Abastecimiento de agua en una fortaleza de montaña

Estoy imaginando una ciudad-fortaleza, que existe en una meseta en la cima de una montaña en una isla no muy lejos de la costa. Estoy tratando de averiguar cómo esa fortaleza podría tener un suministro constante de agua dulce.

Todavía no he decidido la población y el tamaño de la ciudad, pero intentemos para empezar algo como 15 kilómetros 2 y 30.000 habitantes. Podría cambiar, pero debería estar lo más densamente poblado posible.

El nivel tecnológico de esa civilización sería similar al de la antigua Grecia o Roma.

Esta fortaleza existe en un clima templado, con abundante lluvia. Sin embargo, no estoy seguro de si deberían o podrían confiar solo en recolectar esas aguas, sin ninguna otra fuente.

Sin embargo, no creo que sea técnicamente posible para ellos construir acueductos que vengan del continente a la isla. Sin mencionar que la altitud de la montaña haría casi imposible que un acueducto mantuviera una pendiente que mantuviera el flujo de agua.

Durante tiempos de paz, esa ciudad es muy visitada por viajeros del extranjero. Tal vez podrían importar el agua dulce. ¿Sería factible? Pero, ¿y en tiempos de guerra?

Me inclino más a que caven pozos y construyan cisternas, pero no sé si eso es posible en altitudes elevadas.

¿Cuáles son tus pensamientos?

¿A qué altitud estás buscando? Tenga en cuenta que más allá de los 11.500 pies (3.500 m) y el ser humano promedio no podrá hacer frente
Entre 1900 y 2300 m.
Los romanos eran maestros en el suministro de agua con, por ejemplo, acueductos y agua corriente, baños públicos y sistemas de alcantarillado. Los griegos, no tanto.
Olvídate del agua, ¿de dónde sacan la comida? No pueden crecer lo suficiente en ese tamaño de área para mantener esa población. Si normalmente lo importan y almacenan suficiente para un asedio de cualquier duración, pueden hacer lo mismo con el agua.
@Raisus Sé por experiencia personal en Colorado que la mayoría de las personas pueden manejar 14,000 pies o más sin demasiada dificultad. El clima puede ser un poco frío y húmedo, pero el aire no es demasiado delgado para que la mayoría de la gente lo maneje.
@ohwilleke - Dije promedio. Hay una razón por la que la mayoría de los aviones utilizan una presión equivalente a la de unos 9.000 pies
@Raisus: Sí, es porque muchos de los pasajeros abordan y desembarcan en lugares no muy por encima del nivel del mar, por lo que no están adaptados a la altitud. Pero cualquier persona razonablemente saludable puede adaptarse a altitudes de 14K pies o más en una semana o dos.
@jamesqf: sí, pueden adaptarse. Solo quería señalar que no sería prudente tener una ciudad demasiado alta, eso es todo.

Respuestas (4)

Muchas cosas dependen de la cantidad de suministro de agua dulce que necesite para su gente. Es decir, ¿necesitan agua dulce solo para beber y cocinar o también para lavar y otras tareas domésticas?

Si el agua dulce se requiere solo para fines alimentarios, y asumiendo que cada individuo requiere 5 vasos de agua para beber diariamente (1,25 litros) y otros 0,5 litros para su parte de agua en la cocina, serían 1,75 litros de agua para cada persona todos los días. . Esto sumaría 52500 litros de agua para toda la comunidad por un día.

Hay tres enfoques principales para llevar esta cantidad de agua a la colonia todos los días.

Bombas manuales a nivel del suelo

Las bombas manuales son un tipo antiguo de maquinaria que se puede utilizar para recolectar agua subterránea fácilmente. En su entorno, necesitaría alrededor de una docena de bombas de gran calibre de este tipo a nivel del suelo (en la base de la montaña). Estas bombas serían operadas por animales de tiro (burros, bueyes, toros y elefantes vienen a la mente) y bombearían agua en todo momento. El agua se llenaría en tambores de tamaño mediano, que tendrían cuerdas atadas a ellos. El otro extremo de las cuerdas estaría atado a una rueda en la cima de la montaña (en la colonia) donde los animales de tiro harían girar la rueda una vez que un tambor lleno de agua esté listo para ser enviado. Por supuesto, esto requeriría un camino suave, dedicado y de baja fricción en un lado de la montaña donde los tambores rodarían suavemente a medida que son arrastrados hacia la colonia.

Necesitaría casi 60 bombas manuales y la misma cantidad de ruedas de cuerda para que este método funcione. Cada tambor debería contener 70 litros de agua y tener un peso total de 80 kg cuando esté lleno. Esto haría un total de 375 viajes por día para el abastecimiento de agua para toda la colonia.

Ventajas:

  • Muy fácil de operar en tiempo de paz. Además, el suministro de agua es casi automático, una vez finalizada la configuración. Sin complicaciones.

  • Teniendo en cuenta que hay 60 ruedas de cuerda en diferentes lugares de la colonia y que se necesitan 30 minutos para llenar un tambor, subir la pendiente, vaciar en contenedores en la parte superior y luego liberar lentamente al nivel del suelo, significaría 8400 litros de agua subiendo a la colonia cada hora. Si este sistema funciona todos los días durante 10 horas, suministraría a la colonia 84000 litros de agua al día, lo que debería ser suficiente para alimentos (beber y cocinar) y aún quedaría algo de agua para almacenar.

Contras

  • Construir la configuración inicial requeriría mucha inversión, mano de obra y habilidad.

  • Blanco fácil para los enemigos durante la guerra. Toda la colonia se vería afectada por una sequía si se corta el suministro de agua.

  • Difícil de operar durante la lluvia. Pero durante la lluvia, el agua ya está disponible en exceso para la gente.

  • Trabajar con 120 bombas manuales de gran calibre en todas las direcciones de la montaña y luego también con 60 ruedas de cuerda sobre ellas (en la colonia) requiere muchos costos de funcionamiento para reemplazar barriles viejos, cuerdas debilitadas, animales de tiro, etc.

agua de mar hirviendo

El principio es simple: cuando se hierve el agua de mar, el agua pura se convierte en vapor de agua y la sal queda como residuo.

Este método requeriría un gran depósito de suministro de agua, lleno de agua de mar, disponible para todos en la colonia. El agua se suministra al embalse todos los días a través de grandes tambores (cada tambor lleva 200 litros de agua y se sube a la montaña en carretas), en todo momento del día.

La gente recolectaba agua de mar del depósito, la llevaba a sus casas, donde la hervían en un aparato cerrado para que los vapores de agua que se formaban en un extremo del aparato se condensaran en el otro extremo para formar agua líquida nuevamente.

ventajas

  • Tener un gran depósito significa que la ciudad puede aguantar por sí misma durante algún tiempo, incluso durante un asedio.

  • La construcción de otro depósito de agua de lluvia facilitaría aún más las cosas para la gente.

  • Posiblemente la única opción en caso de que los animales de tiro no estén fácilmente disponibles.

Contras

  • El agua recolectada a través de este método requeriría ser hervida, agregando mucho a los requisitos de combustible.

  • Debido a los altos requisitos de combustible, tiempo y molestias en este método, significaría que las personas tendrían que conformarse con la ingesta mínima de agua para un estilo de vida saludable. El agua dulce solo estaría disponible para beber y cocinar. Incluso para el cepillado habría que utilizar agua de mar.

Abastecimiento a través de un río/arroyo

Esto funciona de la misma manera que la idea de las bombas manuales. Excepto que este es más práctico y algo más fácil de manejar. Cuando tiene una fuente permanente de agua dulce, como un río o arroyo, puede instalar una especie de bomba gigante cerca de ella, impulsada por animales de tiro, que bombearía el agua del río/arroyo directamente a la colonia a través de un tubo de gran calibre. tubería.

La razón por la que no mencioné este método (canalizar el agua directamente a la colonia con tuberías) para el método de las bombas manuales es que se necesita mucho esfuerzo para sacar el agua de los depósitos subterráneos al nivel del suelo. Llevar esa agua más arriba hasta la cima de una montaña sería extremadamente difícil y agotador para los animales de tiro. Si bien se puede hacer con algunos motores eléctricos de alta potencia en nuestros tiempos, sería una idea completamente poco práctica intentar hacerlo con animales de tiro. Sin embargo, se necesita muy poco esfuerzo para extraer agua desde unos pocos pies por debajo del nivel del suelo (desde un río o un arroyo), por lo que, con un poco de esfuerzo adicional, los animales de tiro deberían poder bombearla hasta la cima de la montaña. en la colonia.

ventajas

  • Probablemente el mejor método para el suministro constante y automático de agua a la colonia.

  • La inversión inicial no sería tanto en comparación con la perforación de bombas manuales por toda la montaña.

  • ¡Con una bomba enorme, sería mucho más fácil administrar el sistema en comparación con 60 bombas manuales!

Contras

  • Funciona solo si hay un río o arroyo muy cerca de la montaña. ¿Qué pasa si no hay tal río o arroyo cerca de la montaña?

  • Además, los ríos y arroyos son muy estacionales en la mayoría de las áreas tropicales. El río puede inundarse y desbordarse en la estación lluviosa y secarse completamente en la estación seca. Esto haría muy difícil usar este método y el principal método de suministro de agua para la colonia.

Creo que tus números están un poco fuera de lugar. 1,75 litros por 30.000 es igual a 52.500 litros por día....
@AndreasHeese: Ah, sí. ¡Malditos sean los demonios! Eché de menos un pequeño "0" y agrega un 0 a todas las cifras posteriores, lo que significa 120 bombas manuales en total. Esto también significaría una mano de obra de casi 180 personas (3 por bomba) en el suelo y 60 ruedas de cuerda en la colonia. Y sí, esa es una gran inversión en infraestructura.
Esta fue una respuesta muy interesante con respecto a las bombas manuales, pero no entendí algunos detalles (lo siento, el inglés no es mi idioma nativo): 1) ¿De dónde se sacaría el agua? ¿De pozos subterráneos o ríos/manantiales? 2) Usted dijo que "esto requeriría un camino suave, dedicado y de baja fricción en un lado de la montaña donde los tambores rodarían suavemente a medida que son arrastrados hacia la colonia"; Pero, ¿no se podrían tirar los tambores verticalmente, a lo largo de un pozo o un barranco?
@PedroGabriel: El agua dulce se extraería de depósitos subterráneos (algo así como pozos, pero las bombas manuales funcionan mucho más rápido que los pozos). Los tambores de agua se levantarían en la ladera de una montaña porque (a mí) me parece que es el método más seguro. Además, recuerde que cuando tenemos 120 pozos y 60 bidones de agua para transportar entre la colonia y el nivel del suelo en todo momento, no podemos esperar encontrar pendientes verticales en la montaña para todos esos 60 lugares. Básicamente, estas personas tendrán que invertir mucha infraestructura en agua dulce si adoptan este método.
+1 por minuciosidad e información: ¿podría sugerir cambiar la primera estafa para ríos/arroyos en un profesional? Si hay una montaña, la escorrentía estará presente, es menos un "qué pasa si no hay" y más un "habrá"
¿Cuál sería su opinión si, en lugar de tambores, utilizaran una especie de tornillos de Arquímedes? en.m.wikipedia.org/wiki/Archimedes'_screw
@Zxyrra: No lo sabemos con seguridad. Podría ser una montaña en un desierto. O una cadena montañosa donde el río sigue un cauce diferente. O el río podría ser demasiado rápido y furioso para la instalación de una bomba de agua de estilo medieval. O el río podría estar corriendo por un desfiladero demasiado profundo, etc.
@PedroGabriel: Este tipo de bomba es la que sugerí para canalizar agua de un arroyo o río. Usar este método para extraer primero agua de las profundidades del subsuelo y luego empujarla hacia la altura de una montaña sería extremadamente agotador para los animales de tiro. Es por eso que solo mencioné este método en el contexto del suministro constante de agua de un río/arroyo y no el método de las bombas manuales.
@YoustayIgo Esta isla está frente a la costa (rodeada por un océano), por lo que es probable que llueva; como mínimo, la altitud de la montaña condensaría el aire húmedo en tal ambiente, creando algo de agua subterránea. Si el río sigue un canal diferente, es decir, de espaldas a la fortaleza, se puede desviar o bombear más fácilmente que encontrar una gran fuente para bombear desde dentro de la isla/montaña misma. Si el río está furioso, se puede desviar y reducir la velocidad y, finalmente, se puede desviar nuevamente antes de que se vuelva profundo.

La Ciudad de México está a 2300 m, tiene lo que podría describirse como un clima templado (entre 45 F y 80 F todo el año) y mucha lluvia (más que Londres, menos que Nueva York). Su suministro de agua está ampliamente cubierto . Fue construido en un valle de montaña donde había un lago natural (que era más como un pantano). Los habitantes de Teotihuacan y Tenochtitlán mantuvieron altas densidades de población al construir ciudades alrededor de los lagos y usaron plataformas flotantes para la agricultura. Los españoles drenaron el lago. La mayor parte del agua de la ciudad todavía proviene de aguas subterráneas, pero parte se bombea (cuesta arriba) desde otras áreas.

Bajando una lista de otras más de 1 millón de ciudades de gran altitud aquí :

  • La Pax/El Alto: Construido sobre el río Choqueyapu

  • Quito: Solía ​​estar bien alimentado; no tiene suficiente agua, ahora la recibe a través del acueducto de la represa en el Río Quijos

  • Bogotá: Construida sobre el río Bogotá

  • Addis Abeba: solía ser alimentado por manantiales de manantiales en las laderas de las montañas Entoto (al norte de la ciudad). Ahora llega a través del acueducto desde la presa de Gafsara.

  • Sana'a: Usaba qanats de las montañas más húmedas del sur. Los qanats se rompieron en los últimos siglos y se convirtieron en agua de pozo. El nivel freático luego cayó más de 1000 m desde la década de 1970, por lo que ahora la ciudad básicamente no tiene agua. También hay una guerra civil allí, por lo que nadie sabe realmente cuántas personas viven todavía en Sana'a.

  • Xining: Construido sobre el río Hangshui.

Así que hay una variedad de formas de llevar agua a una ciudad fortaleza: constrúyala rodeada de lagos y pantanos, constrúyala en un río, construya acueductos/qanats desde las montañas cercanas, o confíe en el agua de pozo y trate de evitar la superpoblación y las guerras civiles. .

Pero el agua subterránea de la Ciudad de México proviene de una cuenca de captación muy grande, que no existiría en una isla pequeña.
Una pequeña isla geológicamente activa podría tener géiseres y aguas termales como Islandia. La mayoría de las islas grandes que están aisladas en el medio de la nada lejos de una plataforma continental son geológicamente activas y están construidas sobre "puntos calientes" que cambian un poco con el tiempo a medida que las placas geológicas se mueven lentamente.
El Valle de México es una cuenca cerrada, por lo que no hay agua del exterior. Lo medí en un mapa a unos 50 km por 100 km, por lo que 5000 km ^ 2. No es la isla más pequeña, pero tampoco enorme. Eso es aproximadamente del mismo tamaño que las islas volcánicas con grandes montañas, como Bali o la isla de Hawái. OP realmente no dice el tamaño de la isla. Además, México tiene 20 millones de habitantes, por lo que una ciudad de 30,000 podría estar en una cuenca mucho más pequeña.

Sugeriría que usen una combinación de métodos.

1) Recoge la mayor cantidad de agua posible del cielo. Esto incluye grandes baldes de recolección de agua al aire libre y también hacer que el agua de los desagües se recolecte en lugar de dejar que se escurra. Además, recopile y almacene el agua de lluvia para los momentos en que el agua sea menos abundante.

2) Recoja agua de cualquier manantial/arroyo natural en la montaña.

3) Cavar pozos y perforaciones. No veo ninguna razón por la que esto no funcione a gran altura.

Entre estos tres métodos debe haber suficiente agua siempre y cuando la población tenga cuidado con el uso del agua. Además, es posible que necesiten derretir hielo/nieve para obtener agua durante el invierno.

Es posible que desee mirar a Hawai; y capturar la lluvia entrante.

"Las medias anuales oscilan entre 204 mm (8 pulgadas) cerca de la cumbre de Mauna Kea y 10 271 mm (404 pulgadas) cerca de Big Bog en la ladera de barlovento de Haleakalā, Maui. En general, la precipitación media alta se encuentra en la ladera de la montaña de barlovento. .."

Lo que significa que querrás asegurarte de que estás listo y capaz de atrapar la lluvia entrante, y diseñado específicamente para aprovechar eso. Es decir: no construyas tu ciudad en el lado de la isla que mira hacia el continente, o acueducto del lado de barlovento (es decir: tu fortaleza no está en la cima de la montaña).

Eso es un poco difícil, ya que quería que la ciudad estuviera en la cima de la montaña y que fuera visible desde el continente. Sin embargo, la ciudad abarcaría toda la meseta de la cima de la montaña, lo que incluiría el lado de barlovento, así que supongo que podrían recoger el agua de allí.
Abastecimiento de agua en una fortaleza de montaña
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