Конденсатор Зибольда в Крыму

В 1900 году феодосийский лесничий Федор Иванович Зибольд, во время нивелировки горных склонов Тепе-Оба с целью заложения водо-сборно-оросительных каналов, «долженствовавших обеспечить ус­пех лесоразведения», обнаружил фрагменты древней гидротехни­ческой системы. Сооружение оказалось весьма большим, объемом «до 300 куб. саженей» и представляло собой конусовидные кучи щебня, сложенные на склонах гор и на скалах, расположенных на значительной высоте над уровнем моря.

Фрагменты загадочного сооружения, как установил их откры­ватель, являлись не чем иным, как природными конденсаторами, в которых происходила конденсация водяных паров, содержащихся в атмосферном воздухе. Механизм ее действия, по мнению Федора Ивановича, был таков: насыщенный парами (рядом же море!) воздух поступал в бесчис­ленные щели и отверстия в щебневых кучах, охлаждался, достигал точки росы и отдавал свою влагу в виде мириадов капель пресной, фактически, дистиллированной, воды.Стекая вниз, капли наполняли чашу, устроенную в основании каждой из щебневых груд. Собранная таким образом вода подавалась в городские цистерны по гончарным водопроводам.

И вот к чему привели эти находки и исследования …

Конденсатор Зибольда, схема

Кроме 22-х конденсаторов Ф.И. Зибольдом были найдены также остатки гончарного водо­провода, который когда-то был проложен от найденных им кон­денсаторов к городским фонтанам Феодосии (только в 1831-1833 годах при различных земляных работах таких труб было извлечено более 8000 штук!). Это была поистине огромная по масштабам ин­женерная система для обеспечения города пресной водой.

Чтобы проверить свою гипотезу (и в случае ее подтверждения возродить забытый способ добычи чистой питьевой воды), Зибольд решил построить современный конденсатор атмосферной влаги. При поддержке местных властей в 1905–1913 годах им были построены два подобных сооружения — малый конденсатор (возле метеорологической станции в феодосийском лесничестве) и большой (на вершине горы Тепе-Оба). Каменная чаша последнего — ее называют чашей Зибольда — сохранилась до наших дней.

Она сложена из известняка, круглая в плане, диаметром 12 метров. Края чаши приподняты, дно воронковидное, от центра к борту проложен выводной желоб. Чаша была покрыта слоем бетона толщиной 15 см и заполнена крупной береговой галькой, уложенной в виде огромного усеченного конуса, — его высота составляла 6 метров, диаметр вершины равнялся 8 метрам, а общий объем гальки составлял немногим более 307 кубометров. Капельки росы, оседая на гальке, стекали на дно конденсатора и по желобу выводились наружу к трубе.

Строительство большого конденсатора завершилось в 1912 году. В течение нескольких месяцев, по свидетельствам современников, он давал до 36 ведер (около 443 л) воды в сутки. К сожалению, днище конденсатора оказалось недостаточно прочным, и через образовавшиеся трещины вода вскоре стала уходить в почву.

По мнению Ф. И. Зибольда конденсация водяных паров воздуха лежала в основе древней системы водоснабжения города; на склонах г. Тепе-Оба он насчитал до 10 «щебневых куч-конденсаторов».

О самом создателе удивительного сооружения известно немного. Федор Зибольд был русским немцем, его настоящее имя — Фридрих Пауль Генрих. В 1873 г. Зибольд окончил Петербургский университет по разряду юридических наук и работал в Риге учителем. В 1872 г. принял российское подданство. В 1889–1893 гг. учился в Петербургском лесном институте. Закончив его, сначала работал лесничим в Екатеринославской губернии, а с 1900-го — в феодосийском лесничестве. Федор Иванович активно включился в работу по облесению горных склонов в районе Феодосии, благодаря ему на Тепе-Оба появились сосновые посадки.

Известен лишь один портрет Зибольда — словесный. В 1909 году будущий профессор и знаток Крыма, а тогда еще студент Иван Пузанов проходил практику на Севастопольской биологической станции и был приглашен руководителем станции Зерновым в экспедицию по Черному морю. Маршрут экспедиции пролегал вдоль побережья восточного Крыма, на несколько дней участники экспедиции остановились в Феодосии.

Вспоминая об этом, Пузанов писал:

Познакомились мы также с феодосийским лесничим Ф. И. Зибольдом, с его лесными посадками… Ф. И. Зибольд, бодрый, сухой старик, лет 60, с серо-голубыми глазами и седой бородой, внешностью несколько напоминал К. А. Тимирязева. Одетый в длинную белую рубаху, подпоясанный ремешком, в соломенной шляпе, опираясь на тонкую тросточку, он легким шагом шел впереди нас, давал пояснения. Склоны некогда обнаженных холмов, окружающих Феодосию, были покрыты молодым сосновым лесом 3–4 м высоты благодаря инициативе, искусству и энергии Ф. И. Зибольда. В настоящее время он был увлечен строительством каменных конденсаторов, при помощи которых думал способствовать разрешению вековечной проблемы Феодосии — водоснабжения… На ровном месте… была заложена круглая бетонная площадка со стоком, а на ней — конус крупной гальки. В описываемое время конус возвышался над уровнем бетонной площадки не более как на 1,5 м. Открыв кран водостока, Ф. И. Зибольд угостил нас всех прохладной конденсационной водой.

После смерти Зибольда (декабрь 1920 г.) строительство конденсаторов на Тепе-Оба заглохло. И вот, почти сенсация: об изобретении феодосийского лесничего, оказывается, хорошо известно в научных кругах мира. По словам французского гидролога, доктора наук Алена Жеода, Зибольд первый и единственный из учёных современности, которому удалось продвинуть этот вопрос практически.  Благодаря русским эмигрантам информация об уникальном гидротехническом сооружении попала за границу — во Францию и  вызвала большой интерес в европейских научных кругах. В 1929 г. Л. Шапталь построил сходный конденсатор влаги вблизи Монпелье (юг Франции).

Правда, за полгода с помощью этого конденсатора было получено всего 2 литра воды. В 1931 году опять-таки на юге Франции, в местечке Транс-ан-Прованс, инженером Кнаппеном была построена подобная установка, названная Ziebold machine. Воды эта «машина» не дала вовсе, но все равно сразу стала местной достопримечательностью.

К сожалению, воздушный колодец, так иногда называют конденсаторы, построенный на юге Франции, не оправдал себя. Это была одна из многих попыток добывать воду из воздуха — проблема, которую до сих пор человечество не решило. Мы научились добывать воду из тумана, а вот из воздуха, увы.

Фёдор Иванович Зибольд был не столько чудаком-изобретателем, но главным лесничим феодосийского лесничества. Результат его труда: полоса лесных насаждений, рельефно вырисовывающаяся на хребте Тепе-Оба — это итог самоотверженного труда людей, сумевших развести лес в крайне неблагоприятных для этого почвенно-гидрогеологических условиях. Начало работ по облесению гор в Феодосии относится к 1876 году, когда начались первые попытки лесоразведения. Теперь зона искусственных лесонасаждений вокруг города достигает площади более 1000 га.

Эксперимент Зибольда в 2004 году повторили в Старом Крыму. На горе был установлен конденсатор площадью 10 кв. м. При высокой относительной влажности воздуха (более 90%) за 5,5 часа удалось получить примерно 6 литров чистой питьевой воды. Но такая высокая влажность бывает очень редко, да и в любом случае 6 литров — это очень мало. Так что чаша Зибольда по-прежнему остается наиболее эффективно сконструированным образцом конденсатора атмосферной влаги, а эксперимент феодосийского лесничего — первым в мире удачным опытом получения конденсационной воды.

Результаты, полученные Зибольдом, тем более удивительны, ведь его гипотеза оказалась ошибочной.  Как выяснилось, кучи щебня, обнаруженные Зибольдом на склонах Тепе-Оба и вдохновившие его на сооружение своей чаши, на самом деле не имели никакого отношения к гидротехнике.  В 1934 г. археологическая экспедиция Государственной Академии Истории Материальной Культуры «не смогла установить каких-либо признаков специальных гидротехнических сооружений» Международные комплексные исследования 1993-1996 гг. показали, что Ф. И. Зибольд принял за древние конденсаторы насыпи курганов некрополя античной Феодосии, т.е древние конденсаторы, оказалось античными погребальными курганами.

Таким образом, в конце XVIII — начале XX в. водоснабжение было одним из наиболее важных аспектов жизни г. Феодосии. Долгое время единственным источником пресной воды оставалась средневековая гидротехническая система, в основе которой лежало использование водных ресурсов ближайшей округи города. Но постепенно старинный водопровод приходил в упадок. Попытки реанимировать его, или создать на базе существовавших гидротехнических сооружений новые системы не улучшили водоснабжение Феодосии. В 70-е — первой половине 80-х гг. положение стало катастрофическим.

Строительство в 1887-1888 гг. Феодосийско-Субашского водопровода гарантировало городу, ежесуточно, до 50 000 ведер питьевой воды отличного качества. Но стремительное развитие Феодосии в конце XIX – начале XX в. вновь обострило водную проблему, несмотря на дополнительный приток в город воды ключей Кошка-Чокрак. В начале XX в. разрабатывались проекты расширения Феодосийско-Субашского водопровода. В то же время продолжались поиски новых источников пресной воды, в том числе и нетрадиционными способами.