Kraina Kanału Oberlandzkiego

     Podróż studyjna G.J. Steenke po amerykańskich kanałach i drogach wodnych, w tym Morris Canal, trwała od 10 października do 18 grudnia 1850 r. Droga powrotna wiodła przez Anglię, Walię i Szkocję – gdzie dotarł na przełomie 1850 i 1851 r.

Widok mostu Glasgow Bridge ponad rzeką Clyde w Glasgow, w 1850 r. - na obrazie autorstwa Sama Bougha.

Most pierwotnie zbudowany przez inżyniera Johna Smeatona, następnie przebudowany pod nadzorem Thomasa

Telforda. Taki obraz Glasgow (choć może bardziej zimowy) musiał ukazać się swego czasu inżynierowi Steenke

(źródło: www.theglasgowstory.com)

     Jednak kiedy w połowie września 1850 r. inżynier G.J. Steenke wkroczył na pokład, płynącego do Ameryki parowca S/S Hermann, natrafił na intrygujący go artykuł prasowy. Zamieszczony był w lipcowym numerze czasopisma The Engineer and Machinist And Engineering and Scientific Review, udostępnionym do czytania w messie dla pasażerów. Z tegoż artykułu Steenke dowiedział się o nowej, wówczas właśnie uruchomionej równi pochyłej na Monkland Canal w Szkocji.

Fragment czasopisma The Engineer and Machinist ... Review z lipca 1850 r. z informacją o zakończeniu budowy pochylni na Monkland Canal pod Glasgow przez inżyniera budownictwa Leslie. Znamienne, że „patronem duchowym” wydawnictwa był (uwidoczniony na rysunku) James Watt - pierwszy projektant i początkowy budowniczy

Monkland Canal (źródło: archiwum autora)

     Pochylnia ta miała zastąpić (faktycznie wspomóc) dotychczasowe śluzy i tego lata została otwarta. Statki na pochylni przewożone były w kesonach wypełnionych wodą. Steenke napisał w swoim pierwszym raporcie z podróży, do pruskiego ministra von der Heydt: „Moim zdaniem są to ważne wiadomości. Po pierwsze, są wspaniałym dowodem na poparcie mojego zamysłu wykorzystania równi pochyłych. To pozwoli na pozbycie się wątpliwości u niektórych inżynierów”.

      Steenke zapowiedział odwiedzenie tego miejsca w drodze powrotnej z Ameryki, co też uczynił...

Przekrój poziomy górnego stanowiska pochylni Blackhill z maszynerią oraz torowiskiem i kesonem z łodzią kanałową (źródło: The Civil Engineer and Architect's Journal incorporated with The Architect, Volume XV, London 1852)

Szkockie kanały

     Głównym celem podróży studyjnej Steenke po Wielkiej Brytanii były szkockie kanały i ich budowle wodne. Opodal Glasgow, od północy przebiegał Forth & Clyde Canal, łączący rzekę Forth, wpadającą do morza na wschodzie, z rzeką Clyde, wpadającą do morza na zachodzie. Idąc w poprzek Szkocji, kanał ten pozwalał znacznie skracać drogę i czas podróży między wschodnim i zachodnim wybrzeżem.

Położenie szkockich kanałów pomiędzy Glasgow i Edynburgiem: Forth & Clyde Canal oraz Union Canal. Na wschód i południowy wschód od Glasgow odchodził dawny Monkland Canal (źródło: Eurocanals oraz Waterway Routes)

     Dzięki temu, że F&CC stykał się w okolicach Falkirk z Union Canal – stanowił również wodne połączenie stolicy kraju - Edynburga z Glasgow. Kanał Forth & Clyde wybudowano w latach 1768-1790, liczył około 56 km długości i składał się z 39 (w tym 7 zespołów) śluz oraz akweduktów.

Śluza nr 8 na Forth & Clyde Canal oraz Falkirk Tunnel na Union Canal (żródło: Buster Brown oraz Colin Baird)

    Opodal Glasgow, od głównej linii szlaku wodnego odchodziła boczna, o długości 19,5 km odnoga – budowana etapami od 1770 r. i całościowo oddana do użytku w 1794 r. - tzw. Monkland Canal. Była to droga wodna „kopalniana”, służąca głównie transportowi węgla z okolicznych kopalń (okręgu Monkland), właśnie do Glasgow. Od początków XIX wieku transportowano również rudy żelaza. Oprócz śluz w Sheepford, na jego drodze od strony wschodniej znajdował się akwedukt o długości 72 stóp (22 m) oraz tunel o długości 80 jardów (73 m).

Kelvin Aqueduct na Forth & Clyde Canal, na litografii Jamesa Hopkirka z 1829 r. oraz wycieczka szkółki niedzielnej na Monkland Canal (źródło: www.theglasgowstory.com oraz www.culturenlmuseums.co.uk)

     Projektodawcą i pierwszym głównym inżynierem budowy kanału był wybitny szkocki inżynier i wynalazca, konstruktor maszyny parowej James Watt (1736-1819), przy współpracy słynnego brytyjskiego inżyniera budownictwa Johna Smeatona (1724-1792), m.in. pioniera w stosowaniu tzw. cementu portlandzkiego. Jednak Watt zrezygnował już po kilku latach, po wybudowaniu krótkich odcinków i nie rozwiązując m.in. problemu pokonania dużej różnicy poziomu wód, tj. 96 stóp (ponad 29 m) w Blackhill.

Podejście do dolnych wrót zespołów śluz Blackhill w początkach lat 50. XX w. (źródło: picturestore.heraldandtimes.co.uk oraz Report by a Technical Committee 1954)

Stopień wodny Blackhill

   Początkowo węgiel był tam wożony w skrzyniach wozami po pochyłości, a więc był dwukrotnie przeładowywany (z barki na wóz i z wozu na barkę). Choć nie była to jeszcze pochylnia kanałowa, to można mówić o jej (zapewne bezszynowej) namiastce.

Pozostałości śluz i stoku pochylni Blackhill w 1965 r. (źródło: canmore.org.uk)

     Oprócz chronicznego braku środków na budowę, problemem był brak dostatecznej ilości wody do zasilania kanału. Ostatecznie w drugiej połowie 1793 r. (lub w 1794 r.) wybudowano w Blackhill zespół 4 podwójnych, schodowych śluz (po 2 komory z 3 parami wrót). Każda komora śluzowa niwelowała 12 stóp (3,75 m) różnicy poziomu wody.

     Około 1837 r. śluzy były już na tyle fizycznie zużyte i zdekapitalizowane, że postanowiono pobudować obok (równolegle, niemal w tych samych miejscach) bliźniacze zespoły schodowych śluz, co uczyniono w 1841 r. Jednak stale rosnący ruch towarowy (w powiązaniu z okresowymi brakami wody) wymusił szukania dodatkowo innego rozwiązania. Tym sposobem okazała się być kanałowa pochylnia.

Plan sytuacyjny śluz i pochylni Blackhill w początkach lat 50. XIX w. Widoczne podwójne zgrupowania podwójnych śluz (locks) z wrotami, przedzielane basenami oraz torowisko pochylni - inclined plane (źródło: The Civil Engineer and Architect's Journal incorporated with The Architect, Volume XV, London 1852)

Statki i łodzie - nie tylko nawodne

     Co do zasady po Monkland Kanal pływały płaskodenne statki drewniane, "burłaczone" przez ludzi i konie. W 1850 r., a więc w czasach wizyty inżyniera Steenke, pojawiły się również śrubowe statki towarowe o napędzie parowym. Po okolicznych kanałach pływała też od 1819 r. pierwsza w Szkocji żelazna łódź pasażerska o nazwie VULCAN, o długości 61 stóp (19 m). Została złomowana w 1873 r., ale od 1986 r. można na kanale podziwiać jej replikę.

Współczesna replika łodzi kanałowej VULCAN na pozostałości Monkland Canal. W przeciwieństwie do łodzi ukazanych poniżej - jest to obecnie łódź "nadwodna" (źródło: www.culturenlmuseums.co.uk)

     Co, oprócz wizyty wschodniopruskiego inżyniera, mogłoby łączyć kanały Forth & Clyde Canal oraz Monkland Canal z kanałami wschodniopruskimi? Otóż krąży legenda, że swego czasu wielokroć budowany (choć nigdy niedokończony) Kanał Mazurski, łączący Wielkie Jeziora Mazurskie z Pregołą i Królewcem, miał m.in. służyć transportowi wodnemu (oczywiście niewielkich) łodzi podwodnych.

     Choć to mit, kanały szkockie dobitnie dowodzą, że w każdej legendzie może tkwić ziarno prawdy...

Miniaturowe angielskie łodzie podwodne z lat 40. XX w. Po lewej – przy Victoria Dock w Dundee, wybudowanym m.in. przez Jamesa Leslie, twórcę śluz i pochylni Blackhill. Pośrodku i po prawej - na Forth & Clyde Canal. Lata 50. XX w. (źródło: tour-scotland-photographs.blogspot.com oraz www.scottishcanals.co.uk)

     W okresie swej największej prosperity, a więc w latach 50. i 60. XIX wieku, kanałem miano transportować 1-1,5 miliona ton węgla i żelaza rocznie. Rozwój kolejnictwa zmniejszał zapotrzebowanie na kanał, który zastał zamknięty w latach 40. XX wieku i ostatecznie porzucony w 1952 r.

Archiwalne fotografie Monkland Canal z 1868 r. Widoczne m.in. barki towarowe

(źródło: www.culturenlmuseums.co.uk)

  Współcześnie znaczna część trasy kanałowej jest, po licznych przebudowach, wykorzystywana jako autostrada.

Okolice Glasgow na współczesnej mapie satelitarnej. W prawym górnym rogu Blackhill i wytyczona po dawnym torze wodnym autostrada. Czerwonym kółkiem oznaczono miejsce dawnej pochylni (źródło: GoogleMaps)

Wizyta G.J. Steenke - szkocka inspiracja

     Kiedy inżynier Steenke dotarł nad Monkland Canal, przekonał się, że nowo wybudowana pochylnia Blackhill jest budowlą innego typu, niż pochylnie na Morris Canal.

     Budowlę zaprojektował szkocki inżynier James Leslie (1801-1889). Pierwsze plany sporządził około 1839 r., a wybudowana pochylnia została oddana do użytku na przełomie lipca i sierpnia 1850 r. Jak podawał Leslie, w okresie od 20 marca do 23 sierpnia 1851 r. (dosłownie tuż po wizycie Steenke) przez pochylnię przeszło „w górę” 5.227 łodzi oraz 225 łodzi „w dół”, czyli łącznie 5.452 łodzie. Najdłuższy dzień pracy pochylni wynosił wówczas 10 godzin, a największa liczba łodzi przeprawionych jednego dnia wyniosła 55.

Pochylnia Blackhill. Przekrój podłużny górnego stanowiska z maszynerią, wózkiem i kesonem oraz przekrój poprzeczny samego wózka z kesonem na torowisku (źródło: The Civil Engineer and Architect's Journal incorporated with The Architect, Volume XV, London 1852)

    Maszyneria pochylni napędzana była dwoma wysokociśnieniowymi silnikami parowymi o mocy 25 koni mechanicznych (19 kW), a statki transportowane były dwoma równoległymi torowiskami kolejowymi (o nachyleniu 1:10), w wodoszczelnych, żeliwnych „kesonach” (o wymiarach: 21 m długości, 4 m szerokości i 0,9 m głębokości). Keson ze statkiem był poziomowany dzięki trójkątnemu kształtowi podwozia wózka, który poruszał się na 10 parach żeliwnych kół, przy czym 8 par miało mieć taką samą średnicę, a dwie pary kół u samej góry miały mieć proporcjonalnie mniejszą średnicę.

Dwa projekty pochylni Blackhill autorstwa Jamesa Leslie z 1839 r. Jeden bez poziomowania, a jeden z poziomowaniem wózka (źródło: www.scottishcanals.co.uk)

     Zwijane stalowe liny pracowały na dwóch pionowych bębnach, o średnicy 4,9 metra, nastawione na pracę w przeciwnych kierunkach, aby uzyskać efekt „przeciwwagi” kesonów. Dla mniejszego obciążenia, w dół schodziły obciążone ładunkiem łodzie, w górę pochylni szły łodzie puste bądź same kesony częściowo z wodą. Łodzie z ładunkiem mogły płynąć „w górę” poprzez sąsiednie śluzy. Na dolnym stanowisku pochylni keson „zanurzał się” w wodzie kanałowej, a na górnym stanowisku działały wrota „gilotynowe”.

Przekrój podłużny całej pochylni Blackhill (źródło: The Civil Engineer and Architect's Journal incorporated with The Architect, Volume XV, London 1852)

    Całość konstrukcji liczyła 1040 stóp (317 m) długości, a różnica pokonywanego poziomu wody wynosiła ponad 29 metrów. Ciężar całego ładunku (z wodą wewnątrz wózka) mógł wynosić 60-80 ton, natomiast czas pokonywania pochylni mieścił się w 10 minutach, w tym 5-6 minut samej jazdy po stoku. Na skutek awarii jednego z kół zębatych, w praktyce kilku miesięcy udowodniono, że możliwy jest transport po pochylni również bez pomocy efektu przeciwwagi.

     Pochylnia Blackhill funkcjonowała do 1887 r., po czym została zdemontowana, a urządzenia złomowano.

Widok stoku dawnej pochylni Blackhill: w 1965 r. i w 1972 r. (źródło: canmore.org.uk oraz www.sihs.co.uk)

Szkockie podsumowanie

     O ile więc ostatecznie pochylnie na Kanale Oberlandzkim nie były znaczącym odwzorowaniem szkockiej pochylni Blackhill, to z pewnością posłużyła ona jako obiekt inżynieryjnych dociekań i rozważań, pozwalając wybrać rozwiązania z punktu widzenia warunków wschodniopruskich najlepsze.

     Jak pisał sam G.J. Steenke w opisie do albumu z 7 zdjęciami pochylni Buczyniec, wydanego w Elblągu w 1865 r.: „Najciekawszą część kanału (Oberlandzkiego - przypis C.W.) stanowią cztery pochylnie. Zastępują one zwykłe śluzy kanałowe i jest wiadome, że od czasu ich wynalezienia drogi wodne można prowadzić ponad wzgórzami, jednakże pod warunkiem, że wystarczająca ilość wody zasilającej znajduje się w najwyższym punkcie (...)

Widok pochylni Buczyniec autorstwa Steenke i Lentze na archiwalnym zdjęciu z 1862 r.

(źródło: zbiory R. Kowalskiego)

     Tak olbrzymie zejście na tak krótkim dystansie nie pozwoliłoby na użycie śluz, więc opracowałem pochylnie, które projektowałem z natury, bez wzorca, a dzięki mojej podróży do Ameryki i Szkocji, a także ostatecznym korektom tajnego nadradcy budowlanego Lentze (sławny budowniczy mostu tczewskiego i mostu malborskiego) otrzymały w części znaczące modyfikacje i ulepszenia.”.

   Wcześniej, bo w broszurze dla turystów z sierpnia 1863 r., Steenke opisywał Kanał Elbląsko-Oberlandzki, gdzie oznajmił: „Przydatność tych rozwiązań (pochylni kanałowych - przypis C.W.) będzie się coraz bardziej uwidaczniała w miarę ich powstawania. Do dziś podobne pomysły w Europie są rzadkie i różnią się znacznie szczegółami. Znam tylko takie w Szkocji i Ameryce.”.

Inne, w tym warszawska inspiracja

   W 1818 r. powstało brytyjskie Stowarzyszenie Inżynierów Budownictwa (Istitution of Civil Engineers), z Thomasem Telfordem (1757-1834, znamienity szkocki budowniczy m.in. Kanału Kaledońskiego, mostów i akweduktów) jako pierwszym przewodniczącym. Instytucja wspomagała zwłaszcza młodych inżynierów, propagowała i popularyzowała też postęp naukowy, w tym prowadząc publiczne dyskusje i publikując fachowe dysputy.

     W styczniu 1854 r. przedmiotem obrad był opis pochylni kanałowej do przenoszenia łodzi pomiędzy różnymi poziomami i ponad szczytem - w Blackhill na Monkland Canal pod Glasgow, autorstwa Jamesa Leslie.

Strona tytułowa wydawnictwa brytyjskich inżynierów budownictwa oraz początek debaty

nad pochylnią Blackhill (źródło: books.google.pl)

     W tej dyskusji nr 872 (Minutes of Proceedings of the Institution of Civil Engineers, London 1854, s.205-221) można było wyczytać: „Trudność w zastosowaniu wózka, zdolnego do przewożenia ciężkiej łodzi, zdobycia szczytu i ponownego zjazdu, tak aby nie wymagała wrót ani żadnego wydatku wody, polega głównie na tym, że prawie niemożliwe jest uzyskanie więcej niż dwie osie nieruchome w stosunku do wózka, aby dostosować się do zmiany nachylenia, a ciężar zwykłej łodzi kanałowej jest generalnie tak duży, że bardzo szybko się zużywają i grożą pęknięciem osie mające tylko cztery łożyska.

Awaria na szczycie jednej z pochylni na Morris Canal. Wydaje się, że najdosadniej sytuację „podsumował”

mały piesek (źródło: archiwum autora)

     Ta trudność jest w pewnym stopniu przezwyciężona na Morris Canal w Stanach Zjednoczonych, poprzez używanie dwóch wózków z czterema kołami każdy i wykonując ramę wózka, na którym znajduje się łódź, z czterema zawiasami (...)

     Przy takim układzie zamiast czterech stosuje się osiem kół, ale z doświadczenia zdobytego na pochylni Blackhill, gdzie ciężar wózka, łodzi i wody, czyli około 80 ton, unosi się na dwudziestu kołach, wynika jasno, że przy takim obciążeniu nie jest wskazane zmniejszanie w jakimkolwiek stopniu liczby kół; oraz że trzeba uciec się do jakiegoś innego sposobu niż pomysłowa metoda przyjęta na Kanale Morris (...)

Uwaga: ten inny sposób znaleźli dokładnie w tym czasie Steenke i Lentze...

Rozwiązania techniczne zastosowane na pochylniach Kanału Oberlandzkiego, w tym podwójne szyny w miejscu styku z wodą kanałową – według opisu Gottlieba Szmida z 1861 r. (źródło: archiwum autora)

    „Jedną z wielkich zalet planu kesonowego jest to, że niezależnie czy w kesonie unosi się łódź lub jest po prostu wypełniony wodą, waga jest taka sama w obu przypadkach (na zasadzie wyporności - przypis C.W.), dzięki czemu system równoważenia jest zawsze kompletny, niezależnie od tego, czy łodzie idą zarówno w górę, jak i w dół, czy tylko w jednym kierunku (...)

Slip stoczni remontowej we Władysławowie w 2011 r. (autor: C. Wawrzyński)

     Ten plan został po raz pierwszy zaproponowany dla statków wpływających do małego doku na brzegu Wisły w Warszawie, tak aby były poza zasięgiem powodzi i lodu w zimie. Dok, o którym mowa, nie ma wody do zamykania i śluzowania, tak że konieczne stało się przemieszczanie statków na szczyt, które w żadnym wypadku nie mają równych wymiarów ani ciężaru, a w konsekwencji nie są dobrze przystosowane do pływania w kesonach (...)

     Artykuł ilustrują wykresy przedstawiające pochylnie na Kanale Morris, wykorzystane przez Autora.". 

Rycina z widokiem jednej z pochylni na Morris Canal, po modernizacji – z dwoma sprzęgniętymi wózkami

(źródło: archiwum autora)

Pan Vignoles i inni Panowie

     „Mr. VIGNOLES (Charles Blacker, 1793-1875, brytyjski inżynier kolejowy – przypis C.W.) powiedział, że to za jego radą ten pomysłowy plan został przyjęty w Warszawie, gdzie głębokość rzeki i jej zimowa przeszkoda lodowa czyniły go szczególnie przydatnym. Zasada, podobna do zasady patentu Mortona (slip z pochylnią - przypis C.W.), była doskonała we wszystkich przypadkach, w których istniały dwa poziomy, a szczegóły można było dokonywać modyfikacji tak, aby odpowiadały okolicznościom każdego indywidualnego przypadku (...)

Informacja o warszawskim slipie Vignolesa w wydawnictwie inżynierów budownictwa oraz widok Mikołajowskiego Mostu Łańcuchowego ponad Dnieprem w Kijowie autorstwa Vignolesa. Most oddano do użytku w 1853 r. Został wysadzony w powietrze przez wycofujące się wojska polskie w dniu 9 czerwca 1920 r., z rozkazu gen. Edwarda Rydza-Śmigłego (źródło: books.google.pl oraz vechirniy.kyiv.ua)

     Pan GIBBS powiedział, że ta sama zasada została zastosowana, choć w prostszy sposób, w Chinach, gdzie nie użyto śluzy, ale skośnej pochylni, pod niewielkim kątem, zbudowanej z kostki brukowej, gdzie łodzie podciągano za pomocą kabestanów. Fulton zaproponował analogiczny plan działania kanału we Francji, z Ambleteuse do Guisnes (...)

Próg wodny Blackhill na zdjęciu lotniczym i mapie. Na zdjęciu jaśniejszym kolorem niebieskim zaznaczono odcinek kanałowy ze śluzami, natomiast ciemniejszym kolorem niebieskim zasięg dawnej pochylni kanałowej

(źródło: Ossian Lore oraz Gordon Barr)

     Pan J. CUBITT wspomniał o pochylniach, jakie miał jego ojciec (William Cubitt - przypis C.W.) zbudować w Chard (4 pochylnie kesonowe, w tym 3 dwutorowe, na Chard Canal z 1842 r. w angielskim hrabstwie Somerset - przypis C.W.) i innych miejscach, gdzie łodzie były zabierane bez rozładunku: ten system okazał się pracować korzystnie.

Plakat reklamowy dawnego Chard Canal. Kolorem żółtym zaznaczono na trasie szlaku pochylnie kanałowe (źródło: somersetrivers.uk)

      Pan BIDDER, wiceprezes, powiedział, że będąc wezwanym do konkurowania kanału z linią kolejową, znalazł to prawie niemożliwym do zrobienia za pomocą siły zwierzęcej: dlatego próbował siły parowej, ale w tym ograniczony jest przez płytkość wody i ciasnotę śluz...”.

Podsumowanie pochylniowe

    Jak zatem widać, pomysłów na budowę pochylni kanałowych oraz związanych z ich funkcjonowaniem problemów konstrukcyjnych było wcale niemało.

   Według tzw. nekrologu gdańskiego (Danziger Zeitung z dnia 5 maja 1884 r.): „Ale Steenke dokonał znaczącego, prawdziwie genialnego usprawnienia tamtejszej pochylni (...) Na naszym Kanale Oberlandzkim odbywa się to w najprostszy możliwy sposób - prawdziwe jajo Kolumba - poprzez łagodne poprowadzenie płaszczyzny pochylni z jej najwyższego grzbietu na odległość znacznie poniżej poziomu wody kanałowej, co w najprostszy sposób zapewnia niezbędne zamknięcie.” — cokolwiek by to nie znaczyło...

Cezary Wawrzyński

Ostróda, luty 2022 r.

     Ps. Jest wielce prawdopodobne, że już latem tego roku zostanie zaprezentowane sprawozdanie pisemne i zdjęciowe z bytności na dawnym Monkland Canal i dawnej pochylni Blackhill, a także kilku innych szkockich kanałach…

Galeria zdjęć