Το υδραγωγείο του Ευπαλίνου στη Σάμο

Τo υδραγωγείο χτίστηκε για να αυξηθεί η παροχή του νερού στην πόλη του Πυθαγορείου, που φιλοξενούσε περί τους 15.000 – 20.000 κατοίκους και να διασφαλίστει η προμήθειά του, ακόμη και σε κατάσταση πολιορκίας.

 Μια πηγή με δυνατότητα ημερήσιας παροχής 400μ.³ νερού βρισκόταν πίσω από το βουνό Άμπελος στα βόρειο-δυτικά της πόλης, σε υψόμετρο 52 μέτρων. Οι πιθανές επιλογές για τη μεταφορά του νερού στην πόλη, ήταν, είτε μέσω επιφανειακού καναλιού που θα κινούνταν γύρω από το βουνό, είτε μέσω ενός ορύγματος που θα διαπερνούσε το βουνό. 

Ο Ευπαλίνος επέλεξε τη δεύτερη λύση, που θα εγγυόταν επαρκή παροχή μέσα στα τείχη της πόλης, ακόμη και σε περίπτωση πολιορκίας.

Συνολικά, το υδραγωγείο καλύπτει απόσταση 2,3 χλμ. και αποτελείται από τρία τμήματα:

Α. Τη «μεγάλη πηγή» (σήμερα πηγή Αγιάδων), όπως αναφέρεται από τον Ηρόδοτο, με ημερήσια παροχή 400μ.³, στα βορειο-δυτικά της πόλης, πίσω από το βουνό Άμπελος, αργότερα γνωστό ως Κάστρο. Στην πηγή, κατασκευάστηκε δεξαμενή μερικώς λαξευμένη στο φυσικό βράχο, με οριζόντια στέγη, που στηρίζονταν σε τουλάχιστον δεκαπέντε ισχυρούς, πέτρινους κιονίσκους. Η δεξαμενή παραμένει σε καλή κατάσταση σήμερα, κάτω από την εκκλησία του Αγίου Ιωάννη, ενώ το νερό εξακολουθεί να διοχετεύεται στο Πυθαγόρειο.

Από τη δεξαμενή κατασκευάστηκε ένας υπόγειος αγωγός μήκους 890μ. και πλάτους 0,60-0,70μ., ακολουθώντας την υψομετρική καμπύλη του βουνού ως τη βόρεια είσοδο του ορύγματος. Περιοδικά φρεάτια, κάθε 30-50μ., χρησιμοποιήθηκαν για να καθοδηγήσουν την πορεία του αγωγού (τεχνική κανάτ).

Β. Το πιο δύσκολο τμήμα του υδραγωγείου και ίσως το πρώτο που κατασκευάστηκε ήταν το μεσαίο μέρος (όρυγμα). Με την κατασκευή του ορύγματος, μέσα από το βουνό Άμπελος και σε ύψος 55μ. πάνω από το επίπεδο της θάλασσας και 180μ. κάτω από την κορυφή του, ο Ευπαλίνος επιχείρησε να μεταφέρει το νερό από την πηγή, χωρίς να φανερώσει τη διαδρομή σε πιθανούς εχθρούς της πόλης της Σάμου.

Γ. Στο Νότιο πέρας του ορύγματος, ένας υπόγειος αγωγός 520μ. παρόμοιος με αυτόν του πρώτου μέρους, ήταν το τρίτο τμήμα του υδραγωγείου. ΚΚατασκευάστηκε και αυτός με την τεχνική κανάτ με παράλληλα, κατακόρυφα φρεάτια, ορατά στην επιφάνεια του εδάφους, σε αποστάσεις από 11 έως 25μ. μεταξύ τους. Με αυτόν τον τρόπο το νερό διοχετευόταν από τη νότια έξοδο του ορύγματος προς τα ανατολικά στην πόλη του Πυθαγορείου.

Παρά το γεγονός ότι το καταληκτήριο σημείο του υδραγωγείου δεν έχει ακόμη εντοπιστεί εντός της πόλης, ένα σύστημα διανομής θα τροφοδοτούσε τις κρήνες της πόλης (μέχρι σήμερα τουλάχιστον δύο κρήνες μνημειακών διαστάσεων έχουν εντοπιστεί) και στη συνέχεια θα οδηγούσε το νερό, πιθανώς μέχρι το λιμάνι.

Το μεσαίο μέρος του υδραγωγείου, το διάσημο Ευπαλίνειο όρυγμα, συζητείται στη συνέχεια.

Περιγραφή του ορύγματος

Όπως αναφέρθηκε και παραπάνω, το όρυγμα λαξεύτηκε στο ασβεστολιθικό πέτρωμα του βουνού Άμπελος. Έχοντας συνολικό μήκος 1.036μ. και διαστάσεις (ΥxΠ) 1,8μ. x 1,8μ. χρειάστηκαν περίπου 10 χρόνια για να κατασκευαστεί.

Το δάπεδο του ορύγματος ήταν οριζόντιο για να αποτραπεί η συγκέντρωση υδάτων στο μέτωπο της εργασίας εκσκαφών, ενώ το νερό της πηγής έρεε σε ένα ελαφρώς επικλινές, ορθογώνιο κανάλι/χαντάκι (0,7μ. πλάτος, κλίση: 0,45%), το οποίο είχει σκαφτεί κατά μήκος της μιας πλευράς του δαπέδου του κυρίως ορύγματος. Το κανάλι αυτό σκάφτηκε μάλλον αφού οι δυο κλάδοι του ορύγματος συναντήθηκαν μέσα στο βουνό. Ξεκινά από βάθος περίπου 2μ. (στη βόρεια είσοδο) και φτάνει σταδιακά τα 9μ. στη νότια πλευρά. Μέσα σε αυτό το κανάλι είχαν τοποθετηθεί οι 5.000 πήλινοι σωλήνες, με διάμετρο 0,26μ., οι οποίοι μετέφεραν το νερό. Το κανάλι είναι σήμερα καλυμμένο με κιγκλιδώματα για λόγους ασφαλείας.

Η οροφή του ορύγματος ενισχύθηκε με λιθοδομή στις περιοχές, που ο βράχος ήταν επικίνδυνα χαλαρός (συνολικό μήκος: 165μ.). Η λιθοδομή μας επιτρέπει τον εντοπισμό δυο φάσεων στο όρυγμα: Αρχικά, την αρχαϊκή, πολυγωνική τοιχοποιία με την αψιδωτή κάλυψη, και στη συνέχεια μια ρωμαϊκή φάση επισκευής, στην οποία χρησιμοποιήθηκαν τοίχοι από μικρές πέτρες και κονίαμα, δημιουργώντας θολωτή οροφή. Μεταγενέστερες επεμβάσεις χρονολογούνται στους βυζαντινούς χρόνους, όταν το όρυγμα χρησιμοποιήθηκε ως καταφύγιο, πριν εγκαταλειφθεί.

Συνολικά, περίπου 7.000 κυβικά μέτρα βράχου σκάφτηκαν για να ολοκληρωθούν οι σήραγγες του υδραυλικού έργου, χρησιμοποιώντας μόνο αξίνες, σφυριά και καλέμια.

Σχεδιασμός του ορύγματος 

Ένας αριθμός κρίσιμων αποφάσεων χρειάστηκε να ληφθούν κατά την έναρξη αυτού του άθλου:

• α. η ευθύγραμμη πορεία και το παράλληλο του δαπέδου του ορύγματος,
• β. το υψόμετρό του: 55,8μ., προκειμένου να ελαχιστοποιηθούν οι χωματουργικές εργασίες,
• γ. Η εκκίνηση των εργασιών ταυτόχρονα και από τις δυο πλευρές του βουνού, προκειμένου να εξοικονομηθεί χρόνος.

Λαμβάνοντας υπόψη αυτά, έγιναν αρκετές προτάσεις για το θεωρητικό σχεδιασμό του έργου, που κατασκευάστηκε χωρίς πυξίδες ή τοπογραφικούς χάρτες, χρησιμοποιώντας μόνο αρχές της γεωμετρίας, που κωδικοποιούνται αρκετούς αιώνες αργότερα.

Image courtesy of Hydria Virtual Museum

Hydria Virtual Museum

Image courtesy of Hydria Virtual Museum

Hydria Virtual Museum

Η ακριβής θεωρητική μέθοδος, που χρησιμοποιήθηκε για το σχεδιασμό της κατασκευής του ορύγματος παραμένει ένα ερώτημα, αν και η έρευνα (Kienast 1995) κλίνει προς τις αρχές του Ήρωνα από την Αλεξάνδρεια, ενός αρχαίου Έλληνα μαθηματικού και μηχανικού (10-70 μ.Χ.). Πιστεύεται ότι ο μηχανικός του έργου μέτρησε την απόσταση γύρω από το βουνό χρησιμοποιώντας ορθογώνια τρίγωνα: η απόσταση της κατεύθυνσης προς τα δυτικά, αφαιρέθηκε από την απόσταση της κατεύθυνσης προς τα ανατολικά, καθορίζοντας έτσι τη μια πλευρά του ορθογωνίου τριγώνου. Το άθροισμα όλων των αποστάσεων, κατευθύνσεων βορρά-νότου,  ήταν ίσο με το μήκος της δεύτερης πλευράς του τριγώνου, ενώ η γραμμή που συνέδεε τις δυο, η υποτείνουσα του τριγώνου, ήταν στην πραγματικότητα η διαδρομή του προτεινόμενου ορύγματος. Αφού υπολογίστηκαν αυτές οι γραμμές, αν και ακόμη θαμμένες κάτω από το βουνό, δύο παρόμοια, ορθογώνια τρίγωνα θα κατασκευάστηκαν σε κάθε πλευρά του ορύγματος για να κατευθύνουν την πορεία της εκσκαφής.

Εκτέλεση εργασιών 

Μία από τις πολλές τοπογραφικές δυσκολίες, που αντιμετώπισε ο Ευπαλίνος, ήταν ο προσδιορισμός των δύο άκρων της σήραγγας, έτσι ώστε να βρίσκονται στο ίδιο υψόμετρο. Για να γίνει αυτό, σχεδίασε αρχικά μια διαδρομή πάνω από την κορυφή του βουνού, την οποία επεσήμανε με ξύλινους πασσάλους – αυτή ήταν η προβολή του ορύγματος. Η διαδρομή του ορύγματος θα ελέγχονταν σε σχέση με την πορεία των ξύλινων πασσάλων στην επιφάνεια του βουνού, οδηγός που θα χρησιμοποιούνταν από τα συνεργεία που δούλευαν στις δυο πλευρές του βουνού.

Image courtesy of Hydria Virtual Museum

Hydria Virtual Museum

Image courtesy of Hydria Virtual Museum

Hydria Virtual Museum

Image courtesy of Hydria Virtual Museum

Hydria Virtual Museum

Μια άλλη πρόκληση κατά την εκσκαφή, ήταν να μην υπάρξει απόκλιση από το οριζόντιο επίπεδο και για το λόγο αυτό ο Ευπαλίνος πιθανώς χρησιμοποίησε ένα χωροβάτη, ένα αρχαίο αλφάδι, και μια διόπτρα. Για τη μέτρηση των αποστάσεων, ευθειών και γωνιών χρησιμοποιήθηκαν πιθανώς διαβήτες και γωνιόμετρα. Ο Ευπαλίνος χρησιμοποίησε μια μονάδα 20,59μ. για τις μετρήσεις αποστάσεων και 7,5 μοιρών (το 1/12 της ορθής γωνίας) για τον καθορισμό των κατευθύνσεων.

Σημάνσεις των αποστάσεων είναι ακόμα ορατές στα τοιχώματα του ορύγματος, με κόκκινο χρώμα!

Κατά την εκκίνηση της κατασκευής, ο Ευπαλίνος προκειμένου να ελέγξει την ακρίβεια των υπολογισμών του, άνοιξε έναν κατακόρυφο φρεάτιο, περίπου 40 μέτρα από την βόρεια είσοδο του ορύγματος. Το φρεάτιο, που σκάφτηκε ως επέκταση ενός από τους ξύλινους πασσάλους, συναντήθηκε με ακρίβεια με το διανοιγόμενο όρυγμα και επιβεβαίωσε τις εκτιμήσεις του.

Η περιγραφή της κατασκευής του ορύγματος θα ολοκληρώνονταν κάπου εδώ, εάν μετά από περίπου 200 μέτρα από το βόρειο στόμιο του, ο Ευπαλίνος δεν είχε παρεκκλίνει από την ευθεία γραμμή. Οι εργάτες συνάντησαν προβλήματα στα γεωλογικά στρώματα, κατά πάσα πιθανότητα ένα συνδυασμό χαλαρού βράχου και νερού. Για το λόγο αυτό, ο Ευπαλίνος αναγκάστηκε να κάνει μια εκτροπή αρχικά προς τα δυτικά 25^οκαι έπειτα από 150μ. ανατολικά (90^ο), σχηματίζοντας τις δύο πλευρές ενός ορθογωνίου τριγώνου, του οποίου η υποτείνουσα θα ήταν η αρχική διαδρομή. Η διάνοιξη όμως της δεύτερης πλευράς συνεχίστηκε πιθανώς για να εντοπίσει στέρεο βράχο, κινούμενη πλέον σε μια τεθλασμένη γραμμή προς το νότιο κλάδο του ορύγματος, το οποίο είχε ολοκληρωθεί δίχως πρόβλημα δύο χρόνια νωρίτερα. Το νότιο αυτό τμήμα είχε διανοιχτεί σε ευθεία γραμμη μήκους 390μ. από το στόμιο, και στο τέλος σχημάτισε μικρή γωνία προς τα ανατολικά, αναμένοντας το απέναντι τμήμα.

Αυτή η παρέκκλιση, ζωτικής σημασίας για την ολοκλήρωση του έργου, σημαδεύτηκε από τον μηχανικό με τη λέξη ΠΑΡΑΔΕΓΜΑ στον ανατολικό τοίχο του ορύγματος, αντανακλώντας την υπερηφάνια του, και υποδεικνύοντας παράληλλα ένα στοιχείο στους πιθανούς ερευνητές, που θα προσπαθούσαν να αποκρυπτογραφήσουν το αίνιγμα του σχεδιασμού και της εκτέλεσης του ορύγματος.

Πλησιάζοντας το σημείο συνάντησης, το συνεργείο του βόρειου κλάδου άλλαξε κατεύθυνση σε μια απότομη γωνία προς τα ανατολικά, για να συναντήσει το νότιο κλάδο. Για να αποφευχθεί οποιοδήποτε ενδεχόμενο αστοχίας συνάντησης των δυο κλάδων, στα τελευταία μέτρα πριν από την αναμενόμενη συνάντηση ο Ευπαλίνος αύξησε το ύψος του βόρειου κλάδου κατά 2,5μ., ενώ ταπείνωσε το δάπεδο του νοτίου κατά 0,6μ., δημιουργώντας ένα ασφαλές περιθώριο συνάντησης, ύψους περίπου 5μ.

Βέβαια, οι προφυλάξεις αυτές κρίθηκαν περιττές καθώς στο σημείο συνάντησης, σχεδόν κάτω από την κορυφή του βουνού, οι αποκλίσεις ήταν ελάχιστες, 0,7μ. οριζόντιο σφάλμα και μολις 0,04μ.κατακόρυφο σφάλμα!

Image courtesy of Hydria Virtual Museum

Hydria Virtual Museum

Image courtesy of Hydria Virtual Museum

Hydria Virtual Museum

Image courtesy of Hydria Virtual Museum

Hydria Virtual Museum