超級工程：羅馬是怎樣建成的III永恆之城(6) 之羅馬人的水壩雜談

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2016-04-07 |

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▲水壩發展早期歷史

水壩(Dams)，係水利工程當中重要一員，可以話係自文明以來就有咁古老。美索不達米亞既蘇美爾人(Sumerians)好早就識得建造水壩作引水灌溉用途，西臺帝國(Hittite Empire)建於哈圖西里三世(Hattusili III)年間既水壩，三千多年後既今日至今仍舊運作，為農田供水。而古埃及舊王朝(Old Kingdom of Egypt)響四千多年前興建既Sadd el-Kafara水壩更加係遠古重力壩既初試啼聲之作。但係呢座長110米、高14米，以32米闊壓實土石芯，加壩底98米闊、壩頂56米闊既石面堤壩並無完成，因為工程進行左十到十二年佢就被洪水沖毀。到左鐵器時代既新亞述(neo-Assyrian)同新巴比倫(neo-Babylonian)時代，響兩河流域同地中海東部，堤壩同橋樑既修建技術日益完善。但係水壩建築既巔峰，我地就要等到距今大約2000年前既羅馬時代。

羅馬人的創新

早期既水壩，無論係美索不達米亞、埃及定阿拉伯半島南部，都清一色屬於土石壩(Embankment Dam)。咩叫土石壩？土石壩就係用土石材料經輾壓填實既芯部加上碎石料既外部作攔阻水流用途，橫切面呈梯形。到左1世紀，帝國統治既疆域已經覆蓋好多乾旱既地方，對於水壩既創新呈現爆炸性發展。好多種新既設計紛紛投入使用：重力壩(Gravity Dam)、拱形重力壩(Arch-gravity Dam)、拱壩(Arch Dam)、撐牆壩(Buttress Dam)、多拱撐牆壩(Multiple Arch Dam)都係率先由羅馬人發明。由於混凝土(concrete)既發明，除左因為建築材料既突破允許羅馬人作創新設計，而羅馬水壩亦都憑物料優勢達到前所未見既高度同長度。以下列出目前所知羅馬水壩創下既建築記錄，可見羅馬人響水壩工程上如何領先世界。

水壩分類

左上：土石壩/Embankment Dam 右上：拱壩/Arch Dam
左下：重力壩/Gravity Dam 右下：撐牆壩/Buttress Dam
除古老的土石壩外，其他設計類型全部都係古羅馬人發明

最早的拱壩
名稱：Glanum Dam(前1世紀)
地點：法國
結構：拱壩，世界最早同類水壩
大小：高度12米、長度18米，最早同時亦都係已知最長既同類水壩

最早的多拱撐牆壩
名稱：Esparragalejo Dam(1世紀)
地點：西班牙
結構：多拱撐牆壩，世界最早同類水壩
大小：長度320米、高度5.6米，最早同時亦都係已知最長既同類水壩

最高重力壩，同時係最高水壩
名稱：Subiaco Dam(尼祿年間，1世紀中葉)
地點：意大利，今日Subiaco鎮附近，羅馬東面50公里
結構：重力壩
大小：高度50米(香港大潭上水塘主壩高30.5米)，創下古典時代水壩高度記錄，由建成至1305年被意外破壞止是記錄保持者。建築記錄1500年間未被超越。

最長重力壩，同時係古典時代最長水壩、最長混凝土壩、最大儲水量記錄保持者
名稱：Lake Homs Dam霍姆斯水壩(3世紀)
地點：敘利亞
結構：混凝土芯結構重力壩，由建成一直運作至今
大小：2公里，跟船灣淡水湖主壩相若，底部闊20米。古典時代最長既水壩，上游人工湖儲水量近1億立方米

衛星圖片上的霍姆斯水壩部分，經現代翻修

空中鳥瞰敘利亞霍姆斯湖

霍姆斯湖近觀

另一條位於敘利亞，建築設計同結構跟霍姆斯水壩相似既混凝土芯重力壩Harbaqa水壩(長245米、高20米)

最長撐牆壩
名稱：Consuegra Dam(3-4世紀)
地點：西班牙
結構：混凝土芯結構重力壩，由建成一直運作至今
大小：長度超過632米，古典時代最長既撐牆壩。

Consuegra Dam平面圖

當大家留意睇睇已知既羅馬時代水壩遺址，會發現大部分考古發現既羅馬水壩都集中響西班牙，係咪因為羅馬人對西班牙情有獨鐘吧？非也！實情係因為當地既考古工作最頻繁。但係歷史學家知道羅馬人會響乾旱既地方修建大型水利工程，所以很可能北非同近東行省仲有好多羅馬水壩既遺址等待發掘。

水壩與水力既運用
除左水壩本身之外，羅馬人亦都利用水壩做左好多創新既野。現代人利用水壩儲水庫水位落差既勢力轉換成電能，發電供應電網所需。而古羅馬人亦都識得善於利用水道落差既勢能(gravitational energy)黎做有用既事。響法國南部既尼姆(Nimes)市郊既Barbegal，就有一座位於山坡上既磨坊。磨坊使用兩組八臺，即共16臺串聯式水車磨製麵粉，過程接近全自動化，每日可以不需人手磨製4500公斤麵粉。呢個考古遺址亦都係我地已知最早既大型機器資本投資替代人力，同最早既工廠式磨坊遺址。

Barbegal自動化水車磨坊遺址

一直運作至今的Cornalvo羅馬重力壩(西班牙)，長度194米，高度28米，建於1-2世紀

一直運作至今的Proserpina羅馬重力壩(西班牙)，長度428米，高度22米，同樣建於1-2世紀