Wie viel effektiver wäre eine effiziente spätindustrielle Macht beim Graben im Vergleich zu menschlicher Grundarbeit?

Anknüpfend an meine frühere Frage hier: Kann ein Wassertransportkanal mit Wasserkraft ausgehoben werden?

Ich habe das Selbstkanalisieren als zu schwierig aufgegeben. Daher ist manuelles Graben erforderlich. Ich muss herausfinden, wie groß der Kanal vernünftigerweise sein könnte. Dies hängt natürlich (unter anderem) von der verfügbaren Zeit und der verfügbaren Arbeitskraft ab, daher werde ich der Einfachheit halber von bewegten Kubikmetern pro Manntag sprechen.

Gehen Sie von derselben Sand-/Lehm-/Tonoberfläche aus, fügen Sie jedoch einige Meter tiefer ein solides Felsfundament hinzu (in einer Tiefe, die für den Bau am besten geeignet ist). Nehmen Sie die manuelle Arbeit mit einfachen Spitzhacken, Schaufeln und Schubkarren als Ausgangspunkt für die Berechnung der pro Manntag gegrabenen Kubikmeter.

Die Frage ist, wie viel effizienter als diese Grundeinstellung können sie ihre Arbeit machen, wenn sie eine breitere Palette von mechanischen und tierischen Geräten verwenden und die Arbeit intelligent verwalten? Alle vorindustriellen Geräte sind im Umfang enthalten, Hebel, Flaschenzüge, Kräne, Radkarren, Pferde, andere Tiere und alles andere, was Sie sich vorstellen können. Welche Multiplikatorstufe sollte ich der grundlegenden Mandrolic-Methode hinzufügen?

Es gibt keine Dampfmaschinen oder Verbrennungsmotoren, aber diese Gesellschaft ist in anderer Hinsicht sehr weit fortgeschritten. Sie sind beispielsweise mit allen Arten von hydraulischen Berechnungen wie der Manning-Gleichung zur Kanalströmungsschätzung vertraut.

Verwandte: Wie lange würde es dauern, einen 10 km langen Kanal mit Technologie aus der Bronzezeit zu graben?

(a) Haben wir Sprengstoff? Aber auf den Punkt gebracht... (b) Was ist Ihre Frage? Wie viel effizienter (auch bekannt als wie viel schneller) kann der Kanal gegraben werden? Wie in "Die Menschheit hat X historisch gemacht, aber im Nachhinein können wir das verbessern?" Das ist eine seltsame Frage. Strengst du nach einer Mücke?
Schauen Sie sich nur Kanäle in der realen Welt an, viele Kanäle wurden vor dem Industriezeitalter gebaut. China und Großbritannien sind zwei Aushängeschilder dafür. So wie es ist, erfordert diese Frage viel Arbeit. Stellen Sie sich einfach die Frage, wie schnell ein vorindustrieller Kanal gebaut werden kann. Der Bridgewater-Kanal wäre ein großartiges Beispiel.
Es ist wahr, dass es eine Menge Berechnungen geben wird (die ich gerne durchführe), deshalb habe ich versucht, das Problem zu vereinfachen, indem ich die Kanalberechnung vermeide. Ich interessiere mich für den technologischen Vorteil beim Graben der Technologie der späten vorindustriellen Zeit gegenüber sehr primitiven Grabmethoden – welcher Multiplikator soll angewendet werden? x2? X5?
Der 240 km lange Canal du Midi wurde in 14 Jahren (1667 bis 1681) über Berge und Täler in reiner Handarbeit gebaut. Und es war nicht einmal eine Art nationale Anstrengung des Königreichs Frankreich; Es war ein gewöhnliches Ingenieurprojekt, eines von vielen.
Wenn Sie wirklich eine Welt bauen, warum übertrumpft die Realität dann den Realismus? Wie auch immer, warum nicht Google fragen, wie lange es tatsächlich gedauert hat, diesen oder jenen interessanten Kanal zu bauen? Heutzutage haben einige sogar ihre eigenen TV-Doccoes!
@Robbie Goodwin Ich glaube, dass das Festhalten an der Realität am Ende zu einer befriedigenderen und glaubwürdigeren Geschichte führen wird. Wenn ich die Details ignorieren würde, würde das Ganze sehr schnell in Widersprüche ausarten und es wäre Magie erforderlich, um es richtig zu machen. Ich habe viel recherchiert, aber einige Dinge sind selbst mit Google-Hilfe nicht so einfach zu entdecken. Diese Website war äußerst nützlich, um Lücken in meinem Denken über solche Dinge zu finden.
@Slarty Warum nicht versuchen? Vielleicht stellen Sie fest, dass Sie ein besserer Autor sind, als Sie dachten. Wenn Sie der Meinung sind, dass die Realität wichtiger ist als der Realismus – außerhalb von Lehrbüchern – empfehle ich Ihnen, mehr zu lesen! Es ist sehr wichtig, Löcher in das Denken der Menschen zu stechen, und selbst das ändert nichts an der einfachen Tatsache, dass weit und breit die meisten Leser mehr als glücklich sind, ihren Unglauben zu unterdrücken, sich an der Hand halten zu lassen und geführt zu werden, wohin der Autor sie führt. Wenn Sie das Graben von Kanälen erforschen würden, welche drei Projekte würden Ihnen als erstes in den Sinn kommen?
@AlexP Das ist eine ausgezeichnete Quelle, danke. Perfekt in Bezug auf den Zeitrahmen und ein hochrelevantes Thema.
@Robbie Goodwin Realität gegen Realismus ist ein interessanter Punkt. Ich nehme an, in gewisser Hinsicht ist das, was ich tue, ganz klar Realismus und nicht Realität. Ich bin mir sicher, dass eine Gruppe ausgebildeter Ingenieure mit Pferd und Kutsche durch die ganze Sache fahren würde. Vielleicht braucht es viel, um meinen Unglauben aufzuheben. Allerdings spricht die Idee des „Loslassens“ in gewisser Weise an. Es wäre viel einfacher, einfach eine Linie auf die Karte zu ziehen und zu sagen, dass sie hier einen Kanal bauen, es war schwer, aber sie haben Magie benutzt. Aber dann geht alles.
@Robbie Goodwin Ich habe viele Projekte recherchiert. Suez und der Pharaonenkanal. Sehr nützlich in Bezug auf die Erdbewegung, obwohl teilweise durch Mechanisierung. Das römische Projekt, den Fucine-See zu entwässern und um 15.000 Morgen zu reduzieren. Der Panamakanal ist wegen des Krankheitsproblems und der vielen Schleusen nicht so gut. Ich habe gerade den Canal du Midi entdeckt, der eine fantastische Ressource ist – dank AlexP ist er heute besonders beeindruckend, da er das Ausmaß der Errungenschaften im Jahr 1600 zeigt, was die richtige Zeit ist.
Der Canal di Midi hat Schleusen eingebaut, etwas, worüber sich dieses Projekt meines Erachtens keine Sorgen machen muss. Ich sehe keine besonderen mechanischen Geräte. Ich glaube nicht, dass sogar Schleusentore nützlich wären, aber vielleicht ein oder zwei Stauseen entlang der Route, um eine gute Wassersäule aufbauen zu können, um den Wasserdruck in den unteren Abschnitten zu erhöhen (Trockenperiode zum Baggern, Nassperiode zum Überschwemmen.
@Justin Thyme the Second Agreed Schleusen werden auf diesem Kanalabschnitt nicht benötigt, was den Bau erleichtern sollte. Es ist schiffbar, aber sein Hauptzweck wäre der Transport großer Wassermengen. Über eine Sache war ich jedoch etwas besorgt - am Quellenende muss es auf den letzten zwölf Meilen oder so einen höheren Boden geben, vielleicht 100-200 Meter höher. Eine natürliche Hügel- / Bergbarriere mit einer Lücke darin, die aufgestaut wird. Dann einige beeindruckende Überläufe mit sehr hohem Volumen, vielleicht ein oder zwei Meilen davon. Bau in Etappen – vielleicht eine ebenso schwierige Ingenieuraufgabe wie der Kanal selbst?
Etwas, das Sie unbedingt berücksichtigen sollten. Es hängt davon ab, wie erfahren Sie im "gegrabenen" Teil sind. Angesichts der technischen Arbeiten der frühen Ägypter beim Bau von Pyramiden ist Folgendes sicherlich machbar. Sie hätten einen größeren Wasserdruck und einen größeren Durchfluss, wenn Sie eine abnehmende Folge von „Terrassen“ und Schleusentoren von der Oberseite Ihres Reservoirs aus bauen würden. Es bringt Ihnen nicht die 'parabolische' Form, die traditionell in der Neigung von künstlichen Wasserstraßen üblich ist, aber es bringt Ihnen einen zunehmenden 'Kopf'-Druck.
Stellen Sie sich einen Gartenbrunnen vor, der durch aufeinanderfolgende Teiche und Wasserfälle fließt. Die einzige Pumpe, die benötigt wird, ist diejenige, die das Wasser auf den höchsten Stand bringt. Wir haben Beton aus der Zeit der Römer. Sehr gut vorstellbar, dass Ihre Ingenieure das auch hatten. Die Ägypter bewegten viel Erde, um sanfte Rampen an den Seiten der Pyramiden zu errichten, und entfernten dann die Erde, als der Bau abgeschlossen war.
Große Mengen Erde zu bewegen ist nur brutale Arbeit, nichts besonders Herausforderndes in technischer Hinsicht, solange Sie über genügend Arbeitskräfte verfügen.
@Slarty Warum so negativ in Bezug auf Ziele oder Mittel sein ... den Inhalt Ihrer Welt und Ihre Bauweise? Es ist immer einfacher, eine Linie zu ziehen und durch Magie „einen Kanal zu bauen…“. Warum sollte es schlimmer sein, Ihre Recherchen zu verwenden oder sie zu erfinden? Wer hätte gedacht, was die Erforschung von Suez und „dem Kanal der Pharaonen“, des Fucine-Sees und des Panamakanals und die Entdeckung des Canal du Midi über „späte vorindustrielle Macht“ und „menschliche Grundarbeit“ ungesagt ließen? Was war „vorindustrielle Macht“ anderes als „menschliche Grundarbeit“? Was war „das Self-Channeling“ und inwiefern war es „zu schwierig“? Warum nicht einfach realistisch schreiben?
@Robbie Goodwin Was war vorindustrielle Macht als menschliche Arbeit? Genau das ist die Frage, die ich hier stelle. Ich schlage vor, seine menschliche Arbeit verstärkt durch Tierarbeit und einfache Maschinen wie Kräne und Windmühlen. Nicht massiv, aber signifikant. Die Selbstkanalisierung bezog sich auf meine vorherige Frage hier: worldbuilding.stackexchange.com/questions/190182/… Die Schwierigkeit dabei ist die Menge an Sediment, die angesichts der Lage im Landesinneren bewegt werden müsste. Ich komme vielleicht später darauf zurück.
@Slarty Entschuldigung und es liest sich so, als ob "Was war vorindustrielle Macht als menschliche Arbeit?" ist genau der Punkt, den Sie hier nicht ansprechen". Natürlich ist das menschliche Arbeit, verstärkt durch Tierarbeit und einfache Maschinen wie Kräne und Windmühlen. Eindeutig riesig - was Sie mit "massiv" meinten. Wie würde jemand erkennen, dass sich Selbstkanalisierung auf Sie bezieht vorherige Frage? Wussten Sie nicht, dass der Link jetzt über „Selbstkanalisierung" sagt? Warum sollten andere Arbeitsstile keine Sedimente bewegen müssen? Warum nicht das fallen lassen, worauf Sie später zurückkommen, bis … äh … später?

Antworten (2)

Der längste Kanal der Welt ist auch einer der ältesten. Der Jing-Hang-Kanal in China.

Die ältesten Teile des Kanals stammen aus dem 5. Jahrhundert v. Chr., aber die verschiedenen Abschnitte wurden erstmals während der Sui-Dynastie (581–618 n. Chr.) Verbunden. Dynastien in den Jahren 1271–1633 restaurierten und bauten den Kanal erheblich wieder auf und änderten seine Route, um ihre Hauptstadt zu versorgen.

Die Gesamtlänge des Canal Grande beträgt 1.776 km (1.104 Meilen).

Dieser Kanal wurde teilweise durch eine Bergkette gebaut, mit erheblichen baulichen Herausforderungen, ohne Maschinen mit erweiterter Kraft. Also sicher baust du deine 400 km. Kanal auf relativ flachem Land in einem Boden, der für das Graben (mit sehr wenigen technischen Herausforderungen) durch eine nicht angetriebene Gesellschaft sehr gut geeignet ist, liegt durchaus innerhalb vernünftiger Vermutungen.

Und ich weiß aus persönlicher Erfahrung, nachdem ich mich durch die Arbeit in einem Steinbruch durch die Universität gearbeitet habe, dass eine einigermaßen fitte Person in einer sicherheitsbewussten, stark gewerkschaftlich organisierten Umgebung ohne fremde Hilfe sechs bis acht Kubikmeter Material aus einem geschlossenen Keller mit Förderband manuell bewegen kann eine Acht-Stunden-Schicht, nur mit Schaufel und Schubkarre, ohne unverhältnismäßig großen Kraftaufwand. Alle Pausen inklusive. Troglytenarbeit könnte es leicht in der Hälfte der Zeit erledigen.

Dank dafür! Ich versuchte herauszufinden, welchen Vorteil die späte vorindustrielle Technologie zum Beispiel für Schwerlastkräne bieten würde
Ich kann Ihnen absolut versichern, dass das Ausheben eines Grabens von 5 bis 10 Metern Tiefe in sehr tolerantem Boden und das Bewegen des Materials über eine sehr kurze Strecke aus dem Weg durch Kräne und dergleichen nicht wesentlich von Nutzen wäre, vorausgesetzt, Sie haben die Arbeitskraft. Kräne sind nur für Höhen und wirklich schwere Objekte (Felsbrocken) nützlich. Die klassische Schubkarre und der Wagen würden ausreichen. Der einzige Vorteil, den angetriebene Maschinen haben (und im Grunde sind sie nur angetriebene Schubkarren, Schaufeln und Wagen), liegt in der Arbeitskraft.
Statt einer 20-köpfigen Besatzung eine zwei- oder dreiköpfige Besatzung. Wenn es sich um Bergbau auf engstem Raum handeln würde, wäre die Verringerung der Arbeitskraft erheblich. Wie viele Arbeiter kannst du in eine Mine stopfen? Aber in diesem Fall können Sie beliebig viele Arbeiter über die 400 km verteilen. Länge, ohne dass sie andere Arbeiter einschränken.
Stellen Sie sich vor, die Westfront im Ersten Weltkrieg war 700 km lang. lang und war im Wesentlichen ein langer durchgehender Graben, im Wesentlichen von Hand ausgehoben, vier bis sechs Meter tief und drei bis vier Meter breit, und er war von einem Ende zum anderen mit einer zusammenhängenden Reihe von Soldaten besetzt, die in nur einer abgeschlossen war wenige Monate bis höchstens ein Jahr.
@Slarty es wird noch besser. Die Römer konnten bereits ein 90 km langes Aquädukt mit einer Wasserströmungsneigung von 0,3 % und einem Höhenabfall von 264 m bauen. Das meiste davon ist bis zur Halbzeit und fällt auf dem Rest des Weges um 0,15 %. Obwohl sich Aquädukte von Kanälen unterscheiden, haben sie gezeigt, dass sie auch unglaublich flache Straßen bauen können. Es ist wahrscheinlich, dass sie die gleiche Neigung auf einen Kanal anwenden können. Sie können es also nicht nur bauen, sie können auch sehr präzise sein.
@JustinThymetheSecond: Es war kein langer , durchgehender Graben. Es war ein komplexes System von Schützengräben , im Durchschnitt etwa 20 km breit. An jedem Punkt hatten sowohl die Anglo-Franzosen als auch die Deutschen Dutzende von mehr oder weniger parallelen Schützengräben. Die allgemein vereinbarte Schätzung besagt, dass die Gesamtlänge der Gräben im Westen etwa 55.000 km (35.000 Meilen) betrug.
@Justin Thyme the Second Ich dachte, dass es in größeren Kanälen helfen würde, wenn die Basis sagen würde, dass 6 m tiefer Beute aus mehreren Schubkarren in einen großen Container gekippt und nach oben gekrant werden könnte. Pferd und Karren könnten auch mit größeren Teams verwendet werden, die einen Karren füllen, anstatt mit Schubkarren hin und her zu fahren - insbesondere, wenn die Breite zunahm
Der Vorteil von Pferdekarren gegenüber Kränen besteht darin, dass Sie überall eine Pferdekutsche laden können, der Karren ist sehr mobil, aber der Kran hat eine begrenzte Reichweite. oben musst du es immer noch in einen Wagen werfen, warum also nicht mit einem anfangen und einen Schritt sparen? Fünf Meter sind für ein gutes Pferdegespann kein Hindernis. Schieben Sie eine Schubkarre eine Rampe hinauf, um sie in den Wagen zu werfen, Erdrampen sind billig zu bauen und leicht zu bewegen. Ich kippte die Karrenladung in eine Wanne, die, wenn sie voll war, von einem Gabelstapler weggekarrt wurde, aber genauso gut ein von einem Pferd gezogener Wagen hätte sein können. Und aus vielen Gründen schlage ich geneigte Banken vor.
Beachten Sie jedoch, dass das gesamte Material, das Sie ausgraben, einfach neben dem Kanal liegen gelassen werden kann, um die Bänke höher zu machen.
Despoten sind normalerweise ziemlich gut darin, Dinge zu erledigen.
@Charles Bamford Im Ersten Weltkrieg gab es keine "Despoten" - nur sehr fehlgeleitete Politiker. Niemand versuchte, andere zu unterdrücken. Alle Seiten dachten, die Meinungsverschiedenheit würde in Monaten ausgeräumt sein, und alle würden Weihnachten zu Hause sein.
Machen wir ein paar Berechnungen. Angenommen, ein starker Mann kann mit einer Schaufel und einer Schubkarre, die in einen Pferdewagen geladen werden, 10 Kubikmeter Material pro Tag bewegen (leicht machbar). Ein Kanalstück von einem Meter Dicke, 20 Meter Breite und 5 Meter Tiefe (ein Kanal mit anständiger Größe, um den Zweck zu erfüllen) würde diese Person zehn Tage brauchen, um zu graben. Für 400.000 Meter würden 400.000 Arbeiter zehn Tage brauchen, um zu graben. Oder 40.000 Arbeiter 100 Tage zum Graben. Oder etwa 13.000 Arbeiter pro Jahr, die graben. Oder 100 angetriebene Bagger und Muldenkipper, die höchstens vier Wochen graben (10 Kubikmeter pro Schaufel).
@JustinThymetheSecond, wenn Sie Ihre Berechnungen anstellen, was ein Mann tun kann, nehmen Sie einen gesunden, gut ernährten modernen Mann oder einen Sklaven / Leibeigenen, der im Grunde unterernährt und nicht motiviert ist (außer durch die Peitsche). Und ich würde nicht damit anfangen Kanal, indem Sie 20 Meter breit graben, 5 Meter reichen aus, um den Grundkanal zu schaffen, den Sie als nächstes (falls überhaupt gewünscht) durch Ausbaggern verbreitern können, was die einfachere Arbeitsweise zu sein scheint.
@Willeke Strange, deine Perspektive, weil niemand Sklaven oder Sklavenarbeit erwähnt hat. Ich habe nicht die leiseste Ahnung, woher das kam. Angesichts des sehr flachen Gefälles dieses Kanals hätte ein fünf Meter breiter Kanal nicht genügend Wasserdruck, um das Wasser vollständig hindurchzubewegen. In meinen Berechnungen auf der Rückseite des Umschlags sind 20 m die Mindestbreite, die erforderlich ist, um einen ausreichenden Wasserfluss bereitzustellen, damit alles in Bewegung bleibt. Es sei denn, Sie hätten perfekt reibungsfreie Ufer und Böden. Aufgrund der Reibung würde Wasser innerhalb eines Meters von den Seiten fast stehen. Gefälle beträgt 10 cm auf 1 km.

Unser lokaler Kanal, der Noordzeekanaal , wurde im 18. Jahrhundert gegraben und gebaut, die Arbeiten dauerten etwa 10 Jahre und nur ein kleiner Teil der 25 km wurde tatsächlich von Hand gegraben.
Ungefähr 6,5 km (4 Meilen) durch Sanddünen wurden von Hand gegraben, und es war dort, wo ein Bach den größten Teil des Weges durch die Dünen führte, also nicht viel Höhe zum Graben. Dieser Teil hat viel Mühe gekostet und ungefähr so ​​lange gedauert, wie der Rest durch Ausbaggern mit den damals verfügbaren Methoden durch einen See gegraben / gebaut hat, bevor Dampf tatsächlich für diese Art von Arbeit verwendet wurde.

Wie Sie im Wikipedia-Link (zum Kanalnamen oben) sehen können, gruben sie einen See tiefer aus, nutzten die Erde vom Grund, um Deiche auf beiden Seiten zu bauen, und eroberten das Land außerhalb dieser Deiche zurück, um es als Felder zu nutzen.

Der Boden in der Umgebung besteht entweder aus Sand (Dünen), Torf (das Land außerhalb des ehemaligen Sees und der Dünen) und Sand oder Ton am Grund des Sees.

Sobald der ursprüngliche Kanal gebaut/gegraben war, erfolgte die Erweiterung durch Ausbaggern und Entfernen der Deiche und Bau neuer Deiche.

Was Sie daraus lernen können, ist die Zeit, die es gedauert hat (von Hand durch die Dünen zu bauen) und wie man vergrößert, wenn man einen einfachen schmalen Kanal hat.

Hier hatten die Bauherren das Glück, nicht über Hügel bauen zu müssen (oder Aquadukte zu bauen, um über Täler zu bauen). Wenn Sie diese brauchen, müssen Sie die Ergebnisse um Jahre verlängern.

Wie viele Jahre Ihr Kanal dauern wird, hängt hauptsächlich von der Anzahl der Menschen ab, die Sie einsetzen können, und davon, wie viel Geld investiert wird. Der Einsatz einfacher Maschinen oder tierischer Kraft hilft, wie viel von der verwendeten Technologie und den verwendeten Tieren sowie dem investierten Geld abhängt .
Es ist sinnvoller, einen solchen Kanal zu graben, wenn er eine Reihe von Gemeinden verbindet oder einen Fluss/Bach erweitert, der bereits vorhanden ist, aber für die Schifffahrt nicht (genügend) nützlich ist. (Anstatt durch ein Gebiet zu bauen, wo es nichts gibt.)

Ja, du hast den Nagel genau auf den Kopf getroffen. Die dafür benötigte Zeit hängt vollständig von dem Willen ab, den für seinen Aufbau erforderlichen Reichtum auszugeben, selbst wenn der einzige Vermögensaufwand in Arbeitskräften besteht, die dadurch nicht für andere wirtschaftliche Zwecke verwendet werden können. Der Graben an der Westfront wurde mit leicht verfügbarem Vermögen gebaut - die Arbeitskräfte waren bereits da und gingen nirgendwo anders hin. Die einzigen Vermögensausgaben waren die Kosten für Schaufeln.
@Justin Thyme the Second Was ich eigentlich gefragt habe, war, wie viel Verbesserung "Mechanisierung" wie Kräne und Pferde im Vergleich zu der einfachen Menschenschaufel und einer Schubkarre bieten würde. Ich habe den Eindruck, dass es nicht viel wäre, aber bei einem großen Projekt wie diesem würde es, wie ich vermute, eine gewisse Wirkung haben. Offensichtlich hängt die benötigte Zeit von der Größe der Belegschaft usw. ab.
Pferde oder eine Art Lasttier würden das Projekt definitiv viel schneller machen. Vor allem, wenn das Gelände eben und frei von Hindernissen ist. Ein Mensch kann an einem Tag 8 Kubikmeter Erde bewegen. Ein Pferd, das einen Wagen zieht, kann ihn in einem Bruchteil einer Stunde bewegen. Sagen wir also, ein Pferd entspricht 32 Männern, wenn es darum geht, den Boden zu bewegen, aber ich habe noch nie ein Pferd gesehen, das besser graben kann als ein Mensch. Soweit ich weiß, waren Menschen die besten Werkzeuge zum Graben, bis Dampfkraft und Dampfschaufeln auftauchten (außer vielleicht für Hydroblasting). Aber selbst dann brauchte es Diesel, um endlich einen deutlichen Unterschied zu machen.
Pflügen ist jedoch eine andere Sache. Ein Lasttier kann Boden pflügen, was ein Mensch niemals tun könnte.
Wie viel effektiver wäre eine effiziente spätindustrielle Macht beim Graben im Vergleich zu menschlicher Grundarbeit?
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