לומדים מדע וטכנולוגיה בגן לאומי מצדה

23.06.2015

שם השיעור: מערכות לאספקת מים במצדה

חלל אחד מבורות המים

המושג או הנושא מתוכנית הלימודים

מערכת המים כמענה לצורך ושימושי האדם במשאבי טבע

תופעה הממחישה את הנושא

במצדה נבנתה מערכת מים אשר סיפקה כמויות גדולות של מים ליושביה. המערכת כוללת: תעלות פתוחות ומטויחות, 12 בורות מים החצובים בשתי שורות במדרונות ההר ובורות מים על פסגת ההר.

הצעה לפעילות תלמידים

הצורך במים יומחש באמצעות סקירה של היישוב על פסגת ההר וצרכיו. הצורך במים בולט לנוכח בתי המרחץ והבריכה, המעידים על רמת חיים גבוהה.
יש לספק לתלמידים נתונים על מקורות המים הזמינים, שעיקרם מי גשם, היורד באופן לא סדיר בחודשי החורף ובכמות מועטה. הבורות על פסגת ההר אוגרים את מי הגשם שיורדים ישירות על פסגתו. ניתן לכמת את התפוקה המקסימלית של מערכת זו לפי מכפלת שטח פני ההר בכמות המשקעים.
בדרך דומה יחשבו התלמידים את נפח הבורות שעל פני ההר. המסקנה היא שמערכת איסוף מי גשם ישיר אינה מספקת את כל צורכי היישוב.
חלל אחד מבורות המים שבגן לאומי מצדה
מקור מים נוסף הוא גשם היורד ממזרח למצדה וזורם כנגר עילי. לשם כך יש לזהות במפה ובתצפית את אגן הניקוז של נחל מצדה. ניתן לחקור בשטח כיצד אפשר לנצל את מי השיטפונות לטובת היושבים במצדה.
הפתרון שנמצא הוא בהסטת המים מהאפיק לתעלות בנתיב השומר על גובה מירבי, ואיגומם בבורות שנחצבו במדרון ההר בנקודה מתאימה מבחינת סוג הסלע בחתך, ובניית מערכת מדרגות להובלת מים מהבורות לפסגת ההר.
כל אחד מחלקי המערכת ניתן לחקירה בשטח בהתייחס לעקרון המדעי ולפתרון הטכנולוגי ולעקרון המדעי עליו הוא נשען:

  • ההטיה
  • התעלות
  • הבורות החצובים בסלע והמדרגות

מודל תלת ממדי הנמצא בסמוך למצפה הארמון הצפוני, ממחיש את תפקודה של המערכת.