Римляне построили акведуки по всей своей Республике , а затем и Империи , чтобы доставлять воду из внешних источников в города и поселки. Вода из акведуков снабжалась общественными банями , уборными , фонтанами и частными домами; он также поддерживал горнодобывающую деятельность, мукомольное производство, фермы и сады.
Акведуки перемещали воду только под действием силы тяжести, по небольшому общему уклону вниз внутри трубопроводов из камня, кирпича , бетона или свинца; чем круче уклон, тем быстрее течение. Большинство трубопроводов были зарыты под землей и повторяли контуры местности; препятствующие пики обходили или, реже, туннелировали. Там, где пересекались долины или низменности, трубопровод прокладывался по мостам , или его содержимое подавалось в свинцовые, керамические или каменные трубы высокого давления и перекачивалось через них. Большинство систем акведуков включали в себя отстойники, которые помогали уменьшить количество переносимого водой мусора. Шлюзы , castella aquae (распределительные резервуары) и запорные краны регулировали подачу в отдельные пункты назначения, а свежую переливную воду можно было временно хранить в цистернах.
Акведуки и их содержимое охранялись законом и обычаями. Поставка для общественных фонтанов имела приоритет над поставками в общественные бани, и оба имели приоритет над поставками более богатым и платным частным пользователям. Некоторым из самых богатых граждан было предоставлено право на бесплатное снабжение в качестве государственной чести. В городах и поселках чистые сточные воды из акведуков поддерживали отрасли с высоким потреблением, такие как валяние и крашение , а также отрасли, которые использовали воду, но почти не потребляли ее, например мукомольное производство . Использованная вода и излишки воды питали декоративные и огороды, а также очищали канализацию и общественную канализацию. Нелицензированное отвод воды из акведуков в сельских районах для нужд сельского хозяйства было обычным явлением в вегетационный период, но редко преследовалось по закону, поскольку помогало поддерживать низкие цены на продукты питания; сельское хозяйство было основой экономики и богатства Рима. [1]
Первый акведук в Риме был построен в 312 г. до н. э. и снабжал фонтаном воду на городском рынке крупного рогатого скота. К 3 веку нашей эры в городе было одиннадцать акведуков , поддерживающих население численностью более миллиона человек в условиях расточительной экономики; большая часть воды снабжала многие общественные бани города. Города и поселки по всей Римской империи подражали этой модели и финансировали акведуки как объекты общественного интереса и гражданской гордости, «дорогую, но необходимую роскошь, к которой все могли и стремились». [2] Большинство римских акведуков оказались надежными и долговечными; некоторые из них сохранились до начала современной эпохи, а некоторые частично используются до сих пор. Методы съемки и строительства акведуков отмечены Витрувием в его работе « Об архитектуре» (I век до н.э.). Генерал Фронтин в своем официальном отчете дает более подробную информацию о проблемах, использовании и злоупотреблениях общественным водоснабжением Императорского Рима. Известные примеры архитектуры акведука включают опорные опоры Акведука Сеговии и цистерны Константинополя , питаемые акведуком .
«Чрезвычайное величие Римской империи проявляется прежде всего в трех вещах: акведуках, мощеных дорогах и строительстве водостоков».
Дионисий Галикарнасский , Римские древности [3]
До развития технологии акведуков римляне, как и большинство их современников в древнем мире, полагались на местные источники воды, такие как родники и ручьи, дополненные грунтовыми водами из частных или государственных колодцев, а также сезонными дождевыми водами, стекавшими с крыш домов в водоемы. банки и цистерны для хранения . [4] Такие локализованные источники пресной воды – особенно колодцы – интенсивно эксплуатировались римлянами на протяжении всей их истории, но зависимость от водных ресурсов небольшого водосборного бассейна ограничивала потенциал города для роста и безопасности. Вода реки Тибр находилась неподалеку, но она могла быть загрязнена болезнями, передающимися через воду. Римские акведуки не были чисто римским изобретением – их инженеры были знакомы с технологиями управления водными ресурсами этрусских и греческих союзников Рима – но они оказались явно успешными. К началу имперской эпохи городские акведуки помогали поддерживать более чем миллионное население, а экстравагантное водоснабжение для общественных нужд стало фундаментальной частью римской жизни. [5]
Городские акведуки и даты их завершения были:
Потребность города в воде, вероятно, уже давно превысила местные запасы к 312 г. до н.э., когда первый акведук города, Аква Аппия , был заказан цензором Аппием Клавдием Цеком . Aqua Appia был одним из двух крупных общественных проектов того времени; другая была военной дорогой между Римом и Капуей , первым отрезком так называемого Аппиева пути . Оба проекта имели важное стратегическое значение, поскольку к тому моменту уже около тридцати лет шла Третья Самнитская война . Дорога позволяла быстро передвигать войска; и по замыслу или по счастливому совпадению большая часть Аква Аппиа проходила внутри подземного трубопровода, относительно безопасного от нападения. Он питался источником, находящимся в 16,4 км от Рима, и опускался на 10 м по своей длине, сбрасывая примерно 75 500 м 3 воды каждый день в фонтан на римском рынке крупного рогатого скота Forum Boarium , одном из самых низких общественных мест города. [6]
Второй акведук, Аква Анио Ветус , был введен в эксплуатацию примерно сорок лет спустя на средства, захваченные у Пирра Эпирского . Его расход был более чем в два раза больше, чем у Аква Аппиа, и он снабжал водой возвышенности города. [7]
К 145 г. до н.э. город снова перерос совокупные запасы. Официальная комиссия обнаружила, что трубопроводы акведука пришли в упадок, вода в них истощилась из-за утечек и незаконного водоотвода. Претор Квинт Марций Рекс восстановил их и ввел третий, «более полезный» источник — Аква Марсия , самый длинный акведук Рима, достаточно высокий, чтобы снабжать водой Капитолийский холм . Поскольку спрос продолжал расти, было построено больше акведуков, в том числе Аква Тепула в 127 г. до н.э. и Аква Джулия в 33 г. до н.э.
Программы строительства акведуков в городе достигли пика в имперскую эпоху; Политическая заслуга и ответственность за обеспечение общественного водоснабжения перешли от взаимно конкурирующих республиканских политических магнатов к императорам. Во время правления Августа были построены Aqua Virgo и короткая Aqua Alsietina . Последний снабжал Трастевере большим количеством непитьевой воды для его садов и использовался для создания искусственного озера для проведения морских боев и развлечения населения. Еще один короткий акведук Августа дополнил Аква Марсию водой «отличного качества». [8] Император Калигула добавил или начал два акведука, завершенные его преемником Клавдием ; Aqua Claudia длиной 69 км (42,8 мили) , которая давала воду хорошего качества, но несколько раз выходила из строя; и Анио Новус , самый высокий из всех акведуков Рима и один из самых надежных, но склонных к мутной, обесцвеченной воде, особенно после дождя, несмотря на использование отстойников. [9]
Большинство акведуков Рима питались от различных источников в долине и нагорьях Анио, современной реки Аниены , к востоку от Тибра. Сложная система соединений акведуков, притоков и распределительных резервуаров снабжала каждую часть города. [10] Трастевере, городской район к западу от Тибра, в основном обслуживался расширениями нескольких восточных акведуков города, перенесенных через реку по свинцовым трубам, зарытым в русле речных мостов, образуя таким образом перевернутый сифон . [11] Всякий раз, когда этот источник через реку приходилось отключать для проведения плановых ремонтных работ и технического обслуживания, «явно нездоровые» воды Аква Альсиетины использовались для снабжения общественных фонтанов Трастевере. [8] Ситуация окончательно улучшилась, когда император Траян построил Аква Траяна в 109 году нашей эры, доставляя чистую воду прямо в Траставере из водоносных горизонтов вокруг озера Браччано . [12]
К концу III века нашей эры город снабжался водой одиннадцатью акведуками, финансируемыми государством. Их общая длина трубопроводов оценивается от 780 до чуть более 800 км, из которых примерно 47 км (29 миль) были проведены над уровнем земли на каменных опорах. Большую часть воды Рима транспортировали четыре из них: Аква Анио Ветус, Аква Марсия, Аква Клаудия и Аква Анио Новус. Современные оценки водоснабжения города, основанные на собственных расчетах Фронтинуса в конце I века, варьируются от 1 000 000 м 3 в день до более консервативных 520 000–635 000 м 3 в день, что обеспечивает примерное население в 1 000 000 человек. [13]
По всей Римской империи были построены сотни акведуков. Многие из них с тех пор рухнули или были разрушены, но некоторые сохранились. Акведук Загуан длиной 92,5 км (57,5 миль) был построен во 2 веке нашей эры для снабжения Карфагена (на территории современного Туниса ). Сохранившиеся провинциальные мосты-акведуки включают Пон-дю-Гар во Франции и Акведук Сеговии в Испании. Самый длинный трубопровод длиной более 240 км связан с акведуком Валента в Константинополе. [14] «Известная система по меньшей мере в два с половиной раза длиннее самых длинных зарегистрированных римских акведуков в Карфагене и Кельне, но, что, возможно, более важно, она представляет собой одно из самых выдающихся геодезических достижений любого доиндустриального общества». [15] Соперничать с ним по длине и, возможно, равняться или превосходить его по стоимости и сложности, является Aqua Augusta из провинциальной Италии . Он поставлял большое количество роскошных прибрежных вилл для отдыха, принадлежащих богатым и могущественным римлянам, несколько коммерческих пресноводных рыбных хозяйств, рыночные сады, виноградники и по крайней мере восемь городов, включая крупные порты в Неаполе и Мизенуме ; морские путешествия торговцев, а также республиканского и имперского военно-морского флота Рима требовали обильных запасов пресной воды на борту. [16]
Планы любого государственного или частного акведука должны были быть представлены на рассмотрение гражданских властей. Разрешение давалось только в том случае, если предложение уважало права других граждан на воду. Неизбежно возникали злобные и бесконечные судебные разбирательства между соседями или местными органами власти по поводу конкурирующих претензий на ограниченные запасы воды, но в целом римские общины позаботились о распределении общих водных ресурсов в соответствии с потребностями. Планировщики предпочитали строить общественные акведуки на государственной земле ( ager publicus ) и следовать кратчайшим, беспрепятственным и наиболее экономичным маршрутом от источника к месту назначения. Государственная покупка земли, находящейся в частной собственности, или изменение маршрута запланированных трасс для обхода устойчивой или арендованной оккупации может значительно увеличить возможную длину акведука и, следовательно, его стоимость. [17] [18]
На сельских землях защитный «чистый коридор» размечался ограничительными плитами ( чиппи ) обычно по 15 футов с каждой стороны канала, а для свинцовых труб и в застроенных районах длина уменьшалась до 5 футов с каждой стороны. Трубопроводы, их фундаменты и надстройки были собственностью государства или императора. Коридоры представляли собой общественную землю с общественным правом прохода и свободным доступом к трубопроводам для технического обслуживания. В коридорах были запрещены потенциальные источники повреждения трубопроводов, включая новые дороги, пересекающие трубопровод, новые здания, вспашку или посадки, а также живые деревья, если только они не были полностью изолированы зданием. Разрешалась заготовка сена и травы на корм. [19] Правила и ограничения, необходимые для долгосрочной целостности и обслуживания акведука, не всегда с готовностью принимались или легко исполнялись на местном уровне, особенно когда ager publicus понимался как общая собственность, которую можно было использовать для любых целей, которые казались подходящими для ее целей. пользователь. [18]
После ager publicus второстепенные местные дороги и границы между соседними частными владениями предлагали наименее дорогостоящие маршруты, хотя и не всегда самые простые. Иногда государство покупало всю собственность, отмечало предполагаемое направление акведука и перепродавало неиспользуемую землю, чтобы снизить затраты. [19] Могилы и кладбища, храмы, святыни и другие священные места необходимо было уважать; они были защищены законом, а кладбища на виллах и фермах часто намеренно располагались очень близко к общественным дорогам и границам. Несмотря на тщательные запросы проектировщиков, проблемы, связанные с долевой собственностью или неопределенным юридическим статусом, могут возникнуть только во время физического строительства. В то время как геодезисты могли заявить о древнем праве использовать землю, когда-то государственную, а теперь частную, на благо государства, нынешние владельцы земли могут подать встречный законный иск о компенсации, основанной на их длительном использовании, продуктивности и улучшениях. Они также могли бы объединить усилия со своими соседями, чтобы выступить единым юридическим фронтом в поисках более высоких ставок компенсаций. Планирование акведука «пересекло юридический ландшафт, по крайней мере, такой же сложный, как и физический». [20]
После Второй Пунической войны цензоры воспользовались юридическим процессом, известным как виндикатио , возвращением во владение частной или арендованной земли государством, «восстановив» ей предполагаемый древний статус «общественной и священной и открытой для народа». ". Ливи описывает это как акт общественного благочестия и не упоминает о возможных юридических конфликтах. В 179 г. до н. э. цензоры использовали тот же юридический механизм, чтобы оправдать государственные контракты на несколько важных строительных проектов, включая первый в Риме каменный мост через Тибр и новый акведук, чтобы дополнить существующее, но к настоящему времени недостаточное, снабжение города. Богатый землевладелец М. Лициний Красс, расположенный вдоль запланированного маршрута акведука, отказал ему в проходе через свои поля и, по-видимому, вынудил его покинуть. [21]
Строительство третьего акведука Рима, Аква Марсия , сначала было юридически заблокировано по религиозным соображениям по совету децемвиров ( консультативного «совета десяти»). Новый акведук предназначался для подачи воды на самые высокие возвышенности города, включая Капитолийский холм , но децемвиры проконсультировались с главным письменным оракулом Рима, Сивиллинскими книгами , и нашли там предупреждение против подачи воды на Капитолий. Это привело проект к остановке. В конце концов, выдвинув одни и те же возражения и в 143, и в 140 г., децемвиры и сенат согласились, и на восстановление двух существовавших акведуков и достройку третьего, в 144–140 гг., было выделено 180 000 000 сестерциев . Марсия была названа в честь претора Квинта Марция Рекса , который выступал за ее строительство. [9] [22]
Источники были, безусловно, наиболее распространенными источниками воды из акведуков; большая часть снабжения Рима поступала из различных источников в долине Анио и на ее возвышенностях. Родниковая вода подавалась в каменный или бетонный источник, а затем поступала в водопровод. Для рассеянных источников потребуется несколько ответвлений, ведущих в основной канал. Некоторые системы брали воду из открытых, специально построенных, запруденных резервуаров, таких как два (все еще используемые), которые снабжали акведук в провинциальном городе Эмерита-Аугуста . [23]
Территорию, по которой пролегал акведук, необходимо было тщательно обследовать, чтобы убедиться, что вода течет с постоянной и приемлемой скоростью на всем протяжении. [24] Римские инженеры использовали различные геодезические инструменты, чтобы проложить путь акведуков по ландшафту. Они проверяли горизонтальные уровни с помощью хоробата — плоской деревянной рамы длиной около 20 футов, снабженной водяным уровнем и отвесами. Горизонтальные курсы и углы можно было построить с помощью громы , относительно простого прибора, который в конечном итоге был вытеснен более сложной диоптрой , предшественником современного теодолита . В книге 8 своего «О архитектуре» Витрувий описывает необходимость обеспечения постоянного снабжения, методов поиска и испытаний питьевой воды.
Греческие и римские врачи хорошо знали о связи между застоявшейся или испорченной водой и болезнями, передающимися через воду, и считали дождевую воду самой чистой и здоровой формой воды, за которой следовали источники. Общественные бани Рима, которые якобы были одним из величайших вкладов Рима в здоровье его жителей, также сыграли важную роль в распространении болезней, передающихся через воду. В своей книге «De Medicina» энциклопедист Цельс предупреждал, что общественные бани могут вызвать гангрену незаживающих ран. [25] Фронтин предпочитал высокую скорость перелива в системе акведуков, потому что это приводило к большей чистоте водоснабжения, канализации и тех, кто ими пользовался.
Также хорошо известно негативное воздействие свинца на здоровье тех, кто его добывал и перерабатывал . Керамические трубы, в отличие от свинца, не оставляли примесей в воде, которую они доставляли, и поэтому для питьевой воды их предпочитали свинцу. В некоторых частях римского мира, особенно в относительно изолированных общинах с локализованными системами водоснабжения и ограниченной доступностью других, более дорогих материалов, обычно использовались деревянные трубы; Плиний рекомендует водопроводные трубы из сосны и ольхи как особо прочные, если их хранить во влажном состоянии и закапывать в землю. Примеры, обнаруженные в ходе археологии, включают трубы из ольхи, зажатые в местах соединения с дубом, в форте Виндоланда [26] и трубы из ольхи в Германии. [27] Там, где использовались свинцовые трубы, непрерывный поток воды и неизбежное отложение водных минералов внутри труб несколько уменьшали загрязнение воды растворимым свинцом. [28] Содержание свинца в воде римского акведука было «четко измеримым, но вряд ли оно было действительно вредным». Тем не менее уровень свинца был в 100 раз выше, чем в местных родниковых водах. [29]
Большинство римских акведуков представляли собой каналы с плоским дном и арочным сечением, шириной примерно 0,7 м (2,3 фута) и высотой внутри 1,5 м (5 футов), проходившими на глубине от 0,5 до 1 м под поверхностью земли, с крышками для осмотра и доступа на регулярной основе. интервалы. [30] Трубопроводы над уровнем земли обычно были покрыты плитами. Первые трубопроводы строились из тесаного камня , но примерно в позднюю республиканскую эпоху вместо них часто использовался бетон с кирпичной облицовкой. Бетон, используемый для облицовки трубопроводов, обычно был водонепроницаемым и имел очень гладкую поверхность. Поток воды зависел только от гравитации. Объем воды, транспортируемой по водоводу, зависел от гидрологии водосбора – осадков, поглощения и стока – поперечного сечения водовода и его уклона; большинство трубопроводов были заполнены примерно на две трети. Сечение трубопровода также определялось требованиями к техническому обслуживанию; рабочие должны иметь возможность войти и получить доступ к целому с минимальным нарушением его структуры. [31]
Витрувий рекомендует для канала низкий уклон, не менее 1:4800, предположительно, чтобы предотвратить повреждение конструкции из-за эрозии и давления воды. Это значение хорошо согласуется с измеренными уклонами сохранившихся каменных акведуков. Уклон Пон -дю-Гар составляет всего 34 см на км, а падение по вертикали составляет всего 17 м на всей длине в 50 км (31 миль): он может перекачивать до 20 000 кубических метров в день. Уклон временных акведуков, используемых для гидравлической добычи полезных ископаемых , может быть значительно больше, как в Долаукоти в Уэльсе (с максимальным уклоном около 1:700) и Лас Медулас на севере Испании . Там, где резкие уклоны в постоянных водоводах были неизбежны, канал можно было сделать ступенькой вниз, расширить или сбросить в приемный резервуар, чтобы рассеять поток воды и уменьшить ее абразивную силу. [32] Использование ступенчатых каскадов и капель также помогло насытить кислородом и, таким образом, «освежить» воду. [33]
Некоторые каналы акведуков поддерживались через долины или впадины на многочисленных арках из каменной кладки, кирпича или бетона, также известных как аркады . Мост Пон-дю-Гар , один из наиболее впечатляющих сохранившихся примеров массивного каменного многопролетного трубопровода, перекинулся через долину реки Гардон примерно на 48,8 м (160 футов) над самим Гардоном. Там, где нужно было пересечь особенно глубокие или длинные впадины, вместо аркад можно было использовать перевернутые сифоны; по трубопроводу вода подавалась в напорный резервуар, из которого она подавалась в трубы. Трубы пересекали долину на нижнем уровне, поддерживаемые низким «вентральным» мостом, а затем поднимались к приемному резервуару на немного более низкой высоте. Он перешел в другой трубопровод; общий градиент сохранялся. Сифонные трубы обычно изготавливались из паяного свинца, иногда армировались бетонными кожухами или каменными втулками. Реже трубы были каменными или керамическими, соединенными по принципу «папа-мама» и запечатанными свинцом. [34]
Витрувий описывает конструкцию сифонов и проблемы закупорки, выбросов и вентиляции на самых низких уровнях, где давление было наибольшим. Тем не менее, сифоны были универсальными и эффективными, если были хорошо сконструированы и содержались в хорошем состоянии. Горизонтальная секция сифонных труб высокого давления в акведуке Гир была установлена на мостовых конструкциях для очистки судоходной реки с использованием девяти параллельных свинцовых труб, залитых бетоном. [35] [36] Современные инженеры-гидравлики используют аналогичные методы, чтобы позволить канализационным и водопроводным трубам пересекать впадины. В романо-галльском Арле второстепенная ветвь главного акведука снабжала местный пригород через свинцовый сифон, «брюшко» которого было проложено поперек русла реки, что устраняло всякую необходимость в поддерживающих мостах. [37]
В некоторых акведуках, проходящих через холмистые районы, использовалась комбинация аркад, простых трубопроводов, заглубленных на уровне земли, и туннелей, достаточно больших, чтобы вместить трубопровод, его строителей и обслуживающих рабочих. Строители Aqua Augusta в Кампане изменили ориентацию воды с существующего северного водораздела на южный водораздел, установив новый уклон, используя 6-километровый туннель, несколько более коротких туннелей и аркад, одна из которых более или менее поддерживалась на уровне моря фундаментом. на морском дне в Мизенуме. По пути он снабжал железнодорожными ветками несколько городов и множество вилл. [38]
Римские акведуки требовали комплексной системы регулярного обслуживания. На стандартных заглубленных трубопроводах через регулярные промежутки времени предусматривались точки осмотра и доступа, чтобы можно было исследовать предполагаемые закупорки или утечки с минимальным нарушением подачи. Воду, потерянную из-за многочисленных небольших утечек в стенках подземных трубопроводов, трудно обнаружить, кроме как по ее свежему вкусу, в отличие от естественной подземной воды. [39] Свободные коридоры, созданные для защиты подземных и надземных трубопроводов, регулярно патрулировались на предмет незаконной вспашки, посадки, дорог и зданий. В «De aquaeductu» Фронтинус описывает проникновение корней деревьев в каналы как особенно разрушительное. [40]
Рабочие патрули очищали зарастание водорослями, устраняли случайные нарушения или обнаруживали некачественные работы, очищали трубопроводы от гравия и другого рыхлого мусора, а также удаляли отложения карбоната кальция (также известного как травертин ) в системах, питаемых источниками жесткой воды ; Современные исследования показали, что, помимо сужения отверстий, даже небольшое придание шероховатости идеально гладкой внутренней поверхности акведука отложениями травертина может значительно снизить скорость воды и, следовательно, ее расход, вплоть до 1/4. [41] Наросты внутри сифонов могли резко снизить скорость потока из-за их и без того узких диаметров, хотя некоторые из них имели закрытые отверстия, которые могли использоваться в качестве проушин для стержней , возможно, с использованием протягивающего устройства. В Риме, где жесткая вода была нормой, магистральные трубы были неглубоко заглублены под бордюры дорог для облегчения доступа; накопление карбоната кальция в этих трубах потребовало бы их частой замены. [42]
Полное закрытие любого акведука для обслуживания было бы редким событием, и оно было бы как можно более кратким, при этом остановки на ремонт желательно производить, когда потребность в воде была самой низкой, в зимние месяцы. [43] Подачу водопроводной воды можно было выборочно уменьшить или отключить в замке, когда требовался небольшой или локальный ремонт, но существенное техническое обслуживание и ремонт самого водопровода требовали полного отвода воды в любой точке вверх по течению, включая родник. сама голова. Фронтинус описывает использование временных свинцовых трубопроводов для подачи воды через поврежденные участки во время ремонта с минимальными потерями подачи. [44]
Аква Клаудия , самый амбициозный из акведуков города Рима, за два столетия претерпел как минимум два серьезных частичных обрушения, одно из них вскоре после постройки, и оба, вероятно, из-за сочетания плохого качества изготовления, недостаточного инвестирования, императорской халатности и сопутствующего ущерба. через незаконные стоки, естественные подземные толчки и ущерб от сильных сезонных наводнений, происходящих вверх по течению. Надписи утверждают, что он практически не работал и ожидал ремонта в течение девяти лет, прежде чем его реставрировал Веспасиан , а затем его сын Тит . Многим современным учёным эта задержка кажется неправдоподобно долгой. Вполне можно было бы счесть политически важным подчеркнуть личную щедрость новой династии Флавиев , отца и сына, и преувеличить небрежность их опального имперского предшественника Нерона , чьи приоритеты восстановления после Великого пожара Рима считались образцом потворствующих своим желаниям амбиций. [45] [46] [47]
К водопроводной сети акведука можно было подключиться напрямую, но чаще всего они подавали к общественным распределительным терминалам, известным как castellum aquae («водные замки»), которые действовали как отстойники и цистерны и снабжали различные ответвления и отводы через свинцовые или керамические трубы. Эти трубы были изготовлены в 25 различных стандартизированных диаметрах и оснащены бронзовыми запорными кранами. Поток из каждой трубы ( каликса ) можно было полностью или частично открыть или перекрыть, а его подачу, при необходимости, перенаправить в любую другую часть системы, в которой спрос на воду в настоящее время превышал предложение. Бесплатная подача воды в общественные бассейны и питьевые фонтанчики официально имела приоритет над подачей воды в общественные бани, где с каждого купающегося взималась очень небольшая плата от имени римского народа. В свою очередь, снабжение бассейнов и ванн имело приоритет над потребностями платных частных пользователей. [48] Последние были зарегистрированы вместе с отверстием трубы, ведущей от общественного водопровода к их собственности – чем шире труба, тем больше расход и тем выше плата. Некоторую недвижимость можно было покупать и продавать с юридическим правом на забор воды. Должностные лица акведука могли передать право забора переливной воды ( aqua caduca , буквально «упавшая вода») определенным лицам и группам; Фуллеры , например, использовали в своей торговле большое количество пресной воды в обмен на соразмерную плату за воду. Некоторым людям было даровано право бесплатно брать переливную воду в качестве государственной награды или гранта; Марки на трубах показывают, что около половины грантов на воду в Риме было предоставлено элитным, чрезвычайно богатым гражданам сенаторского класса. [49] Гранты на воду выдавались императором или государством поименованным лицам и не могли быть законно проданы вместе с собственностью или унаследованы: поэтому новые владельцы и наследники должны вести переговоры о новом гранте от своего имени. В действительности эти непередаваемые личные гранты на воду чаще всего передавались, чем нет. [50]
Фронтин считал, что нечестные частные пользователи и коррумпированные государственные служащие несут ответственность за большую часть потерь и прямых краж воды в Риме, а также за самый серьезный ущерб акведукам. Его «De aquaeductu» можно рассматривать как полезное техническое руководство, демонстрацию убедительных литературных навыков и предупреждение пользователям и его собственному персоналу о том, что, если они украдут воду, их обнаружат, потому что у него были все необходимые экспертные расчеты, чтобы рука. Он утверждал, что знает не только сколько было украдено, но и как это было сделано. [51] Фальсификация и мошенничество действительно были обычным явлением; методы включали установку нелицензированных или дополнительных водоотводов, некоторые из которых находились за много миль от города, а также незаконное расширение свинцовых труб. Любое из этих действий может быть связано со взяточничеством или попустительством недобросовестных чиновников или рабочих акведука. Археологические данные подтверждают, что некоторые пользователи получали незаконные поставки, но не указано их вероятное количество и вероятное совокупное влияние на снабжение города в целом. Измерение пособий было в основном ошибочным; официально одобренные свинцовые трубы имели надписи с информацией о производителе труб, их монтажнике и, возможно, о подписчике и его правах; но запас воды измерялся в квинариях (площадь поперечного сечения трубы) в точке подачи, и не использовалось никакой формулы или физического устройства для учета изменений скорости, расхода или фактического использования. [52] [53] [54] Брун, 1991, использовал штампы свинцовых труб для расчета вероятного распределения воды в процентах от общего количества; 17% досталось императору (включая его дары, гранты и награды); 38% достались частным лицам; и 45% пошли на нужды широкой публики, включая общественные бани и фонтаны. [55]
В республиканскую эпоху акведуки планировались, строились и управлялись под руководством цензоров или , если цензора не было у власти, эдилов . В имперскую эпоху пожизненная ответственность за водоснабжение перешла к императорам. В Риме не было постоянного центрального органа по управлению акведуками до тех пор, пока Август не создал должность комиссара по водным ресурсам ( curator aquarum ); это было высокое статусное, громкое императорское назначение. В 97 году нашей эры Фронтин, уже сделавший выдающуюся карьеру в качестве консула, генерала и губернатора провинции, служил одновременно консулом и хранителем аквариума при императоре Нерве . [56]
Отдельные участки очень длинного, сложного, дорогостоящего и политически чувствительного комплекса Аква Августа в Кампании , построенного в первые дни существования Августанского принципата , контролировались богатыми, влиятельными местными кураторами . Их набирали из местной элиты местный электорат или сам Август. Вся сеть опиралась всего на два горных источника, соединенных с рекой, в которой обитала пресноводная рыба, обеспечивая бесплатный источник пищи для всех классов. « Аугуста » снабжала восемь или девять муниципалитетов или городов, а также неизвестное количество ферм и вилл, включая бани, через ветки и дополнительные ответвления; его оконечностями были военно-морской порт Мизенум и торговый порт Путеолы . Его реализация вряд ли была полностью надежной, адекватной или бесспорной. Конкуренция была бы неизбежна. [57]
При императоре Клавдии контингент императорских аквариумов (работников акведуков) города Рима включал в себя familia aquarum из 460 человек, как рабов, так и свободных, финансируемых за счет сочетания императорской щедрости и платы за воду, уплачиваемой частными абонентами. В состав familia aquarum входили «надзиратели, хранители резервуаров, обходчики, асфальтоукладчики, штукатуры и другие рабочие» [58] под руководством императорского вольноотпущенника, занимавшего должность прокурора аквариума . Куратор аквариума имел полномочия в отношении водоснабжения, ему помогала группа архитекторов, государственных служащих, нотариусов, писцов и герольдов; работая за пределами города, он также имел право на двух ликторов для обеспечения своей власти. [59] Существенные штрафы могли быть наложены даже за единичные нарушения законов, касающихся акведуков: например, 10 000 сестерциев за то, что дерево повредило водопровод, и 100 000 сестерциев за загрязнение воды в водопроводе или за разрешение сделать это своему рабу. одинаковый. [60]
Первый акведук Рима (312 г. до н.э.) разряжал воду под очень низким давлением и с более или менее постоянной скоростью в главном торговом центре города и на скотном рынке , вероятно, в ряд низкоуровневых каскадных желобов или бассейнов; верхняя для хозяйственного использования, нижняя для водопоя продаваемого там скота. Большинство римлян наполняли ведра и кувшины для хранения воды в бассейнах и несли воду в свои квартиры; более состоятельные люди послали бы рабов для выполнения той же задачи. Высота розетки была слишком низкой, чтобы обеспечить прямое снабжение любого городского дома или здания; перелив стекал в главную канализацию Рима, а оттуда в Тибр. Большинство жителей по-прежнему пользовались колодезной и дождевой водой. В то время в Риме не было общественных бань . Первый, вероятно, был построен в следующем столетии на основе предшественников из соседней Кампании ; ограниченное количество частных бань и небольших общественных бань на углах улиц должно было иметь частное водоснабжение, но как только вода из акведука была подведена на возвышенности города, по всему городу были построены большие и хорошо оборудованные общественные бани и фонтаны. Общественные бани и фонтаны стали отличительными чертами римской цивилизации, а бани, в частности, стали важными социальными центрами. [61] [62]
Большинство городских римлян жили в многоэтажных многоквартирных домах ( insulae ). В некоторых домах водоснабжение предлагалось, но только арендаторам более дорогих нижних этажей; другие арендаторы бесплатно черпали бы воду из общественных фонтанов. В имперскую эпоху производство свинца (в основном для труб) стало имперской монополией, а предоставление прав на забор воды для частного использования из финансируемых государством акведуков стало имперской привилегией. [63] Предоставление бесплатной питьевой воды широкой публике стало одним из многих подарков народу Рима от императора, оплаченных им или государством. В 33 г. до н. э. Марк Агриппа во время своего эдилизма построил или субсидировал 170 общественных бань . [64] Во времена Фронтина (около 40–103 гг. н. э.) около 10% воды из акведуков Рима использовалось для снабжения 591 общественного фонтана, [51] среди которых было 39 богато декоративных фонтанов, которые Фронтинус называет munera . [65] По данным одного из нескольких гораздо более поздних регионов, к концу 4-го века нашей эры акведуки Рима в городе - 19 из них, по данным регионария - питали 11 больших общественных бань, 965 небольших общественных бань и 1352 общественных фонтана. . [66]
От 65 до 90% населения Римской империи было занято в той или иной форме сельскохозяйственными работами. Вода была, возможно, самой важной переменной в сельскохозяйственной экономике стран Средиземноморья. Естественные источники пресной воды Римской Италии – родники, ручьи, реки и озера – в одних местах были в изобилии, а в других совершенно отсутствовали. Осадки были непредсказуемыми. В теплый и засушливый летний вегетационный период воды, как правило, не хватало, когда она была наиболее необходима. Фермеры, чьи виллы или поместья находились рядом с общественным акведуком, могли по лицензии брать определенное количество воды из акведука для орошения в заранее определенное время, используя ведро, впускаемое в водопровод через смотровые люки; это было призвано ограничить истощение запасов воды для пользователей, находящихся ниже по склону, и помочь обеспечить справедливое распределение между конкурентами в то время, когда вода была наиболее необходима и ее не хватало. [67] Колумелла рекомендует, чтобы на любой ферме был «неиссякаемый» источник, ручей или река; [68] , но признает, что не каждая ферма это сделала.
Сельскохозяйственные угодья без надежного летнего источника воды были практически бесполезны. В течение вегетационного периода потребность в воде «скромной местной» ирригационной системы может потреблять столько же воды, сколько город Рим; а скот, навозом которого удобряли поля, нужно кормить и поить круглый год. По крайней мере, некоторые римские землевладельцы и фермеры частично или полностью полагались на воду из акведуков для выращивания сельскохозяйственных культур в качестве основного или единственного источника дохода, но о доле задействованной воды из акведуков можно только догадываться. Более того, создание муниципальных и городских акведуков привело к росту интенсивного и эффективного пригородного рыночного выращивания хрупких, скоропортящихся товаров, таких как цветы (для духов и праздничных гирлянд), виноград, овощи и фруктовые сады; и мелкого скота, такого как свиньи и куры, вблизи муниципальных и городских рынков. [69]
Лицензионное право на использование воды из акведука на сельскохозяйственных угодьях может привести к повышению производительности, получению денежного дохода за счет продажи излишков продуктов питания и увеличению стоимости самой земли. В сельской местности было особенно трудно получить разрешение на забор воды из акведука для орошения; осуществление и злоупотребление такими правами были предметом различных известных юридических споров и судебных решений, а также, по крайней мере, одной политической кампании; в 184 г. до н.э. Катон пытался заблокировать все незаконные сельские торговые точки, особенно принадлежавшие землевладельческой элите. Это может быть связано с обличительной речью Катона- цензора против бывшего консула Луция Фурия Пурпурео : «Посмотрите, за сколько он купил землю, куда он направляет воду!» [70] Попытка реформ Катона оказалась в лучшем случае непостоянной. Хотя незаконное водоотведение могло быть наказано конфискацией активов, в том числе незаконно орошаемой земли и ее продукции, этот закон, похоже, никогда не использовался и, вероятно, был неосуществим; Хотя кражи воды приносили прибыль фермерам, они также могли создавать излишки продовольствия и поддерживать низкие цены на продукты питания. В частности, нехватка зерна может привести к голоду и социальным волнениям. Любое практическое решение должно обеспечить баланс между потребностями в воде городского населения и производителей зерна, обложить налогом прибыль последних и обеспечить достаточное количество зерна по разумной цене для римской бедноты ( так называемое «кукурузное пособие» ) и армии. Вместо того, чтобы пытаться ввести непродуктивные и, вероятно, неисполнимые запреты, власти выдавали индивидуальные гранты и лицензии на воду и регулировали выпуски воды, хотя и с переменным успехом. В I веке нашей эры Плиний Старший , как и Катон, мог гневно критиковать производителей зерна, которые продолжали наживать жир на доходах от общественной воды и общественной земли. [71]
Некоторые землевладельцы избегали таких ограничений и затруднений, покупая права доступа к воде к отдаленным источникам, не обязательно на своей земле. Некоторые люди, обладающие высоким богатством и статусом, построили собственные акведуки для транспортировки такой воды из источника на поле или на виллу; Мумиус Нигер Валериус Вегет выкупил права на источник и воду из него у своего соседа, а также права доступа к коридору между ними, а затем построил акведук длиной чуть менее 10 километров, соединив источник со своей собственной виллой. [72]
Некоторые акведуки поставляли воду на промышленные объекты, обычно через открытый канал, прорезанный в земле, облицованный глиной или закрытый деревянными ставнями для уменьшения потерь воды. Большинство таких залежей были спроектированы для работы на крутых уклонах, что могло обеспечить подачу больших объемов воды, необходимых при добыче полезных ископаемых. Вода использовалась в гидравлической добыче , чтобы вскрыть вскрышные породы и обнажить руду путем заглушения , для разрушения и вымывания металлсодержащей породы, уже нагретой и ослабленной поджогом , а также для приведения в действие штампов с приводом от водяного колеса и отбойных молотков, которые дробили руду. для обработки. Доказательства существования таких ремней и машин были найдены в Долаукоти на юго-западе Уэльса . [73] [74]
На горнодобывающих объектах, таких как Долаукоти и Лас-Медулас на северо-западе Испании , есть множество акведуков, которые подавали воду из местных рек к истоку шахты. Каналы могли быстро прийти в негодность или стать ненужными из-за истощения близлежащей руды. В Лас-Медуласе есть как минимум семь таких мест, а в Долаукоти - как минимум пять. В Долаукоти горняки использовали накопительные резервуары, а также шумоглушители и шлюзовые затворы для контроля потока, а для отвода запасов воды использовались спускные желоба. Оставшиеся следы (см. Палимпсест ) таких каналов позволяют сделать вывод о последовательности добычи.
Ряд других мест, питаемых несколькими акведуками, еще не были тщательно исследованы или раскопаны, например, в Лонговициуме недалеко от Ланчестера , к югу от стены Адриана , где запасы воды, возможно, использовались для приведения в действие молотков для ковки железа.
В Барбегале в Римской Галлии водохранилище питало акведук, который приводил в действие каскад из 15 или 16 водяных мельниц, меливших муку для региона Арля. Подобные механизмы, хотя и в меньшем масштабе, были обнаружены в Кесарии , Венафруме и Афинах римской эпохи . Римская «Аква Траяна» управляла мельницей в Яникуле , к западу от Тибра. Мельница в подвале Терм Каракаллы пришла в движение из-за разлива воды из акведука; это была одна из многих городских мельниц, приводимых в движение водой из акведука, с официальным разрешением или без него. Закон V века запрещал незаконное использование воды из акведука для измельчения. [75]
Во время падения Западной Римской империи некоторые акведуки были намеренно перерезаны врагами. В 537 году остготы осадили Рим и перерезали снабжение города акведуками, включая приводимые в движение акведуками мельницы Яникула . Велизарий , защитник города, вместо этого разместил мельницы на Тибре и заблокировал каналы, чтобы не допустить их использования остготами в качестве путей через городскую оборону. Со временем некоторые из поврежденных акведуков города были частично восстановлены, но население города значительно сократилось и обнищало. Большинство акведуков постепенно пришли в упадок из-за отсутствия обслуживания, образовав болота и болота на их сломанных соединениях. К периоду позднего средневековья только Аква Дева все еще обеспечивала надежный источник воды, дополняющий общую зависимость Рима от колодцев и цистерн с дождевой водой. [76] В провинциях большинство акведуков вышло из употребления из-за ухудшения римской инфраструктуры и отсутствия технического обслуживания, например акведук Эйфель ( на фото справа ). Наблюдения испанца Педро Тафура , посетившего Рим в 1436 году, выявляют непонимание самой природы римских акведуков:
Через середину города протекает река, которую римляне с большим трудом доставили туда и поставили посреди себя, и это Тибр. Новое русло реки сделали, как говорят, из свинца, и каналы в одном и другом конце города для входов и выходов ее, как для поения лошадей, так и для других услуг, удобных народу и всякому въезжающему в любом другом месте он бы утонул. [77]
В эпоху Возрождения остатки массивных каменных акведуков города вдохновляли архитекторов, инженеров и их покровителей; Папа Николай V отремонтировал основные каналы римской Аква Девы в 1453 году. [78] Многие акведуки в бывшей Римской империи содержались в хорошем состоянии. Перестройка акведука в Сеговии в Испании в XV веке демонстрирует прогресс на Пон-дю-Гар за счет использования меньшего количества арок большей высоты и, следовательно, большей экономии в использовании сырья. Навыки строительства акведуков не были утрачены, особенно небольших и скромных каналов, используемых для подачи воды в колеса . Большинство таких мельниц в Британии были построены в средневековый период для производства хлеба и использовали методы, аналогичные тем, которые были разработаны римлянами, с использованием местных рек и ручьев.
