Frühe Anwendungen der Wasserkraft gehen auf Mesopotamien und das alte Ägypten zurück, wo die Bewässerung seit dem 6. Jahrtausend v. Chr. und Wasseruhren seit dem frühen 2. Jahrtausend v. Chr. genutzt wurden. Weitere frühe Beispiele für Wasserkraft sind das Qanat-System im alten Persien und das Turpan-Wassersystem im alten Zentralasien.
Persisches ReichBearbeiten
Im Persischen Reich errichteten die Perser ein kompliziertes System von Wassermühlen, Kanälen und Dämmen, das als historisches hydraulisches System von Schuschgar bekannt ist. Das Projekt, das vom Achämenidenkönig Darius dem Großen begonnen und von einer Gruppe römischer Ingenieure, die vom Sassanidenkönig Schapur I. gefangen genommen wurden, vollendet wurde, wird von der UNESCO als „ein Meisterwerk schöpferischen Genies“ bezeichnet. Sie waren auch die Erfinder des Qanat, eines unterirdischen Aquädukts. Mehrere der großen, antiken Gärten des Iran wurden dank Qanats bewässert
Die frühesten Belege für Wasserräder und Wassermühlen stammen aus dem alten Nahen Osten aus dem 4. Jahrhundert v. Chr., insbesondere aus dem Persischen Reich vor 350 v. Chr., aus den Regionen Irak, Iran und Ägypten.
ChinaEdit
Im alten China gab es Sunshu Ao (6. Jh. v. Chr.), Ximen Bao (5. Jh. v. Chr.), Du Shi (ca. 31 n. Chr.), Zhang Heng (78 – 139 n. Chr.) und Ma Jun (200 – 265 n. Chr.), während es im mittelalterlichen China Su Song (1020 – 1101 n. Chr.) und Shen Kuo (1031-1095) gab. Du Shi setzte ein Wasserrad ein, um den Blasebalg eines Hochofens zur Herstellung von Gusseisen anzutreiben. Zhang Heng war der erste, der die Hydraulik als Antriebskraft für die Drehung einer Armillarsphäre zur astronomischen Beobachtung einsetzte.
Sri LankaBearbeiten
Im alten Sri Lanka war die Hydraulik in den alten Königreichen Anuradhapura und Polonnaruwa weit verbreitet. Die Entdeckung des Prinzips des Ventilturms oder der Ventilgrube (Bisokotuwa auf Singhalesisch) zur Regulierung des Wasserabflusses wird dem Einfallsreichtum vor mehr als 2.000 Jahren zugeschrieben. Im ersten Jahrhundert n. Chr. waren bereits mehrere groß angelegte Bewässerungsanlagen fertiggestellt worden. In Sigiriya, Sri Lanka, wurden Makro- und Mikrohydraulikanlagen für den häuslichen Gartenbau und die Landwirtschaft, Oberflächenentwässerung und Erosionsschutz, Zier- und Erholungswasserläufe und Rückhalteeinrichtungen sowie Kühlsysteme errichtet. Die Korallen auf dem massiven Felsen der Stätte umfassen Zisternen zum Sammeln von Wasser. Große antike Stauseen auf Sri Lanka sind Kalawewa (König Dhatusena), Parakrama Samudra (König Parakrama Bahu), Tisa Wewa (König Dutugamunu), Minneriya (König Mahasen)
Griechisch-römische Welt
Im antiken Griechenland bauten die Griechen ausgeklügelte Wasser- und Wasserkraftanlagen. Ein Beispiel ist der Bau eines Bewässerungskanals für Samos durch Eupalinos im öffentlichen Auftrag, der Tunnel des Eupalinos. Ein frühes Beispiel für die Verwendung von hydraulischen Rädern, wahrscheinlich das früheste in Europa, ist das Rad von Perachora (3. Jahrhundert v. Chr.).
Im griechisch-römischen Ägypten ist die Konstruktion der ersten hydraulischen Maschinenautomaten durch Ctesibius (Blütezeit ca. 270 v. Chr.) und Hero von Alexandria (ca. 10 – 80 n. Chr.) bemerkenswert. Hero beschreibt mehrere mit hydraulischer Kraft arbeitende Maschinen, wie z.B. die Kraftpumpe, von der aus vielen römischen Stätten bekannt ist, dass sie zum Heben von Wasser und in Feuerspritzen verwendet wurde.
Im Römischen Reich wurden verschiedene hydraulische Anwendungen entwickelt, darunter die öffentliche Wasserversorgung, unzählige Aquädukte, die Energiegewinnung durch Wassermühlen und der Wasserbergbau. Die Römer gehörten zu den Ersten, die den Siphon nutzten, um Wasser durch Täler zu leiten, und sie setzten das Hushing in großem Maßstab ein, um nach Metallerzen zu suchen und diese dann abzubauen. Sie verwendeten Blei in großem Umfang in Rohrleitungssystemen für die häusliche und öffentliche Versorgung, z. B. zur Speisung von Thermen.
Der hydraulische Bergbau wurde in den Goldfeldern Nordspaniens eingesetzt, das 25 v. Chr. von Augustus erobert wurde. Die alluviale Goldmine von Las Medulas war eine der größten dieser Minen. Mindestens sieben lange Aquädukte bearbeiteten sie, und die Wasserströme wurden genutzt, um die weichen Ablagerungen zu erodieren und dann die Abfälle nach dem wertvollen Goldgehalt zu waschen.
Arabisch-Islamische WeltBearbeiten
In der muslimischen Welt während des islamischen Goldenen Zeitalters und der arabischen Agrarrevolution (8.-13. Jahrhundert) machten Ingenieure in großem Umfang Gebrauch von der Wasserkraft sowie von der frühen Nutzung der Gezeitenkraft und von großen hydraulischen Fabrikkomplexen. In der islamischen Welt wurde eine Vielzahl von wasserbetriebenen Industriemühlen eingesetzt, darunter Walkmühlen, Schleifmühlen, Papiermühlen, Schälmaschinen, Sägemühlen, Schiffsmühlen, Stempelmühlen, Stahlmühlen, Zuckermühlen und Gezeitenmühlen. Bis zum 11. Jahrhundert waren diese Industriemühlen in jeder Provinz der islamischen Welt in Betrieb, von Al-Andalus und Nordafrika bis zum Nahen Osten und Zentralasien. Muslimische Ingenieure nutzten auch Wasserturbinen, setzten Zahnräder in Wassermühlen und Wasserhebemaschinen ein und leisteten Pionierarbeit bei der Nutzung von Staudämmen als Wasserkraftquelle, um Wassermühlen und Wasserhebemaschinen mit zusätzlicher Energie zu versorgen.
Al-Jazari (1136-1206) beschrieb in seinem Buch The Book of Knowledge of Ingenious Mechanical Devices (Das Buch des Wissens über geniale mechanische Geräte) Entwürfe für 50 Geräte, von denen viele mit Wasserkraft betrieben wurden, darunter Wasseruhren, ein Gerät zum Ausschank von Wein und fünf Geräte zum Heben von Wasser aus Flüssen oder Teichen. Dazu gehören ein Endlosband mit daran befestigten Krügen und eine hin- und hergehende Vorrichtung mit klappbaren Ventilen.
Die frühesten programmierbaren Maschinen waren wasserbetriebene Geräte, die in der muslimischen Welt entwickelt wurden. Ein Musiksequenzer, ein programmierbares Musikinstrument, war der früheste Typ einer programmierbaren Maschine. Der erste Musiksequenzer war ein automatischer, wasserbetriebener Flötenspieler, der von den Brüdern Banu Musa im 9. Im Jahr 1206 erfand Al-Jazari programmierbare Automaten/Roboter, die von Wasser angetrieben wurden. Er beschrieb vier automatische Musiker, darunter auch Trommler, die von einer programmierbaren Trommelmaschine betrieben wurden, die verschiedene Rhythmen und Trommelmuster spielen konnte. Die Schlossuhr, eine von Al-Jazari erfundene wasserbetriebene mechanische astronomische Uhr, war der erste programmierbare Analogcomputer.