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

Практика направления сточных вод в открытых канавах на пахотные земли, возможно, старше, чем сама документированная цивилизация. Существовали земледельческие поля орошения в Англии, Америке, Японии и Китае, но такой принцип работает только в засушливых регионах на обширных песчаных почвах. Практика впервые была опробована в Америке в 1872 году. Но эта идея была опасна, так же как и неприятна для потребителей. Ни один фермер, использующий для удобрения коровий навоз, не станет во всеуслышание заявлять, что удобряет землю для выращивания овощей также человеческими экскрементами. Всегда есть шанс, что болезнетворные микроорганизмы не были окончательно уничтожены природой.

В соответствии с открытиями экспериментальной станции Лоуренса, в 1889 году в городе Вустер, штат Массачусетс, был построен химический отстойник. В нем использовались принципы, которые уже несколько лет развивались в Британии. Железистые соединения, такие как треххлористое железо, связывали осадок, оставляя сравнительно чистую жидкость. Высушивание осадка в открытых емкостях началось в 1891 году, и к 1894 году появились биофильтры, которые, благодаря впрыскиванию отходов в атмосферу, успешно ускоряли бактериологическую реакцию и оксидирование, жизненно важные для обеззараживания отходов. С годами процесс очистки канализационных вод все более усложняется. В большинстве сообществ сточные воды представляют собой смесь домашней канализации и промышленных отходов. Стандарты чистоты варьируются в зависимости от того, куда сбрасывают отходы – в озеро, реку или море. Методы очистки разные, но итог один – устранение вредных примесей и уничтожение болезнетворных микроорганизмов. Благодаря использованию современных технологий можно превратить жидкие отходы в чистую воду. Около 1918 года власти Нью-Йорка построили для Маунт-Киско, тогда деревни с тремя тысячами жителей, предприятие по переработке отходов, которое должно было очистить сточные воды для возможности их сброса в один из притоков кротонской системы водоснабжения Нью-Йорка. Предприятие было необычным, и город не жалел на него средств. Сточные воды попадали сначала в септик, потом фильтровались и хлорировались. Получалась чистая вода.

Реки и каналы

Ренессанс водной энергии, начавшийся с первой в мире гидроэлектростанции на Ниагарском водопаде, построенной в 1895 году, привел к сооружению крупнейших в мире плотин. Некоторые из этих гигантских плотин не только обеспечивали снабжение электричеством, но и давали воду для городов, ирригации, навигации и способствовали контролю разлива рек. Инженеры увеличивали количество пахотных земель, обеспечивая водой засушливые регионы, одновременно предотвращая затопление других регионов, а также осушая болота. Тем самым инженеры вносили свой вклад в увеличение производства продовольствия.

Лодочные каналы стали важными транспортными путями, сопровождавшими промышленную революцию. В середине XIX века железные дороги в основном вытеснили лодочные каналы в США, хотя в Европе некоторые из них существуют до сих пор. Правда, новые лодочные каналы после 1850 года не строились, но были проведены дноуглубительные работы на некоторых реках, которые в результате стали пригодными для судоходства. После 1850 года начали строить качественно иные крупные судоходные каналы, для чего пригодился накопленный инженерный опыт строительства лодочных каналов.

Инженеры всегда старались сделать реки пригодными для судоходства. Но только после начала промышленной революции регулирование русла рек превратило их в эффективные водные артерии.