в сердце Нидерландов. Но геологи утверждали, что он не всегда был соленым. Шторма на Северном море около 1300 года проложили путь для соленой морской воды в большое пресноводное озеро. Планы отгородить Северное море стали появляться еще в 1840 году, однако проект был слишком масштабным для обычных механических приспособлений, доступных в то время. Ему пришлось подождать развития гидравлического драгирования, дизельных двигателей, электроэнергии и бульдозеров. После Первой мировой войны план наконец оформился и вызвал широкое народное одобрение. Была построена плотина шириной в основании 600 футов, возвышающаяся на 20–22 фута над уровнем моря. По ней проходят шоссе и железная дорога. Второстепенные дамбы, окружающие четыре польдера, немного ниже. Площадь польдеров составляет примерно две трети площади Род-Айленда.

Проект мелиорации Зейдерзе был самым амбициозным из всех, что приходилось осуществлять Голландии или любой другой нации. Проект предусматривал добавление 900 квадратных миль плодородных земель к уже существующим. Построены две дамбы, преграждающие путь соленым морским водам. Обе земляные, облицованные каменной кладкой. Одна имеет длину 17 миль, другая – 1½ мили. Проект предусматривал окружение четырех польдеров плотинами и их осушение. Северо-западный польдер был осушен насосными установками, расположенными на двух его углах. Одна установка состоит из 6-цилиндровых дизельных двигателей мощностью 400 лошадиный сил каждый, непосредственно связанных с центробежными насосами с вертикальными осями. На этом польдере площадью 77 квадратных миль, самом маленьком из всех, к 1936 году уже выращивали урожай. Второй польдер, значительно большего размера, был осушен к началу Второй мировой войны. Стоимость проекта превышает 200 миллионов долларов, что составляет половину стоимости прокладки Панамского канала.

Современные небоскребы, мосты и тоннели – воистину смелые предприятия строительных инженеров. Небоскребы поднимаются более чем на 1000 футов над землей, пролеты мостов достигают 3000–4000 футов, а тоннели, проложенные в скалах, тянутся на много миль. Как и другие инженеры, строители должны уметь собрать воедино разные типы инженерных знаний и всевозможные инженерные техники. Инженерия начала диверсифицироваться на разные специальности в XIX веке, так же как естественная наука и другие области знаний. В середине XX века, однако, инженер на больших проектах должен был совмещать много разных специальностей. Причем строительный инженер был не единственным, кого это коснулось. К примеру, инженеры-нефтяники, о которых мы в этой книге не говорили, должны собрать самые разные инженерные знания, чтобы спроектировать и построить крупный нефтеперерабатывающий завод. Интеграция множества инженерных специальностей для выполнения конкретных специфических работ – важное инженерное достижение XX века, и строительная инженерия ярко ее демонстрирует.

Небоскреб в Америке приобрел большое экономическое значение. Пока шла миграция населения из сельских районов в города, имело место существенное изменение образа жизни людей. Сегодня большинство американцев проводит больше времени в зданиях, чем на свежем воздухе.

Рис. 14.1. Здание Чикагской страховой компании Дженни, 1884 г.