Welche Methoden könnte eine alte Zivilisation anwenden, um frisches Wasser aus großer Tiefe zu gewinnen?

Mein Großvater hat auf seiner Ranch in Zentral-Washington von Hand einen Brunnen gegraben. 6 Fuß im Quadrat, 160 Fuß (50 Meter) tief. Das Graben war ziemlich einfach, da es sich um die Ringgold-Formation handelte (der Wind hat feinen Sand und Lehm von vor einigen Eiszeiten abgelagert. Ähnliche Brunnen wurden im Nahen Osten gegraben. Allerdings pumpte er nicht von Hand. Er baute einen Schwimmer an den Boden und setzen Sie eine elektrische Pumpe ein.

Lassen Sie uns dies auf 100 m erweitern.

Um ein kg Wasser 100 m hoch zu heben, werden Sie ungefähr 1000 J aufwenden

Eine gut ernährte Person kann über lange Zeiträume mit etwa 100 W nützliche Arbeit verrichten. https://en.wikipedia.org/wiki/Human_power (behauptet 75 W, aber mit Training wird es besser) Ein Watt ist ein Joule pro Sekunde. Eine Person, die ein perfektes Gerät verwendet, könnte also 6 kg – 6 Liter oder etwa 1,5 Gallonen Wasser pro Minute an die Oberfläche bringen.

Sie würden dies wahrscheinlich entweder mit einer Kette von Eimern an einem Seil tun, so dass das Gewicht des aufsteigenden Eimers durch das Gewicht, das nach unten geht, ausgeglichen wird. Dies würde von einem Laufkäfig angetrieben, um die großen Muskeln in Ihren Beinen zu nutzen. Wenn Sie die Reibung auf 50 % der Energie reduzieren können, bringt eine Person etwa 200 Liter – etwa 1 Barrel – Wasser pro Stunde nach oben. Wenn Sie 12-Stunden-Schichten (Sklavenarbeit) haben, bringt jeder Sklave 600 Gallonen pro Tag hoch.

In einem heißen, trockenen Klima kann eine Person etwa 4 Gallonen Wasser pro Tag ausschwitzen. Sie benötigen etwas zusätzliches Wasser zum Kochen und Waschen. Nennen Sie es 10 Gallonen pro Tag. Auf dieser Stufe benötigen Sie also für insgesamt 60 Personen 1 Sklaven auf den Wasserrädern.

Getreide. Sie können Trockenweizen mit 10 Zoll Regen pro Jahr anbauen, wenn Sie das Land abwechselnd brachlegen. Benötigt 16 Zoll für den jährlichen Anbau. In einem Wüstenklima wird es mehr dauern. Tomaten benötigen im San Joaquin Valley pro Saison 60 Zoll Bewässerung.

Gerste kann 100 Scheffel/Morgen oder etwa 3 Tonnen ausbringen. (60 lbs/bushel für die meisten Körner) Die Römer marschierten mit 2 lbs Getreide pro Tag. 700 Pfund Getreide pro Person und Jahr. Ein Morgen unterstützt dann 4 Personen und ein paar Mäuse. Ein Acre ist vierzig ungerade tausend Quadratfuß. Ein Fuß Wasser ist also 40.000 Kubikfuß Wasser oder etwa 300.000 Gallonen. Es braucht also 500 Manntage, um das Wasser zu pumpen. Sie bewässern nicht mit menschlicher Muskelkraft. Bei 1/100 der Tiefe (1 Meter tief) ist Ihre Belegschaft größer als die Produktivität.

OK. Bewässern Sie nicht überfluten. Die Israelis sind gut darin, kleine Mengen Wasser für den Anbau zu verwenden und es genau dort einzusetzen, wo es gebraucht wird.

Oder lass es regnen. Sobald es nach einem vernünftigen Zeitplan regnet, haben Sie eine Vegetation, die kein Ackerland ist. Sie können Lebewesen weiden lassen. Auf diese Weise wurden auch die Sahara, ein Großteil des Nahen Ostens und Griechenland unfruchtbar – überweidet.

Dies wiederum verändert das Klima. Wenn Pflanzen nicht in die Luft verdunsten, gibt es weniger Wasser, um Regen zu machen.

Tiere helfen nicht viel. Stroh hat nicht genug Nährstoffe, um eine Kuh alleine am Laufen zu halten (hat Kalorien, aber wenig Protein), also brauchen Sie auch etwas von Ihrem Getreide für die Ochsen.

Sie brauchen also eine andere Ernte. Aber Sie müssen auch eine Kombination aus geringerem Wasserverbrauch oder höherer Produktivität rechtfertigen. (Kartoffeln AFAIK haben die höchsten Kalorien pro Acre.)

Es gibt einen Grund, warum Wüstenvölker oft Nomaden sind. Die Ausnahmen treten auf, wenn es in der Gegend einen großen Fluss gibt. Der Nil überschwemmte jeden Frühling, tränkte das Land und ermöglichte eine langfristige Landwirtschaft. Die Flüsse Tigris und Euphrat hatten auch eine Hochwassersaison, und ich glaube, dass sie kilometerlange Bewässerungskanäle führten. Einer der Gründe für den Bau von Dämmen besteht darin, Wasser in eine Position zu bringen, in der es bergab zu einem Feld fließen kann. Aquädukte aus den Bergen...

Werfen wir einen Blick auf die Entwässerungssysteme der römischen Minen .

Sie benutzten ein Rad, an dem Kästen mit Löchern befestigt waren. Zuerst würde Wasser in die Kiste gelangen, wenn sie unten war, dann würde die Kiste steigen und das Loch würde über Wasser sein. Dann würde sich die Kiste oben auf den Kopf stellen und Wasser würde durch das Loch austreten.

In den Minen von Rio Tinto hatten sie eine Reihe von acht Paaren solcher Räder.

So förderten 16 Männer 3 Liter Wasser pro Sekunde aus 30 Metern Tiefe. In Dakia wurden Überreste eines solchen Systems gefunden. Es hat Wasser von 75 Metern angehoben! Stellen Sie sich eine Hölle vor, durch die diese Männer gegangen sind und diese Räder jahrelang unter der Erde gedreht haben ...

Ihre Leute sind am Meer, wenn ich mich recht erinnere. Ihr Süßwasser kann nur so weit sinken. Ins Landesinnere kann man tiefer gehen, aber ein Problem mit unterirdischem Süßwasser in der Nähe des Ozeans ist, dass es oft als Linse auf Salz- oder Brackwasser existiert.

von https://pubs.usgs.gov/circ/2003/circ1262/http://earthsci.org/education/teacher/basicgeol/groundwa/groundwa.html

Dies ist das Ghyben-Herzberg-Modell , das Süßwasserquellen auf Salzwasser erklärt. Ich war daran interessiert zu sehen, dass ihre Studien auf der Insel Malta durchgeführt wurden. Bohrt man zu weit, landet man im Brackwasser. Umgekehrt, wenn Sie frisches Wasser über seine Wiederauffüllrate hinaus ablassen (durch Regen usw.), nimmt der Druck des frischen Wassers auf dem Salz ab und Salzwasser kann in Ihre Brunnen eindringen.

Ein ähnliches Problem wurde bereits gelöst. Geeignete Lösungen sind entweder

• Noria

eine durch Wasserkraft angetriebene Maschine, die zum Heben von Wasser in ein kleines Aquädukt verwendet wird, entweder zum Zwecke der Bewässerung oder zur Verwendung in Städten und Dörfern.

• Schraube des Archimedes

eine Maschine, die früher zum Übertragen von Wasser aus einem tief liegenden Gewässer in Bewässerungsgräben verwendet wurde. Wasser wird gepumpt, indem eine schraubenförmige Oberfläche in einem Rohr gedreht wird.

Sie können sie anpassen, indem Sie Tiere die Bewegung antreiben lassen.