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在中世纪，格鲁德津兹是托伦和格但斯克之间维斯瓦河贸易路线上的一个重要城镇，因为它位于维斯瓦河水道上的有利位置。
每个城市运转的基本条件之一是为其居民的需求供水：用于家庭用水、消防和商业工业。
在中世纪，随着城镇的发展和居民数量的增加，对水的需求不断增加，因此出现了供水问题。城市发展的主要先决条件之一是获得淡水。因此，许多现代技术解决方案被用来直接向城镇供水。
市政自来水厂的想法并不新鲜：在十四世纪，条顿骑士团的其他城镇已经拥有自己的供水系统。通过木管配水的重力供水系统已在波兰的三个城镇得到证实。
本文的目的是介绍格鲁琼兹镇几个世纪以来供水系统的历史，从第一个中世纪市政供水系统的建设到19世纪末的现代供水系统。
格鲁琼兹是几个世纪以来应用了许多创新技术解决方案的小镇的典范。尽管如此，它的供水系统以前从未被研究过，尽管Grudziądz的供水系统在几个世纪以来不断现代化，直到19世纪末建造了现代市政自来水厂。
学习区
Grudziądz是一个由条顿骑士团于1291年建立的城镇，位于波兰北部维斯杜拉河的高悬崖上，周围环绕着湿地。
直到1386年，该镇的主要水源是流经格鲁琼兹以北的奥萨河；其南部支流流入位于该镇东部的Tuszewskie湖。镇上的居民和教团当局看到了饮用水资源减少的危险，并开始寻找替代水源，镇当局决定修建一条运河。
由于该镇位于高悬崖上，普鲁士条顿骑士团其他城市常见的取水井建设是一项昂贵且耗时的解决方案。因此需要应用创新的技术解决方案，包括现代自来水厂。因此，在建筑物内部，需要一种将水输送到更高水平的特殊装置。
事实上，该镇及其周边地区的挖掘工程仅限于考古合规和救援挖掘，不包括供水系统。然而，在城镇街道和建筑物的重建过程中，发现了一些与供水基础设施相关的人工制品。
由于Grudziądz的前水利工程项目位于功能正常的城市空间中，在受保护者保护的区域中，进行挖掘或使用任何侵入性方法都受到阻碍或不可能。
因此需要跨学科的方法和非侵入性的实地研究，例如探索保存的水利技术对象、使用航空勘探、地面地球物理调查以及准备照片和数字文档。2017年，对水塔的外部和内部以及周边区域进行了LiDAR扫描。
2019年，使用探地雷达对水塔附近的地面进行了地球物理调查。该方法包括通过设备向地面发射电磁波并记录其从位于地下的物体的反射。
由于建筑密度，此类研究只能在塔附近的停车场进行。现场的表面严重开裂，这可能表明地表下的地下存在散落的物质。
历史研究视角下的供水系统
历史资料表明，1415年5月24日，条顿骑士团的最高团长迈克尔·库赫迈斯特向格鲁琼兹市民颁发了在格鲁琼兹建造供水系统的许可证。
该批准包括建造带有特殊设备的建筑物一个水车 该建筑将位于南部城镇城墙的磨坊运河旁。通常，这是一座高楼，位于水道附近，内部有抽水或抽水机构，顶部有配水箱。设备中的主要驱动元件通常是水轮。
这个轮子通过变速箱与第二个轮子、一个斗轮相连，从运河中取水并将其提升到适当的高度，到达分配水箱。在这些工程中，来自配水箱的水被送入水管，并在重力作用下分配到市政收集点。有中间供水井和末级供水井。
Grudziądz的供水基础设施在地图上有标记，其中包括Loffman在1657年绘制的最早和最精确的地图，其中显示了供水设施的位置。根据地图，带有水车的水厂的作用是将水输送到塔楼，然后从那里分配到城镇各处。
洛夫曼给出的一般描述表明，提水装置位于带有配水箱的塔内，紧邻城墙。有一个地方通过管道将水引入城镇，然后分配到水井。
前两口井位于该镇的南部：一口靠近托伦门和今天的Klasztorna街，一口在Klasztorna街和今天的Szkolna街的交叉口。第三口井位于市政厅对面的集市广场上，可能是唯一一口被遮盖并配备了街泵的井。
1656年，参加1655年至1660年在波兰的军事行动的瑞典军事工程师和野战工事建设专家埃里克达尔伯格绘制了格鲁琼兹的全景图并描绘了“城镇供水系统”。
Aqueductus一词是指南城门以东的一座建筑，它比城楼高而窄。全景图上，“镇水厂”呈塔楼状，两排窗，坡顶，阁楼一窗。然而，应该指出的是，达尔伯格以非常相似的方式呈现了Grudziądz的大部分两层建筑，这表明作者绘制了这些建筑的示意图。
关于格鲁津兹的水厂和水塔的外观和功能的更多信息来自19世纪之交。两个证据是路德维希·冯·巴茨科关于他1800年穿越普鲁士的旅行报告和档案技术计划。
在这栋楼的底层，有一个双缸泵，由水轮通过曲轴驱动。两个交替移动的活塞从位于泵正下方的井中吸水。
供水塔是一座独立的建筑，位于城墙的上线上，距离自来水厂西北十几米。在水塔的上部，很可能有一个水库，水从这个水库靠重力分配到整个城镇。
从自来水厂到水塔的管道很可能是在地下布线，以防止水结冰。路德维希·冯·巴茨科认为建造这座塔是为了让内部生火，以防止水在管道和配水箱中结冰。
可以假设上述建筑早在16世纪就存在于格鲁琼兹，因为塔中的一些元素，例如建筑下部的哥特式砖块，证明了它的中世纪起源。
非侵入性实地调查
作为防御工事的一部分，位于南部城墙的水塔是唯一保存完好的物体，证明了前格鲁津兹供水系统的存在。
历史悠久的水塔是一座高大的砖砌建筑，上面覆盖着山墙屋顶。在它的底部，在南侧，有一个带有拱形拱顶的入口，目前已被围起来。迄今为止，尚未对这种独特的水力结构进行研究。
对塔内部的探索表明，它没有任何结构、管道或储罐。竖井的整个底部都充满了碎屑，一直延伸到砖砌入口拱顶的上部。在调查期间发现了一个带有拱形拱顶的洞，该洞位于用砖砌成的入口对面。
它很可能是地下供水隧道的开端，供水通过该隧道分配到整个城镇。距隧道入口约1.5m长的隧道部分已被保留。
建筑下部的砖块排列成威尼斯式结构，这种结构从16世纪开始使用。然而，在城墙顶部的高度之上，英国债券占主导地位。
从结构的上部开始，上述三堵墙的厚度减少到28-30厘米，即减少到哥特式砖的长度。城墙高度以上的北墙厚度与垛口厚度相同，约45厘米。
为了确定墙内供水隧道的路线，进行了额外的检查。由于调查区域处于保护者保护范围内，因此不允许对地面进行任何侵入性调查。因此，已经进行了探地雷达对地面的地球物理调查。
Grudziądz的水厂可能类似于吕贝克、布鲁日、汉诺威或不来梅的中世纪建筑。在吕贝克，第一家Brauwasserkunst早在1290年代就已建成。
瓦克尼茨河中流动的水的能量驱动水轮带动斗轮运转，从河中抽水。水通过木管进一步分配。为此，使用了舀水器。水桶通过链条连接到轮子上，可以轻松拆卸和重新连接。
十四世纪末，不来梅可能使用了类似的解决方案。在这种情况下，该装置位于威悉河上的桥上，并配备了一个铁链轮。在波兰，克拉科夫和弗罗茨瓦夫使用斗轮。
在16世纪上半叶，抽吸泵和提升泵在许多欧洲城市的自来水厂中取代了斗轮，可能也在格鲁琼兹的自来水厂中，但这只是推测。
在这样的水厂中，曲轴将水轮的旋转运动转化为往复运动，从而推动气缸中的活塞将水抽上坡。用泵将水提升到适当的高度比用斗轮要有效得多。在欧洲有许多使用活塞泵的自来水厂的例子。
自15世纪末以来，欧洲就开始使用供水系统，该系统由两座独立的建筑物组，一个带有机械提水的水厂和一个顶部带有配水箱的水塔。水库始终位于水塔顶部，与用于提水的机构无关。
它已被欧洲许多城市的研究证实：布拉格、奥洛穆茨、卢布林、普沃茨克和弗罗茨瓦夫。高供水塔通常是城市防御工事的一部分，因此它也可以发挥防御功能。
Urszula Sowina在她对奥格斯堡和布鲁日的水厂的分析中指出了这一点。在Grudziądz也是如此，那里的水塔毗邻城墙，是防御工事的一部分。
配水系统是市政供水系统的重要组成部分。历史资料和考古研究结果都表明，西欧以及波兰王国和普鲁士条顿骑士团国家的普遍做法是将管道铺设在战壕中。
在格但斯克、埃尔布隆格和托伦进行的考古研究表明，木制供水管通过金属环相互连接，然后放置在沟槽中，在接缝处密封，回填沙子和覆盖物，最后覆盖。
不太常用的方法是将管道铺设在街道下方的运河中。在格鲁琼兹，只有少数与旧供水系统有关的文物被保存下来。
有木管的单个碎片，与1961年和1974年发现的金属配件相连，以及18 Szewska Street地块后面的一口砖井，是1974年在镇上重建街道和建筑物时发现的。
配水系统是一个末端为井的水管网络。在流动的井中，有管道从井的另一侧排出多余的水。水井通常是没有盖子的桶，放在木箱里，埋在地下，上面盖上沙子。
桶和箱之间的沙子稳定了结构并起到了过滤作用，限制了外部污染物进入井中。水井的木衬在地面以上，水是使用容器抽取的，这些容器通过机械方式或用手提起。
在Grudziądz，由于城市公共空间的运作和该地区的保护，不允许对地面进行直接调查。这些调查是在供水塔及其周围环境中进行的，供水塔是前Grudziądz水厂唯一保存完好的人工制品。
此外，激光雷达对供水塔内外及塔周围区域进行扫描，为塔及其周围环境的数字化记录提供了数据，有助于在GIS软件的基础上进行进一步处理和可视化。探地雷达数据分析并未提供关于从塔楼到格鲁琼兹老城中心的隧道路线的决定性信息。
参考文献：
【1】Baczko L (1800) Reise durch einen Theil Preussens, vol 2. Gottfried Wollmer, Hamburg
【2】Benoit P, Rouillard J (2000a) Medieval hydraulics in France. In: Squatriti P (ed) Working with water in Medieval Europe. Brill, Leiden, pp 161–216
【3】Boguwolski R (1974) Grudziądz-Stare Miasto, ul. Szewska 18. Studnia – dokumentacja. Manuscript in the collections of the Museum in Grudziadz, Grudziądz
【4】Boguwolski R (1974–1975) Grudziądz-Stare Miasto. Dokumentacja opisowa i rysunkowa. Manuscript in the collections of the Museum in Grudziadz, Grudziądz