Знаменитый кодекс Хаммураби представляет собой наиболее полный свод законов шумеров и вавилонян. Его нашел в 1901 г. в Сузах французский ассиролог Жан Винсент Шейл. Сейчас кодекс хранится в Лувре. Тщательно разработанные законы, касавшиеся ирригационных сооружений, первоначально имели своей целью, очевидно, предотвратить небрежность, которая могла привести к затоплению земель. Это видно из следующих положений кодекса: ,,Если кто-нибудь поленится укрепить свою плотину, и вследствие того, что плотина не была укреплена им, в ней произойдет прорыв и водой будет затоплен полевой участок, то тот, в плотине которого произошел прорыв, должен возместить уничтоженный им хлеб. Если кто-нибудь, пустив воду по канаве для орошения, по небрежности допустит, что водой будет затоплено поле соседа, то он обязан возместить зерном убытки, причиненные ему. Если кто-нибудь сбросит воду и водой будет затоплено обработанное поле его соседа, то он должен отмерить ему десять ,,гур” хлеба за каждый ,,ган” затопленной земли”.
Туннели для воды были известны в Палестине и Сирии еще ранее 1200 г. до н. э. Там города строили обычно на вершинах холмов, у подножия которых протекали источники, где брали воду горожане. Поэтому в периоды войн города были легко уязвимы, так как неприятелю ничего не стоило отрезать их от воды. Во избежание этого горожане строили подземные туннели с потайным выходом к источнику (синноры). Другой конец туннеля находился в пределах города. К туннелю вела шахта со ступеньками. Позднее по дну туннеля стали прокладывать водопровод от источника к основанию шахты.
Конечно, в древности важнейшим достижением в использовании грунтовых вод было строительство акведуков – искусственных подземных русел, отводивших на большие расстояния воды источников или водоносных слоев. Канаты (так называли акведуки персы) избавляли от ряда трудностей, связанных со строительством наземных каналов. Прежде всего, в жарком и засушливом климате испарение воды всегда является серьезной проблемой, и при ограниченных запасах воды передача ее на расстояние по поверхности земли связана с явным риском. Далее, в холмистой местности очень трудно придать каналу постоянный уклон. Наконец, под землей вода остается холодной и не подвергается загрязнению.
Вопреки существующему мнению, первые канаты, вероятно, были построены не в Иране, а в Армении. При завоевании Урарту (на территории нынешней Армении) ассирийский царь Саргон II, царствовавший с 721 по 705 г. до н. э., разрушил ирригационную систему города Улху. Об этом сооружении, созданном Урсой, побежденным царем этого города, Саргон II отозвался так: ,,Повинуясь вдохновению, Урса, их царь и господин, открыл воде выходы. Он прорыл главный водовод, по которому потекла вода… в таком изобилии, как в Евфрате. Он вывел из глубины земли бесчисленные потоки на поверхность… И он дал воду полям”.
Строительством этой замечательной системы, ,,величайшего гидротехнического сооружения древних”, по словам Толмена, руководил строитель по имени Муканни. Он начал с того, что в поисках воды выкопал несколько пробных колодцев. Обнаружив мощный водоносный слой, он вырыл основной колодец, а на некотором расстоянии от него – второй, примерно такой же глубины, и соединил их туннелем. По такому принципу была построена вся система. Направление и глубина туннеля определялись при помощи примитивных отвесов и поплавков. Персы избегали пробивать скальные породы, поэтому канаты делали многочисленные изгибы и повороты. Холмы также приходилось огибать. Работать в туннеле мог только один человек. Вынутый грунт поднимали наверх в мешке из бараньей шкуры через вертикальную вентиляционную шахту. Обратно в мешке опускали облицовочный материал, если в том была необходимость, что зависело от характера грунта. Работа велась при отраженном свете, в очень тяжелых условиях, и, наверное, несчастные случаи, даже со смертельным исходом, были обычным явлением.
Одна из древних систем канатов находится к югу от города Дизфуль в Иране. Она состоит из трех парных туннелей, наполняющихся водой в пластах гравия поблизости от реки Аби-Диз, милях в семи к северу от Дизфуля. Два парных каната подают воду на окрестные поля, а третья пара снабжает город. Канаты проложены на такой глубине, что некоторые городские постройки уходят под землю шестью этажами, чтобы пользоваться водой. Обычай строить подобные галереи для сбора грунтовых вод из осадочных пород или аллювиальных отложений быстро распространился из Армении и достиг даже северной Индии.
Но, конечно же, первенство в развитии инженерной мысли принадлежит Древнему Риму. В течение почти четырех с половиной веков после основания города Рима жители пользовались водой непосредственно из Тибра или из источников и колодцев. Первый акведук построил Аппий Клавдий Красс, государственный деятель, финансист и даже поэт, которому принадлежит заслуга строительства в 312 г. до н. э. Аппиевой дороги. Акведуки были известны до римлян, но даже у современных инженеров вызывают восхищение сохранившиеся до нашего времени развалины великолепных сооружений римского водопровода с обширной системой шлюзов и затворов и многомильными каналами.
Здесь рассказано всего лишь о нескольких наиболее замечательных гидротехнических сооружениях древности. Конечно, они составляют лишь ничтожную часть борьбы человека на пути к цивилизации. Остатки этих сооружений свидетельствуют о том, что человек уже очень давно имел некоторые, пусть не совсем научные, знания о воде, о возможностях, которые она в себе таит, о бедах, которые с собой несет.
1.2 Развитие знаний о воде как природном явлении с античности
до нового времени
Человеку было необходимо развивать знания о воде как природном явлении, о глобальных процессах с участием воды. Первые установленные им гидрологические закономерности были крайне примитивны, но человек был крайне заинтересован прежде всего в том, чтобы подчинить себе природу, и только позднее, в период расцвета древнегреческой культуры, он попытался ее понять.
Можно предположить, что начало развитию знаний о воде положили древнегреческие натурфилософы. ,,Все твердое осаждается из воды”, – это сказано лет за 400 до нашей эры Фалесом Милетским (624-547 годы до н. э.) – ранним мыслителем античной эпохи. Взгляды Фалеса, несомненно, повлияли на философию другого мыслителя древности – Платона (427-347 г.г. до н. э.). Ему принадлежит первенство идей о круговороте воды.
Они были еще далеки от научных представлений, а рассуждения о пути этого круговорота во многом были чистой фантастикой. Кроме того, они опирались на ошибочные представления о том, что все поверхностные воды Земли имеют своим непосредственным началом морскую воду. Но главная мысль Платона о круговороте воды для древних времен была гениальной.
Ученик Платона – Аристотель (384-322 г.г. до н. э.) внес в представления своего учителя о пути круговорота воды существенные изменения. Он первый расшифровал его как процесс испарения с поверхности морей и океанов под влиянием солнечного тепла с последующей конденсацией влаги высоко над землей и выпадением образовавшихся осадков, питающих реки. Правда, по Аристотелю, это не основной источник речных вод. Первое место древний философ отводил подземным водам. Происхождение последних он объяснял, видоизменив теорию Фалеса, который полагал, что под давлением ветров вода проникает в земные недра, а под тяжестью земной тверди восходит к поверхности и образует реки, снова впадающие в океаны. Аристотель считал, что в холодных земных пустотах вода конденсируется из воздуха. Здесь дала свои ошибочные ростки другая его теория – возможности взаимопревращения стихий единой материи – земли, воды, огня и воздуха.
Но, тем не менее, если открыть любой современный учебник по гидрологии, можно легко обнаружить справедливость основных высказываний Аристотеля о роли и поведении воды на земле. Действительно, кто сегодня станет оспаривать роль влагопереноса или подземных вод в формировании пресных потоков?
Поддерживая идеи Аристотеля о путях круговорота воды, древнеримский архитектор и инженер Марк Витрувий Поллион (I в. до н. э.) вносит в них полное изменение. Он впервые высказывает, и весьма ясно, мысль о происхождении грунтовых вод за счет фильтрации воды с поверхности в более глубокие слои земли.
Но еще многие столетия сохранились в разных интерпретациях и представления о прямых превращениях в земной толще морских вод в пресные, изливающиеся на поверхности рек. Об этом писал и современник Витрувия Тит Лукреций Кар, и более полутора тысяч лет спустя Леонардо да Винчи, и даже такой блестящий ученый эпохи Возрождения, как Р. Декарт.
Сейчас, обращаясь к научному наследию тех времен и выражаясь современным языком, можно убедиться, что проблемы своевременности научной взаимоинформации уже существовали. Вряд ли Леонардо да Винчи и Декарт не поняли бы значения опытов арабского ученого Масуди, уже в IX в. экспериментально подтвердившего теорию Аристотеля об атмосферной циркуляции вод. Масуди поставил такой простой и такой убедительный опыт: испарил морскую воду и получил пресный конденсат из ее паров.