Конструкция Марибской плотины⁠⁠

В посте об истории Марибской плотины я почти не коснулся внешнего вида и конструкции самой дамбы. По просьбе в комментариях привожу чертежи и техническое описание.

Первыми инженерами этого гидроузла были отец и сын Али Януф и Ата Амр. Они точно оценили расчётные расходы воды и правильно рассчитали пропускную способность водосбросов, заложение откосов в условиях 9-балльной сейсмичности (что и обусловило надёжность сооружений гидроузла), а также ирригационные системы. И всё это задолго до формулы Шези, методов расчётов каналов и водосливов, устойчивости откосов, а также теории вероятности, которая используется в настоящее время для гидрологических прогнозов.

Первая плотина была простой земляной структурой, длиной 1900 фт (580 м) и высотой ок. 13 фт (4 м), построенной между скалами на южной стороне вади и скальным уступом на севере. Её расположение немного ниже по течению самой узкой точки вади высвободило пространство для постройки естественного водосброса и шлюзов. Около 500 г. до н.э. была построена вторая плотина высотой 23 фт (7 м). Она имела треугольное сечение; обе стенки имели наклон в 45°, а верхняя сторона была облицована камнем, уложенным в раствор.

Свой окончательный вид плотин Мариба приняла при химьяритах, которые построили новую облицованную камнем глинобитную стену длиной 2350 фт (720 м) и высотой 46 фт (14 м), включающую сложные гидравлические системы. При толщине почти 200 фт (60 м) у основания, она была построена на каменном фундаменте и образовывала озеро площадью около 1,5 кв. миль (4 кв. км). На каждом конце стены были шлюзы, через которые вода направлялась в обширные ирригационные сети по обе стороны дна долины. Южная система шлюзов с расходом воды до 15 куб. м/с имела водосброс шириной 10 фт (3,5 м) примерно на 23 фт (7 м) ниже вершины плотины. Северная система с расходом до 30 куб. м/с включала в себя катастрофический водосброс автоматического действия и массивный канал между водосбросом и земляной стеной. Он перенаправлял воду через 3300-фт (1-км), 40-фт (12-м) каменный глиняный канал, прямоугольный в поперечном сечении, к распределительному узлу, который питал 12 оросительных каналов. Сброс, шедший по трубопроводу, контролировался парой ворот; он также проходил через большой отстойник.

Сбросная вода направлялась в соседнюю долину, где орошала засеянную землю, что позволяло получать дополнительный урожай. Кроме водосброса автоматического действия, на обоих водовыпусках имелись водосбросные отверстия, сброс через которые регулировался каменными балками — шандорами. Гидроузел орошал 10 тыс. га земли.

По мере эксплуатации гидроузла наносы заиляли водохранилище. Иногда это вызывало экстремальные наводнения, особенно в эпоху войн химьяритов с Аксумом. Значительные ремонтные работы, тем не менее, старались проводить регулярно, как в 450, 542 и 557 гг. н. э. Время от времени сооружения наращивались.

В наши дни участок земляной плотины сохранился у северного (левобережного) водосброса. Плотина выполнена из супесчаного (по внешнему виду) материала с креплением верхового откоса каменной мостовой. На переднем плане хорошо видны каменный южный (правобережный) устой и водосброс; вдали профиль плотины и за ним северный водосброс. Даже учитывая, что Марибская плотина после 570 г. не восстанавливалась и простояла так почти полторы тысячи лет, этот памятник древней цивилизации имеет настоько высокую сохранность, что В.Г. Ганчиков и З.И. Мунавваров, обследовавшие Марибский гидроузел в конце прошлого века, предлагали его восстановить (это несмотря на то что в 3 км выше по течению в 1986 г. построена новая Марибская плотина высотой 40 м в составе гидроузла).

Телеграм канал "Механика истории".

Источники:

• Hubert Chanson. Hydraulics of Open Channel Flow. с.533-535.

• V. G. Ganchikov, Z. I. Munavvarov. The Marib dam (History and the present time), 1991.

• Marib Dam by architecturalguidance.blogspot.com.

• Dam Safety: General Considerations.