Римляне строили акведуки по всей своей Республике , а позднее и Империи , чтобы доставлять воду из внешних источников в города и поселки. Вода из акведуков снабжала общественные бани , туалеты , фонтаны и частные домохозяйства; она также поддерживала горнодобывающие работы, мельницы, фермы и сады.
Акведуки перемещали воду только под действием силы тяжести, по небольшому общему нисходящему градиенту в каналах из камня, кирпича , бетона или свинца; чем круче градиент, тем быстрее поток. Большинство каналов были зарыты под землю и следовали контурам местности; препятствующие пики обходили или, реже, прокладывали туннели. Там, где вмешивались долины или низины, канал переносился по мостовым сооружениям , или его содержимое подавалось в свинцовые, керамические или каменные трубы высокого давления и перекачивалось через них. Большинство систем акведуков включали отстойники, которые помогали уменьшить любой переносимый водой мусор. Шлюзы , castella aquae (распределительные резервуары) и запорные краны регулировали подачу в отдельные пункты назначения, а свежая переливная вода могла временно храниться в цистернах.
Акведуки и их содержимое были защищены законом и обычаем. Подача воды в общественные фонтаны имела приоритет над подачей в общественные бани, и обе они имели приоритет над поставками для более состоятельных, платящих плату частных пользователей. Некоторым из самых состоятельных граждан было предоставлено право на бесплатную подачу, как государственная честь. В городах и поселках чистая сточная вода из акведуков поддерживала отрасли с высоким потреблением, такие как валяние и крашение , а также отрасли, которые использовали воду, но почти не потребляли ее, такие как фрезерование . Использованная вода и излишки воды питали декоративные и рыночные сады, а также очищали стоки и общественную канализацию. Нелицензированный отвод воды из акведука в сельскую местность для сельского хозяйства был обычным явлением в течение вегетационного периода, но редко преследовался по закону, поскольку это помогало поддерживать низкие цены на продукты питания; сельское хозяйство было основой экономики и богатства Рима. [1]
Первый акведук Рима был построен в 312 г. до н. э. и снабжал водой фонтан на городском рынке крупного рогатого скота. К 3 в. н. э. в городе было одиннадцать акведуков , которые поддерживали население более миллиона человек в экономике, расточительной в плане воды; большая часть воды снабжала многочисленные общественные бани города. Города и поселки по всей Римской империи подражали этой модели и финансировали акведуки как объекты общественного интереса и гражданской гордости, «дорогая, но необходимая роскошь, к которой все могли стремиться и стремились». [2] Большинство римских акведуков оказались надежными и долговечными; некоторые из них сохранялись до начала современной эпохи, а некоторые все еще частично используются. Методы обследования и строительства акведуков описаны Витрувием в его труде De architectura (1 в. до н. э.). Генерал Фронтин приводит более подробную информацию в своем официальном отчете о проблемах, использовании и злоупотреблениях общественным водоснабжением императорского Рима. Известными примерами архитектуры акведуков являются опорные столбы акведука в Сеговии и питаемые акведуком цистерны Константинополя .
«Необычайное 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, дополняемые грунтовыми водами из частных или государственных колодцев, а также сезонной дождевой водой, стекающей с крыш в кувшины для хранения и цистерны . [4] Такие локализованные источники пресной воды — особенно колодцы — интенсивно эксплуатировались римлянами на протяжении всей их истории, но зависимость от водных ресурсов небольшой водосборной площади ограничивала потенциал города для роста и безопасности. Вода реки Тибр была близко, но была загрязнена болезнями, передающимися через воду. Акведуки Рима не были строго римскими изобретениями — их инженеры, должно быть, были знакомы с технологиями управления водными ресурсами этрусских и греческих союзников Рима — но они оказались заметно успешными. К началу Имперской эпохи акведуки города помогали поддерживать население численностью более миллиона человек, а обильное водоснабжение для общественных нужд стало основополагающей частью римской жизни. [5]
Городские акведуки и даты их завершения:
Потребность города в воде, вероятно, давно превысила его местные запасы к 312 г. до н. э., когда первый городской акведук, Aqua Appia , был заказан цензором Аппием Клавдием Цеком . Aqua Appia был одним из двух крупных общественных проектов того времени; другой был военной дорогой между Римом и Капуей , первым участком так называемой Аппиевой дороги . Оба проекта имели важное стратегическое значение, поскольку Третья Самнитская война к тому моменту шла уже около тридцати лет. Дорога позволяла быстро перемещать войска; и по замыслу или по счастливому совпадению большая часть Aqua Appia проходила внутри подземного канала, относительно защищенного от атак. Он питался из источника в 16,4 км от Рима и падал на 10 м по всей своей длине, чтобы сбрасывать примерно 75 500 м 3 воды каждый день в фонтан на римском рынке скота, Forum Boarium , одном из самых низкорасположенных общественных мест города. [6]
Второй акведук, Aqua Anio Vetus , был введен в эксплуатацию примерно сорок лет спустя, на средства, полученные от сокровищ, захваченных у Пирра Эпирского . Его поток был более чем в два раза больше, чем у Aqua Appia, и обеспечивал водой более высокие части города. [7]
К 145 г. до н. э. город снова перерос свои объединенные запасы. Официальная комиссия обнаружила, что водопроводы акведуков обветшали, вода в них истощилась из-за утечек и незаконного врезки. Претор Квинт Марций Рекс восстановил их и ввел третий, «более полезный» источник, Аква Марция , самый длинный акведук Рима и достаточно высокий, чтобы снабжать Капитолийский холм . Поскольку спрос рос еще больше, было построено больше акведуков, включая Аква Тепула в 127 г. до н. э. и Аква Юлия в 33 г. до н. э.
Программы строительства акведуков в городе достигли пика в эпоху империи; политический кредит и ответственность за обеспечение общественного водоснабжения перешли от взаимно конкурирующих республиканских политических магнатов к императорам. Во время правления Августа были построены Aqua Virgo и короткий Aqua Alsietina . Последний снабжал Трастевере большим количеством непитьевой воды для его садов и использовался для создания искусственного озера для постановочных морских сражений , чтобы развлекать население. Другой короткий акведук Августа дополнял Aqua Marcia водой «превосходного качества». [8] Император Калигула добавил или начал два акведука, завершенных его преемником Клавдием ; 69-километровый (42,8 мили) Aqua Claudia , который давал воду хорошего качества, но несколько раз выходил из строя; и Anio Novus , самый высокий из всех акведуков Рима и один из самых надежных, но склонный к мутной, обесцвеченной воде, особенно после дождя, несмотря на использование отстойников. [9]
Большинство акведуков Рима черпали воду из различных источников в долине и нагорьях реки Анио, современной реки Аниене , 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, которые переправлялись через реку по свинцовым трубам, зарытым в дорожное полотно речных мостов, образуя таким образом перевернутый сифон . [11] Всякий раз, когда это поперечное снабжение приходилось перекрывать для планового ремонта и технического обслуживания, «совершенно 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 слоев вокруг озера Браччано . [12]
К концу 3-го века н. э. город снабжался водой по одиннадцати акведукам, финансируемым государством. Их общая длина водопровода оценивается от 780 до чуть более 800 км, из которых примерно 47 км (29 миль) проходили над уровнем земли на каменных опорах. Большая часть воды Рима транспортировалась четырьмя из них: Aqua Anio Vetus, Aqua Marcia, Aqua Claudia и Aqua Anio Novus. Современные оценки водоснабжения города, основанные на собственных расчетах Фронтина в конце 1-го века, варьируются от максимума в 1 000 000 м 3 в день до более консервативных 520 000–635 000 м 3 в день, снабжая предполагаемое население в 1 000 000 человек. [13]
Сотни акведуков были построены по всей Римской империи. Многие из них с тех пор рухнули или были разрушены, но ряд неповрежденных участков сохранился. Акведук Загуан , длиной 92,5 км (57,5 миль), был построен во II веке н. э. для снабжения Карфагена (в современном Тунисе ). Сохранившиеся провинциальные мосты-акведуки включают Пон-дю-Гар во Франции и акведук Сеговии в Испании. Самый длинный отдельный канал, более 240 км, связан с акведуком Валента в Константинополе. [14] «Известная система по крайней мере в два с половиной раза длиннее самых длинных зарегистрированных римских акведуков в Карфагене и Кельне, но, возможно, что более важно, она представляет собой одно из самых выдающихся достижений в области геодезии любого доиндустриального общества». [15] Соперничая с ним по длине и, возможно, равным или превосходящим его по стоимости и сложности, является провинциальный итальянский акведук Аква Августа . Она снабжала водой большое количество роскошных прибрежных вилл для отдыха, принадлежавших богатым и могущественным римлянам, несколько коммерческих пресноводных рыболовных хозяйств, сады, виноградники и по крайней мере восемь городов, включая крупные порты в Неаполе и Мизенуме ; морские путешествия торговцев, а также республиканского и императорского флотов Рима требовали обильных запасов пресной воды на борту. [16]
Акведуки были построены для снабжения римских военных баз в Британии. На участках постоянных крепостей видны следы фонтанов и водопроводной воды, которая, вероятно, снабжалась акведуками с периода Клавдия. Постоянные вспомогательные форты снабжались акведуками с периода Флавиев, возможно, совпадая с регулярным спросом на надежные поставки воды провинциальными военными поселениями, оборудованными банями, как только они были введены. [17]
Планы любого общественного 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 бы ожесточенные и бесконечные судебные разбирательства между соседями или местными органами власти по поводу конкурирующих претензий на ограниченные запасы воды, но в целом римские общины заботились о распределении общих водных ресурсов в соответствии с потребностями. Планировщики предпочитали строить общественные акведуки на общественных землях ( ager publicus ) и следовать кратчайшим, не встречающим сопротивления, наиболее экономичным маршрутом от источника до места назначения. Государственная покупка частной земли или изменение маршрута запланированных курсов для обхода сопротивляющегося или арендованного занятия могли значительно увеличить конечную длину акведука и, следовательно, его стоимость. [18] [19]
На сельской земле защитный «чистый коридор» был обозначен граничными плитами ( cippi ), обычно 15 футов с каждой стороны канала, уменьшаясь до 5 футов с каждой стороны для свинцовых труб и в застроенных районах. Водопроводы, их фундаменты и надстройки были собственностью государства или императора. Коридоры были общественной землей с общественными правами прохода и свободным доступом к водоводам для обслуживания. Внутри коридоров были запрещены потенциальные источники повреждения водоводов, включая новые дороги, пересекающие водовод, новые здания, вспашку или посадку и живые деревья, если они полностью не были закрыты зданием. Сбор сена и травы для корма был разрешен. [20] Правила и ограничения, необходимые для долгосрочной целостности и обслуживания акведука, не всегда легко принимались или легко применялись на местном уровне, особенно когда ager publicus понимался как общая собственность, которая могла использоваться для любых целей, которые казались подходящими ее пользователю. [19]
После ager publicus второстепенные местные дороги и границы между соседними частными владениями предлагали наименее затратные маршруты, хотя и не всегда самые прямые. Иногда государство выкупало всю собственность, размечало предполагаемый курс акведука и перепродавало неиспользуемую землю, чтобы помочь снизить расходы. [20] Могилы и кладбища, храмы, святилища и другие священные места должны были уважаться; они были защищены законом, а виллы и фермерские кладбища часто намеренно располагались очень близко к общественным дорогам и границам. Несмотря на тщательные расследования планировщиков, проблемы, касающиеся общей собственности или неопределенного правового статуса, могли возникнуть только во время физического строительства. В то время как землемеры могли заявить о древнем праве использовать землю, когда-то общественную, а теперь частную, на благо государства, нынешние владельцы земли могли подать встречный иск о компенсации, основанный на их длительном использовании, производительности и улучшениях. Они также могли объединить усилия со своими соседями, чтобы представить единый юридический фронт в поисках более высоких ставок компенсации. Планирование акведука «проходило по юридическим, по крайней мере, столь же сложным, как и физический ландшафт» [21] .
После Второй Пунической войны цензоры использовали юридический процесс, известный как vindicatio , изъятие частной или арендованной земли государством, «возвращая» ей предполагаемый древний статус «общественной и священной, и открытой для народа». Ливий описывает это как акт благочестия, продиктованный общественными интересами, и не упоминает о возможных правовых конфликтах, которые могли возникнуть. В 179 г. до н. э. цензоры использовали тот же юридический прием, чтобы помочь оправдать государственные контракты на несколько важных строительных проектов, включая первый каменный мост Рима через Тибр и новый акведук для дополнения существующего, но к настоящему времени недостаточного, снабжения города. Богатый землевладелец вдоль запланированного маршрута акведука, М. Лициний Красс, запретил ему проходить через свои поля и, по-видимому, заставил его отказаться от него. [22]
Строительство третьего акведука Рима, Аква Марция , было сначала юридически заблокировано по религиозным соображениям по совету децемвиров (консультативного «совета десяти»). Новый акведук должен был поставлять воду на самые высокие возвышенности города, включая Капитолийский холм , но децемвиры проконсультировались с главным письменным оракулом Рима, Сивиллиными книгами , и нашли там предостережение против подачи воды на Капитолий. Это привело к остановке проекта. В конце концов, выдвинув те же возражения в 143 и 140 годах, децемвиры и Сенат согласились, и 180 000 000 сестерциев были выделены на восстановление двух существующих акведуков и завершение третьего в 144–140 годах. Марция была названа в честь претора Квинта Марция Рекса , который отстаивал его строительство. [9] [23]
Источники были, безусловно, наиболее распространенными источниками воды для акведука; большая часть поставок Рима поступала из различных источников в долине Анио и ее возвышенностях. Источниковая вода подавалась в каменный или бетонный родник, а затем поступала в водопровод акведука. Разбросанные источники требовали нескольких ответвлений, подающих воду в главный канал. Некоторые системы брали воду из открытых, специально построенных, запрудных водохранилищ, таких как два (все еще используемых), которые снабжали акведук в провинциальном городе Эмерита Августа . [24]
Территория, по которой проходил акведук, должна была быть тщательно обследована, чтобы гарантировать, что вода будет течь с постоянной и приемлемой скоростью на всем протяжении. [25] Римские инженеры использовали различные геодезические инструменты для прокладки курса акведуков по ландшафту. Они проверяли горизонтальные уровни с помощью хоробата , плоской деревянной рамы длиной около 20 футов, оснащенной как водяным уровнем, так и отвесами. Горизонтальные курсы и углы можно было нанести с помощью громы , относительно простого аппарата, который в конечном итоге был вытеснен более сложным диоптром , предшественником современного теодолита . В книге 8 своего труда «Об архитектуре » Витрувий описывает необходимость обеспечения постоянного снабжения, методы разведки и испытания питьевой воды.
Греческие и римские врачи хорошо знали о связи между стоячей или испорченной водой и водными заболеваниями и считали дождевую воду самой чистой и здоровой формой воды, за которой следовали родники. Общественные бани Рима, якобы один из величайших вкладов Рима в здоровье его жителей, также сыграли важную роль в распространении водных заболеваний. В своей работе De Medicina энциклопедист Цельс предупреждал, что общественное купание может вызвать гангрену в незаживших ранах. [26] Фронтин предпочитал высокую скорость перелива в системе акведуков, потому что это приводило к большей чистоте в водоснабжении, канализации и тех, кто ими пользовался.
Неблагоприятное воздействие свинца на здоровье тех, кто его добывал и обрабатывал, также было хорошо известно. Керамические трубы, в отличие от свинца, не оставляли пятен в воде, которую они переносили, и поэтому были предпочтительнее свинца для питьевой воды. 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 особенно прочные, если их держать влажными и зарытыми. Примеры, обнаруженные археологией, включают трубы из ольхи, скрепленные на стыках дубом, в форте Виндоланда [27] и трубы из ольхи в Германии. [28] Там, где использовались свинцовые трубы, непрерывный поток воды и неизбежное осаждение минералов, переносимых водой, внутри труб несколько снижали загрязнение воды растворимым свинцом. [29] Содержание свинца в воде акведука Рима было «ясно измеримо, но вряд ли было действительно вредным». Тем не менее, уровень свинца был в 100 раз выше, чем в местных родниковых водах. [30]
Большинство римских акведуков представляли собой плоскодонные, арочные каналы, шириной приблизительно 0,7 м (2,3 фута) и высотой 1,5 м (5 футов) внутри, проходящие на глубине 0,5–1 м под поверхностью земли, с крышками для осмотра и доступа через равные интервалы. [31] Каналы над уровнем земли обычно были покрыты плитами. Ранние каналы были построены из тесаного камня , но примерно с конца республиканской эпохи вместо этого часто использовался облицованный кирпичом бетон. Бетон, используемый для облицовки каналов, обычно был водонепроницаемым , с очень гладкой отделкой. Поток воды зависел только от силы тяжести. Объем воды, транспортируемой по каналу, зависел от гидрологии водосбора — осадков, поглощения и стока — поперечного сечения канала и его уклона; большинство каналов были заполнены примерно на две трети. Поперечное сечение канала также определялось требованиями к техническому обслуживанию; рабочие должны иметь возможность войти и получить доступ ко всему, с минимальным нарушением его структуры. [32]
Витрувий рекомендует низкий градиент не менее 1 к 4800 для канала, предположительно, чтобы предотвратить повреждение конструкции из-за эрозии и давления воды. Это значение хорошо согласуется с измеренными градиентами сохранившихся каменных акведуков. Градиент Пон- дю-Гар составляет всего 34 см на км, спускаясь всего на 17 м по вертикали на всей своей длине в 50 км (31 миля): он мог транспортировать до 20 000 кубических метров в день. Градиенты временных акведуков, используемых для гидравлической добычи, могли быть значительно больше, как в Долаукоти в Уэльсе (с максимальным градиентом около 1:700) и Лас-Медулас на севере Испании . Там, где резкие градиенты были неизбежны в постоянных каналах, канал мог быть спущен, расширен или сброшен в приемный резервуар, чтобы рассеять поток воды и уменьшить ее абразивную силу. [33] Использование ступенчатых каскадов и перепадов также помогло насытить воду кислородом и, таким образом, «освежить» ее. [34]
Некоторые водопроводные каналы поддерживались через долины или впадины на нескольких арках с опорами из каменной кладки, кирпича или бетона, также известных как аркады . Пон-дю-Гар , один из самых впечатляющих сохранившихся примеров массивного каменного многоопорного водопровода, охватывал долину реки Гардон примерно на 48,8 м (160 футов) выше самого Гардона. Там, где приходилось пересекать особенно глубокие или длинные впадины, вместо аркад можно было использовать перевернутые сифоны; водопровод подавал воду в напорный резервуар, который подавал ее в трубы. Трубы пересекали долину на более низком уровне, поддерживаемые низким мостом «вентера», затем поднимались в приемный резервуар на немного более низкой высоте. Он сбрасывался в другой водопровод; общий уклон сохранялся. Сифонные трубы обычно изготавливались из паяного свинца, иногда укреплялись бетонными кожухами или каменными гильзами. Реже трубы были каменными или керамическими, соединялись как наружная и внутренняя части и герметизировались свинцом. [35]
Витрувий описывает конструкцию сифонов и проблемы засорения, прорыва и вентиляции на самых низких уровнях, где давление было наибольшим. Тем не менее, сифоны были универсальны и эффективны, если были хорошо построены и хорошо обслуживались. Горизонтальный участок сифонной трубы высокого давления в акведуке Жиер был наращен на мосту, чтобы очистить судоходную реку, используя девять свинцовых труб параллельно, залитых бетоном. [36] [37] Современные инженеры-гидравлики используют похожие методы, чтобы канализация и водопровод пересекали впадины. В романо-галльском Арле небольшая ветвь главного акведука снабжала местный пригород через свинцовый сифон, «живот» которого был проложен поперек русла реки, устраняя необходимость в поддерживающих мостовых сооружениях. [38]
Некоторые акведуки, проходящие через холмистые регионы, использовали комбинацию аркад, простых каналов, зарытых на уровне земли, и туннелей, достаточно больших, чтобы вместить канал, его строителей и рабочих по обслуживанию. Строители Аквы Августы в Кампане изменили ориентацию воды с существующего северного водораздела на южный водораздел, установив новый градиент с помощью 6-километрового туннеля, нескольких более коротких туннелей и аркад, одна из которых поддерживалась более или менее на уровне моря фундаментами на морском дне в Мизенуме. По пути он снабжал несколько городов и множество вилл, используя ответвления. [39]
Римские акведуки требовали комплексной системы регулярного обслуживания. По стандарту, заглубленные каналы, инспекционные и контрольные точки доступа предоставлялись через регулярные интервалы, так что предполагаемые засоры или утечки могли быть исследованы с минимальным нарушением подачи. Воду, потерянную через множественные, небольшие утечки в стенках заглубленных каналов, было трудно обнаружить, кроме как по ее свежему вкусу, в отличие от вкуса естественных грунтовых вод. [40] Чистые коридоры, созданные для защиты ткани подземных и надземных каналов, регулярно патрулировались на предмет незаконной вспашки, посадки, дорог и зданий. В De aquaeductu Фронтин описывает проникновение корней деревьев в каналы как особенно разрушительное. [41]
Рабочие патрули расчищали бы водорослевые обрастания, ремонтировали случайные прорывы или доступную некачественную работу, очищали бы каналы от гравия и другого свободного мусора и удаляли бы наслоения карбоната кальция (также известного как травертин ) в системах, питаемых источниками жесткой воды ; современные исследования показали, что совершенно независимо от сужения отверстий, даже небольшое огрубление идеально гладкой внутренней поверхности акведука отложениями травертина могло бы значительно снизить скорость воды и, следовательно, ее расход до 1/4. [42] Наслоения внутри сифонов могли бы резко снизить скорость потока через их и без того узкие диаметры, хотя некоторые имели запечатанные отверстия, которые могли бы использоваться в качестве прорезей для протягивания , возможно, с использованием протягивающего устройства. В Риме, где подача жесткой воды была нормой, магистральные трубопроводы были неглубоко зарыты под дорожные бордюры для облегчения доступа; накопление карбоната кальция в этих трубах потребовало бы их частой замены. [43]
Полное закрытие любого акведука для обслуживания было бы редким событием, как можно более кратковременным, с ремонтными остановками, предпочтительно, когда спрос на воду был самым низким, в зимние месяцы. [44] Подача водопроводной воды могла быть выборочно уменьшена или перекрыта в кастелле , когда требовался небольшой или локальный ремонт, но существенное обслуживание и ремонт самого акведука требовали полного отвода воды в любой точке выше по течению, включая сам источник. Фронтин описывает использование временных свинцовых каналов для переноса воды через поврежденные участки во время ремонта с минимальной потерей подачи. [45]
Aqua Claudia , самый амбициозный из акведуков Рима, претерпел по крайней мере два серьезных частичных обрушения в течение двух столетий, одно из них вскоре после строительства, и оба, вероятно, из-за сочетания некачественной работы, недостаточного инвестирования, императорской халатности, сопутствующего ущерба от незаконных сливов, естественных толчков почвы и ущерба от сильных сезонных наводнений, возникающих выше по течению. Надписи утверждают, что он был в значительной степени выведен из эксплуатации и ожидал ремонта в течение девяти лет до реставрации Веспасианом и еще одной, позже, его сыном Титом . Многим современным ученым задержка кажется неправдоподобно долгой. Вполне возможно, что было бы сочтено политически целесообразным подчеркнуть личную щедрость новой династии Флавиев , отца и сына, и преувеличить халатность их опального императорского предшественника Нерона , чьи приоритеты по восстановлению после Великого пожара в Риме считались образцами потакания своим желаниям. [46] [47] [48]
Водопроводные магистрали могли быть подключены напрямую, но чаще всего они подавались в общественные распределительные терминалы, известные как castellum aquae («водные замки»), которые действовали как отстойники и цистерны и снабжали различные ответвления и ответвления через свинцовые или керамические трубы. Эти трубы изготавливались в 25 различных стандартизированных диаметрах и были оснащены бронзовыми запорными кранами. Поток из каждой трубы ( calix ) мог быть полностью или частично открыт или перекрыт, и его подача при необходимости направлялась в любую другую часть системы, в которой спрос на воду в то время превышал предложение. Бесплатная подача воды в общественные бассейны и питьевые фонтанчики была официально приоритетнее подачи в общественные бани, где с каждого купающегося взималась очень небольшая плата от имени римского народа. Подача в бассейны и бани, в свою очередь, была приоритетнее потребностей платящих частные пользователи. [49] Последние регистрировались вместе с отверстием трубы, которая вела от общественного водоснабжения к их собственности — чем шире была труба, тем больше был поток и тем выше была плата. Некоторые объекты недвижимости можно было покупать и продавать с прикрепленным законным правом на забор воды. Чиновники акведука могли передавать право на забор воды из-под крана ( aqua caduca , буквально «упавшая вода») определенным лицам и группам; например, сукновальщики использовали большое количество пресной воды в своей торговле в обмен на соразмерную плату за воду. Некоторым лицам было даровано право на забор воды из-под крана бесплатно , в качестве государственной награды или гранта; клейма на трубах показывают, что около половины грантов на воду Рима были предоставлены элитным, чрезвычайно богатым гражданам сенаторского класса. [50] Гранты на воду выдавались императором или государством определенным лицам и не могли быть законно проданы вместе с собственностью или переданы по наследству: новые владельцы и наследники должны были, следовательно, договориться о новом гранте от своего имени. В конечном итоге эти непередаваемые личные водные гранты чаще всего передавались, чем нет. [51]
Фронтин считал, что нечестные частные пользователи и коррумпированные государственные служащие были ответственны за большую часть потерь и откровенных краж воды в Риме, а также за самый большой ущерб акведукам. Его De aquaeductu можно читать как полезное техническое руководство, демонстрацию убедительных литературных навыков и предупреждение пользователям и его собственному персоналу, что если они украдут воду, их раскроют, потому что у него были все соответствующие экспертные расчеты под рукой. Он утверждал, что знал не только, сколько было украдено, но и как это было сделано. [52] Фальсификация и мошенничество действительно были обычным явлением; методы включали установку нелицензированных или дополнительных выходов, некоторые из которых находились за много миль от города, и незаконное расширение свинцовых труб. Любое из этого могло включать подкуп или попустительство недобросовестных чиновников или рабочих акведука. Археологические свидетельства подтверждают, что некоторые пользователи получали незаконный запас, но не указывают на вероятное количество, которое это имело место, и не указывают на вероятный совокупный эффект на снабжение города в целом. Измерение разрешений было в основном неверным; Официально одобренные свинцовые трубы имели надписи с информацией о производителе трубы, ее установщике и, вероятно, о ее абоненте и его правах; но норма потребления воды измерялась в квинариях (площадь поперечного сечения трубы) в точке подачи, и не использовалась никакая формула или физическое устройство для учета изменений скорости, расхода или фактического использования. [53] [54] [55] Брун, 1991, использовал клейма свинцовых труб для расчета правдоподобного распределения воды в процентах от общего объема; 17% шло императору (включая его подарки, гранты и награды); 38% шло частным лицам; и 45% шло населению в целом, включая общественные бани и фонтаны. [56]
В республиканскую эпоху акведуки планировались, строились и управлялись под руководством цензоров или , если цензора не было, эдилов . В императорскую эпоху пожизненная ответственность за водоснабжение переходила к императорам. В Риме не было постоянного центрального органа для управления акведуками, пока Август не создал должность комиссара по воде ( curator aquarum ); это была высокостатусная, высокопоставленная императорская должность. В 97 г. н. э. Фронтин, который уже имел выдающуюся карьеру в качестве консула, генерала и губернатора провинции, служил и консулом, и куратором aquarum при императоре Нерве . [57]
Отдельные участки очень длинного, сложного, дорогостоящего и политически чувствительного Aqua Augusta в Кампании , построенного в первые дни принципата Августа, контролировались богатыми, влиятельными местными кураторами . Они были набраны из местной элиты местным электоратом или самим Августом. Вся сеть опиралась всего на два горных источника, разделенных с рекой, которая поддерживала пресноводную рыбу, обеспечивая бесплатный источник пищи для всех классов. Augusta снабжала восемь или девять муниципалитетов или городов и неизвестное количество ферм и вилл, включая бани, через ответвления и подотводы; ее оконечностями были военно-морской порт Мизенум и торговый порт Путеолы . Ее доставка вряд ли была полностью надежной, адекватной или бесспорной. Конкуренция была бы неизбежна. [58]
При императоре Клавдии контингент императорских aquarii (работников акведука) города Рима состоял из familia aquarum из 460 человек, как рабов, так и свободных, финансируемых за счет императорской щедрости и платы за воду, выплачиваемой частными подписчиками. Familia aquarum состояла из «надзирателей, смотрителей резервуаров, обходчиков, укладчиков, штукатуров и других рабочих» [59] , которыми руководил императорский вольноотпущенник, занимавший должность прокуратора аквариума . Куратор аквариума имел полномочия магистрата в отношении водоснабжения, ему помогала команда архитекторов, государственных служащих, нотариусов и писцов, а также глашатаев; работая за пределами города, он также имел право на двух ликторов для обеспечения своей власти. [60] Существенные штрафы могли быть наложены даже за единичные нарушения законов, касающихся акведуков: например, 10 000 сестерциев за то, что дерево позволило повредить водопровод, и 100 000 сестерциев за загрязнение воды в водопроводе или за то, что раб позволил сделать то же самое. [61]
Первый акведук Рима (312 г. до н. э.) сбрасывал воду при очень низком давлении и с более или менее постоянной скоростью в главном торговом центре города и на рынке скота , вероятно, в низкоуровневую каскадную серию желобов или бассейнов; верхний для домашнего хозяйства, нижний для поения скота, которым там торговали. Большинство римлян наполняли ведра и кувшины для хранения в бассейнах и относили воду в свои квартиры; более обеспеченные люди отправляли рабов выполнять ту же задачу. Высота выхода была слишком низкой, чтобы обеспечить какое-либо городское хозяйство или здание прямым снабжением; избыток стекал в главную канализацию Рима, а оттуда в Тибр. Большинство жителей по-прежнему полагались на колодезную и дождевую воду. В это время в Риме не было общественных бань . Первая, вероятно, была построена в следующем столетии на основе предшественников в соседней Кампании ; ограниченное количество частных бань и небольших уличных общественных бань имели бы частное водоснабжение, но как только вода была доставлена по акведуку на более высокие возвышенности города, большие и хорошо оборудованные общественные бани и фонтаны были построены по всему городу. Общественные бани и фонтаны стали отличительными чертами римской цивилизации, и бани, в частности, стали важными социальными центрами. [62] [63]
Большинство городских римлян жили в многоэтажных многоквартирных домах ( insulae ). Некоторые дома предлагали услуги водоснабжения, но только арендаторам более дорогих нижних этажей; другие арендаторы брали воду бесплатно из общественных фонтанов. В эпоху империи производство свинца (в основном для труб) стало императорской монополией, а предоставление прав на забор воды для личного пользования из финансируемых государством акведуков стало императорской привилегией. [64] 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 построил или субсидировал 170 общественных бань во время своего эдилизма . [65] Во времена Фронтина (ок. 40–103 гг. н. э.) около 10% воды из акведуков Рима использовалось для снабжения 591 общественного фонтана, [52] среди которых было 39 богато декорированных фонтанов, которые Фронтин называет munera . [66] Согласно одному из нескольких гораздо более поздних регионариев, к концу IV века н. э. римские акведуки в пределах города — 19 из них, согласно регионарию — снабжали 11 больших общественных бань, 965 меньших общественных бань и 1352 общественных фонтана. [67]
От 65 до 90% населения Римской империи было вовлечено в ту или иную форму сельскохозяйственных работ. Вода была, возможно, самой важной переменной в сельскохозяйственной экономике Средиземноморья. Естественные источники пресной воды Римской Италии — родники, ручьи, реки и озера — были в изобилии в некоторых местах, полностью отсутствовали в других. Количество осадков было непредсказуемым. Вода, как правило, была дефицитом, когда она больше всего нужна в теплый, сухой летний вегетационный период. Фермеры, чьи виллы или поместья находились рядом с общественным акведуком, могли по лицензии черпать определенное количество воды из акведука для орошения в заранее определенное время, используя ведро, опущенное в водовод через смотровые люки; это было предназначено для того, чтобы ограничить истощение запасов воды для пользователей, находящихся ниже по уклону, и помочь обеспечить справедливое распределение между конкурентами в то время, когда вода была больше всего нужна и ее было мало. [68] Колумелла рекомендует, чтобы на любой ферме был «никогда не перестающий» источник, ручей или река; [69] но признает, что не на каждой ферме это было так.
Сельскохозяйственные угодья без надежного летнего источника воды были фактически бесполезны. В течение вегетационного периода «скромная местная» ирригационная система могла потреблять столько же воды, сколько город Рим; а скот, навоз которого удобрял поля, должен был быть накормлен и поен круглый год. По крайней мере, некоторые римские землевладельцы и фермеры частично или полностью полагались на воду из акведука для выращивания урожая как на основной или единственный источник дохода, но о доле воды из акведука можно только догадываться. Более определенно, создание муниципальных и городских акведуков привело к росту интенсивного и эффективного пригородного рыночного земледелия хрупких, скоропортящихся товаров, таких как цветы (для духов и для праздничных гирлянд), виноград, овощи и садовые фрукты; и мелкого скота, такого как свиньи и куры, недалеко от муниципальных и городских рынков. [70]
Лицензированное право на использование воды из акведука на сельскохозяйственных землях могло привести к повышению производительности, денежному доходу за счет продажи излишков продовольствия и повышению стоимости самой земли. В сельской местности разрешения на забор воды из акведука для орошения было особенно трудно получить; осуществление и злоупотребление такими правами были предметом различных известных юридических споров и судебных решений, и по крайней мере одной политической кампании; в 184 г. до н. э. Катон пытался заблокировать все незаконные сельские выходы, особенно те, которые принадлежали земельной элите. Это может быть связано с обличительной речью Катона в качестве цензора против бывшего консула Луция Фурия Пурпуреона : «Посмотрите, за сколько он купил землю, куда он направляет воду!» [71] Попытка реформы Катона оказалась в лучшем случае недолговечной. Хотя незаконный отбор воды мог быть наказан конфискацией активов, включая незаконно политую землю и ее продукцию, этот закон, похоже, никогда не использовался и, вероятно, был невыполнимым; В то время как кража воды приносила прибыль фермерам, она также могла создавать излишки продовольствия и удерживать цены на продукты питания на низком уровне. Нехватка зерна, в частности, могла привести к голоду и социальным волнениям. Любое практическое решение должно было установить баланс между потребностями в воде городского населения и производителей зерна, обложить налогом прибыль последних и обеспечить достаточное количество зерна по разумной цене для римских бедняков ( так называемое «кукурузное пособие» ) и армии. Вместо того, чтобы пытаться наложить непродуктивные и, вероятно, невыполнимые запреты, власти выдавали индивидуальные водные гранты и лицензии и регулировали водоотводы, хотя и с переменным успехом. В I веке нашей эры Плиний Старший , как и Катон, мог громить производителей зерна, которые продолжали жиреть на прибыли от общественной воды и общественной земли. [72]
Некоторые землевладельцы избегали таких ограничений и затруднений, покупая права доступа к воде из отдаленных источников, не обязательно на своей земле. Некоторые, с высоким богатством и статусом, строили собственные акведуки для транспортировки такой воды из источника на поле или виллу; Мумиус Нигер Валериус Вегетус купил права на источник и его воду у своего соседа, а также права доступа к коридору промежуточной земли, затем построил акведук длиной чуть менее 10 километров, соединив источник с его собственной виллой. [73]
Некоторые акведуки поставляли воду на промышленные объекты, обычно через открытый канал, вырубленный в земле, облицованный глиной или с деревянными ставнями для уменьшения потерь воды. Большинство таких акведуков были спроектированы для работы на крутых уклонах, которые могли доставлять большие объемы воды, необходимые для горнодобывающих работ. Вода использовалась в гидравлической добыче для снятия вскрыши и обнажения руды путем замалчивания , для разрушения и вымывания металлосодержащей породы, уже нагретой и ослабленной поджогом , и для питания штампов с приводом от водяного колеса и отбойных молотков , которые дробили руду для переработки. Доказательства наличия таких акведуков и машин были найдены в Долаукоти на юго-западе Уэльса . [74] [75]
Горнодобывающие участки, такие как Долаукоти и Лас-Медулас на северо-западе Испании , показывают несколько акведуков, которые подавали воду из местных рек в шахту. Каналы могли быстро ухудшиться или стать ненужными по мере истощения близлежащей руды. В Лас-Медуласе показано по крайней мере семь таких водоводов, а в Долаукоти — по крайней мере пять. В Долаукоти шахтеры использовали резервуары для хранения, а также заглушающие резервуары и шлюзовые затворы для контроля потока, а для отвода воды использовались желоба. Оставшиеся следы (см. палимпсест ) таких каналов позволяют сделать вывод о последовательности добычи.
Ряд других мест, питавшихся несколькими акведуками, еще не были тщательно исследованы и раскопаны, например, в Лонговициуме около Ланчестера , к югу от стены Адриана , где вода могла использоваться для приведения в действие отбойных молотов при ковке железа.
В Барбегале в Римской Галлии водохранилище питало акведук, который приводил в действие каскад из 15 или 16 водяных мельниц с верхним выбросом, перемалывая муку для региона Арль. Похожие сооружения, хотя и в меньших масштабах, были обнаружены в Кесарии , Венафруме и Афинах римской эпохи . Римский Аква Траяна приводил в действие мельницу на Яникуле , к западу от Тибра. Мельница в подвале терм Каракаллы приводилась в действие переливом акведука; это была одна из многих городских мельниц, приводимых в действие водой акведука, с официального разрешения или без него. Закон V века запрещал незаконное использование воды акведука для помола. [76]
Во время падения Западной Римской империи некоторые акведуки были намеренно перерезаны врагами. В 537 году во время Готской войны остготы осадили Рим и перекрыли водоснабжение города по акведуку, включая приводимые в движение акведуком мельницы Яникула . Велизарий , защитник города, вместо этого разместил мельницы на Тибре и перекрыл каналы, чтобы остготы не могли использовать их в качестве путей через городскую оборону. Со временем некоторые из поврежденных акведуков города были частично восстановлены, но население города значительно сократилось и обеднело. В конце V — начале VI века остготское королевство Теодориха уделяло первостепенное внимание обслуживанию акведуков, ремонту и частичному расширению системы акведуков и сохранению традиционной римской культуры общественных купаний. [77] В долгосрочной перспективе большинство акведуков постепенно пришли в упадок из-за отсутствия обслуживания, создавая болота и топи на своих сломанных соединениях. К концу средневековья только Aqua Virgo все еще давал надежную поставку, дополняющую общую зависимость Рима от колодцев и цистерн с дождевой водой. [78]
В провинциях большинство акведуков вышли из употребления из-за ухудшения римской инфраструктуры и отсутствия обслуживания, как, например, акведук Эйфель ( на фото справа ). Наблюдения, сделанные испанцем Педро Тафуром , посетившим Рим в 1436 году, показывают непонимание самой природы римских акведуков:
Через середину города протекает река, которую римляне с большим трудом провели туда и установили в своей середине, и это Тибр. Они сделали новое русло для реки, как говорят, из свинца, и каналы на одном и другом конце города для ее входов и выходов, как для водопоя лошадей, так и для других служб, удобных для людей, и всякий, кто входил в нее в любом другом месте, утонул бы. [79]
В эпоху Возрождения сохранившиеся остатки огромных каменных акведуков города вдохновляли архитекторов, инженеров и их покровителей; Папа Николай V отремонтировал главные каналы римского акведука Aqua Virgo в 1453 году. [80] Многие акведуки в бывшей Римской империи поддерживались в хорошем состоянии. Перестройка акведука в Сеговии в Испании в XV веке демонстрирует прогресс по сравнению с Пон-дю-Гар , используя меньше арок большей высоты и, таким образом, большую экономию в использовании сырья. Мастерство в строительстве акведуков не было утрачено, особенно в отношении меньших, более скромных каналов, используемых для подачи воды на колеса . Большинство таких мельниц в Британии были разработаны в средневековый период для производства хлеба и использовали методы, похожие на те, которые были разработаны римлянами с использованием желобов , отводящих воду из местных рек и ручьев.
