Do
przejścia statków z jednego poziomu na drugi
stosowane są urządzenia, które nie
wymagają bezpośredniego połączenia ze sobą
zbiorników wody znajdujących się na różnych
poziomach.
Urządzenia te dzielą się na dwie
grupy:
O tym, kiedy poszczególne z nich powstawały i były stosowane
mówią wyniki badań archeologicznych i materiały archiwalne
Najstarsze wzmianki o budowie kanałów wywodzą się ze
starożytnego Egiptu i dotyczą prób połączenia Nilu z Morzem
Czerwonym. Wiadomo, że prace takie zainicjował faraon Merenre I,
którego okres panowania nie jest jednoznacznie określony,
ale zawiera się w latach 2285 -2246 pne. Wiedza, jaką dysponujemy dziś,
nie pozwala jednak na ustalenie przebiegu trasy, roli kanału, ani nawet
czy jego budowa została zakończona. Mozemy przypuszczać że pierwotnie
transport wodny przy
przejściu statku z jednej drogi wodnej na drugą, zwłaszcza przy
różnicy
poziomów, musiał się uciekać do przewozu lądowego. Dawniej w
takich przypadkach towary wyładowywano, a próżne łodzie
przeciągano specjalnie w tym celu urządzoną drogą, zwaną p r z e w ł o
k ą, podkładając dla ułatwienia wałki drewniane.
Ślady takiej przewłoki zachowały się do czasu budowy kanału
Ślesińskiego, między jeziorem Gopłem a jeziorem Ślesińskim, na dawnej
drodze handlowej od rzeki Warty do dolnej Wisły.
CHINY - WIELKI KANAŁ
CHIŃSKI
Znacznie więcej informacji o rozwoju
budownictwa wodnego i urządzeń hydrotechnicznych dostarczają dokumenty,
relacje i materiały ikonograficzne z czasów budowy Wielkiego
Kanału Chińskiego. Jego budowa prowadzona była w kilku, nieraz
odległych w czasie, etapach. Prace zapoczątkowano w V wieku pne, choć
niektóre źródła podają wiek VI pne. W materiałach
źródłowych z przełomu II i III w. wspomina się, że
konstrukcje służące usprawnieniu żeglugi, takie jak jazy piętrzące wodę
i bramy wodne wyposażone w
system wysuwanych przegród umożliwiających czasowe otwarcie
jazu, znane były w Chinach już w I wieku pne. Nie było to rozwiązanie
ani wygodne, ani bezpieczne. Gwałtowny
nurt, powstający po usunięciu przegród, często powodował
uszkodzenie, a nawet zatopienie łodzi płynących z prądem i sprawiał
duże trudności przy przeciąganiu łodzi pod prąd.
Erudyta, naukowiec i polityk Shen Kuo w
swoim dziele „ Dream Pool Essays” (1088) opisuje
szeroko dokonania inżyniera i wynalazcy Qiao Weiyue. Jego dziełem była
budowa pięciu podwójnych pochylni między Anbei i Huaishi po
których wciągano płaskodenne łodzie w górę za
pomocą lin naciąganych przez kołowroty obracane przez ludzi lub woły.
Ładunek łodzi oczekujących na przejście przez bramy wodne w jazach bądź
pochylnie często padał
łupem, jak to dziś określamy, zorganizowanych grup przestępczych,
a część łodzi ulegała wypadkom. Straty podczas transportu
były znaczne.
Zdarzenia te zainspirowały Qiao Weiyue
do skonstruowania pierwszej na
świecie śluzy. Powstała ona w oparciu o przepusty w jazach poprzez
dodanie drugiego przejścia w pewnej odległości od pierwszego.
Przestrzeń między przejściami tworzyła, oczekującym statkom, rodzaj
bezpiecznej komory, gdyż całość przykryta była zadaszeniem. Bramy,
zamiast
wysuwanych przegród,
wyposażone zostały w pionowo podnoszone zasuwy, a dopływ i odpływ wody
z komory umożliwiały dodatkowe zamykane kanały (we
współczesnych śluzach - kanały obiegowe).
Jej długość, w przybliżeniu, wynosiła 76 metrów i pozwalała
na
pokonanie różnicy poziomów wody około 120 -150
cm.
Shen
Kuo pisze, że było to w roku 984. Wynalazek ten rozpowszechnił się w
Chinach i umożliwił dalszy rozwój transportu wodnego i
rozbudowę
kanału. (zobacz też opis -
śluzy
komorowe
oraz -
rys 119 b' - śluza komorowa bez ściany
opadowej)
EUROPA PÓŹNEGO
ŚREDNIOWIECZA
Miejscem w Europie,
które kojarzy się z kanałami i wodą jest bez wątpienia
Holandia. Tam też najwcześniej nadmiar wody postrzegano nie tylko, jako
zagrożenie, ale jako czynnik użyteczny, sprzyjający rozwojowi żeglugi,
ułatwiający transport towarów, a przez to sprzyjający
rozwojowi handlu i gospodarki. Cennym źródłem informacji
jest, wydana w 2008 roku, książka autorstwa Karela Davidsa,
której spora część poświęcona jest historii
kanałów i żeglugi w Holandii (
The Rise and Decline of Dutch
Technological Leadership. Technology, Economy and Culture In the
Netherlands, 1350-1800).
Rozwój handlu w nadmorskich regionach Północnej
Holandii w okresie późnego średniowiecza spowodował wzrost
transportu towarowego po rzekach i kanałach, a to z kolei doprowadziło
do wprowadzenia innowacji w zakresie budowy i utrzymania
dróg wodnych. Tamy i wały, powstające od drugiej połowy XII
wieku, mające zabezpieczać nisko położone tereny przed zalaniem
powodowały istotne utrudnienia w żegludze, które trzeba było
przezwyciężyć. Tak
jak wcześniej w Chinach, tak i tu
budowano pochylnie i śluzy.
W Holandii najwcześniej, bo już w około roku 1200,
zbudowano
pochylnię w Spaarndam w pobliżu Haarlem.. Pochylnie
budowane były również w kolejnych stuleciach, choć służyły
tylko do przemieszczania łodzi i niewielkich statków. W roku
1609 oddano do użytku pochylnię, przy zaporze na rzece Zaan, jedyną
przystosowaną do przeciągania statków morskich. Wyposażona
była w trzy potężne wciągarki, z których każdą obsługiwało
24 do 30 ludzi. Pozostawała w użyciu do roku 1718
Wśród historyków
nie ma jednomyślności odnośnie
czasu i miejsca zbudowania pierwszej śluzy. Jako
prawdopodobną, ale tylko prawdopodobną, przyjmuje się wersję, iż w
najprostrzej formie,działająca podobnie jak brama wodna (ang.
staunch lock lub
flash lock, niem.
stauschleuse)
powstała w
roku 1180 w Reie koło Brugii. Kolejną podobno zbudowano w
Spaarndam
pobliżu Haarlem w roku 1250 i była to śluza z komorą w kształcie niecki
zamykanej dwoma bramami poruszającymi się pionowo (ang.
pound lock).Trzecia
być może powstała w pobliżu rzeki
Gouwe około roku
1310.
O ile nie ma pewności w stosunku do
poprzednio trzech wymienionych, to
wiadomo, że w roku 1373 zbodowano śluzę z dużą komorą, w
której na śluzowanie mogło oczekiwać więcej łodzi, w
Vreeswijk
na kanale łączącym Utrecht z rzeką Lek (
zobacz w Google Maps). Wiadomo
też, że śluzowanie
odbywało się trzy razy w tygodniu. Podobne śluzy powstały w
Delfshaven, Brill i innych miejscach w latach 1390 do 1430.
W latach 1392-1398, na terenie dzisiejszych
Północnych Niemiec, zbudowano kanał Stecknitz łączący rzeki
zlewni mórz Bałtyckiego i
Północnego, łączący Lubekę nad Trave z Lauenburgiem nad
Łabą. Miał 94 km długości, początkowo 15, a później 17
jazów z przepustami i śluz. W roku 1398 ukończono budowę
śluzy Bockhorst (w XVII wieku przemianowana na Palmschleuse). Komora
owalnego kształtu mogła pomieścić 10 do 12 łodzi. Jej drewniana
konstrukcja przetrwała do roku 1724, gdy została przebudowana z
zastosowaniem kamiennych ciosów. Pozostawała w użyciu do
roku 1896 (
zobacz w Google Maps)
W XII wieku nie tylko w Europie północnej, ale
również na południu w Lombardii powstają kanały. Budowa
pierwszego odcinka kanału Naviglio Grande, o długości 30 km, trwała z
przerwami ponad 50 lat (1179-1233). Po przedłużeniu w roku 1258 kanał
dotarł do Mediolanu. Choć budowano go, jako kanał nawadniający, niemal
od początku był wykorzystywany do transportu wszelkich
towarów, poczynając od siana, a na granicie i marmurze
kończąc.
W pierwszej połowie XV wieku na kanale
pojawiły się wrota wodne na jazach piętrzących. Kanałem wyposażonym w
18 śluz komorowych z pionowymi wrotami był kanał Bereguardo o długości
19 kilometrów i spadzie 24 metrów. Jego budowę
zakończono w roku 1458. Na uwagę zasługuje również,
ukończony w 1470 roku, kanał Martesana z dwoma śluzami i najstarszym w
Europie akweduktem.
EPOKA NOWOŻYTNA
Jest kilka zdarzeń i dat,
które uznaje się za granicą
pomiędzy średniowieczem a epoką nowożytną – wynalezienie
druku przez Gutenberga (1450), a także początek reformacji (1517). W
tym przedziale mieści się działalność Leonarda da Vinci i osiągnięcia,
również w obszarze budownictwa i inżynierii wodnej.
Będąc
w Mediolanie i pełniąc funkcję inżyniera na dworze książęcym, Leonardo
da Vinci podjął się zadania modernizacji kanału Grande Naviglio, w tym
usprawnienia połączenia z kanałem Martesana. W notatkach, znanych dziś,
jako Kodeks Atlantycki, znajduje się rysunek nowatorskiego rozwiązania
zamknięcia śluzy. Dwa skrzydła wrót, osadzone na osiach, po
zamknięciu układają się w kształt litery ‘v’,
której ostre zakończenie wskazuje wodę wysoką. Zaletą
wrót wspornych jest zdolność samouszczelniania pod wpływem
nacisku wody, proporcjonalnego do różnicy
poziomów przed i za wrotami.
Przyjmuje się, że pierwszą, wyposażoną w
takie wrota, była śluza San Marco łącząca wyżej wspomniane kanały. Jej
budowa została ukończona w roku 1497. Od roku 1967 fragment suchego
koryta, śluza i przynależne do niej budynki objęte są ochroną prawną i
są jedynym śladem dawnego
kanału
Martesana w obrębie Mediolanu. Prócz śluzy San Marco,
Leonardowi
da Vinci przypisuje się budowę jeszcze pięciu śluz na Naviglia Grande.
Zobacz film
Milano Città d'Acqua - 2004.
Wrota wsporne wpłynęły znacząco na
funcjonalność śluz, ułatwiły cykl śluzowania i dały większe możliwości
budowniczym. W latach 1608-1642 zbudowano pierwszy kanał,
który przekraczał wododział dwóch rzek - Canal de
Briare, a latach 1664-1681 zbudowano Canal du Midi (Canal du Languedoc)
z imponującą liczbą 100 śluz. Z czasem śluzy zyskały ściany opadowe i w
tej postaci znane są obecnie.
.