Римский акведук

Римляне построили акведуки по всей своей Республике, а позже и империи, для подачи воды из внешних источников в города. Вода из акведука снабжала общественные бани, отхожие места, фонтаны и частные домохозяйства; она также поддерживала добычу полезных ископаемых, фрезерование, фермы и сады.

Акведуки перемещали воду только под действием силы тяжести по небольшому общему наклону вниз в каналах из камня, кирпича, бетона или свинца; чем круче уклон, тем быстрее поток. Большинство трубопроводов были проложены под землей и повторяли контуры местности; препятствующие вершины обходили стороной или, реже, прокладывали туннели. Там, где пересекались долины или низменности, трубопровод проходил по перемычке, или его содержимое подавалось в свинцовые, керамические или каменные трубы высокого давления и перекачивалось через них. Большинство систем акведуков включали отстойники, которые помогали уменьшить количество мусора, переносимого водой. Шлюзы, castella aquae (распределительные резервуары) и запорные краны регулировали подачу в отдельные пункты назначения, а пресную переливную воду можно было временно хранить в цистернах.

Акведуки и их содержимое были защищены законом и обычаями. Снабжение общественных фонтанов имело приоритет над снабжением общественных бань, и то и другое имело приоритет перед поставками более богатым, платящим частным пользователям. Некоторым из самых богатых граждан было предоставлено право на бесплатное питание в качестве государственной чести. В городах чистая сточная вода из акведуков поддерживала отрасли с высоким потреблением, такие как валяние и крашение, а также отрасли, в которых использовалась вода, но почти ничего не потреблялось, такие как мукомольное производство. Использованная вода и ее излишки питали декоративные и рыночные сады, а также очищали стоки и общественную канализацию. Нелицензионный отвод воды из акведуков для сельского хозяйства в сельской местности был обычным явлением в период вегетации, но редко преследовался по закону, поскольку это помогало поддерживать низкие цены на продовольствие; сельское хозяйство было основой экономики и богатства Рима.

Первый акведук Рима был построен в 312 году до нашей эры и снабжал водой фонтан на городском рынке крупного рогатого скота. К 3 веку нашей эры в городе было одиннадцать акведуков, что обеспечивало население более миллиона человек при расточительной экономии воды; большая часть воды снабжала многочисленные общественные бани города. Города 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 стремиться и стремились». Большинство римских акведуков оказались надежными и долговечными; некоторые из них эксплуатировались до раннего нового времени, а некоторые до сих пор частично используются. Методы обследования и строительства акведуков отмечены Витрувием в его работе «Об архитектуре» (1 век до н.э.). Генерал Фронтин в своем официальном отчете дает более подробную информацию о проблемах, использовании общественного водоснабжения императорского Рима и злоупотреблениях им. Известные примеры архитектуры акведуков включают опорные опоры Акведука Сеговии и подпитываемые акведуком цистерны Константинополя.

Предыстория

До развития технологии проведения 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 емкости для хранения и цистерны. Такие локальные источники пресной воды – особенно колодцы – интенсивно эксплуатировались римлянами на протяжении всей их истории, но зависимость от водных ресурсов небольшого водосборного бассейна ограничивала потенциал города в плане роста и безопасности. Вода реки Тибр была совсем рядом, но могла быть загрязнена болезнями, переносимыми водой. Римские акведуки не были строго римскими изобретениями – их инженеры должны были быть знакомы с технологиями управления водными ресурсами этрусских и греческих союзников Рима, – но они оказались на удивление успешными. К ранней имперской эпохе городские акведуки помогали поддерживать население численностью более миллиона человек, а экстравагантное водоснабжение для общественных нужд стало фундаментальной частью римской жизни.

Акведуки Рима

Городские акведуки и даты их завершения были:

• 312 год до н. э.Аква Аппия
• 272 BC Aqua Anio Vetus
• 144-140 гг. до н. э. Аква Марсия
• 127-126 гг. до н. э. Аква Тепула
• 33 год до н. э. Аква Джулия
• 19 год до н. э. Аква Дева
• 2 год до н. э. Аква Альсиэтина
• 38-52 гг. н. э. Аква Клаудия
• 38–52 AD Aqua Anio Novus
• 109 AD Aqua Traiana
• 226 AD Aqua Alexandrina

К 312 году до н.э. потребность города в воде, вероятно, надолго превысила местные запасы, когда первый городской акведук, Аква Аппиа, был построен по заказу цензора Аппия Клавдия Цека. Аква-Аппиа был одним из двух крупных общественных проектов того времени; другой была военная дорога между Римом и Капуей, первый отрезок так называемого Аппиева пути. Оба проекта имели важное стратегическое значение, поскольку к тому моменту Третья самнитская война шла уже около тридцати лет. Дорога позволяла быстро передвигать войска; и по замыслу или по счастливому стечению обстоятельств большая часть Аппиевой воды протекала по заглубленному трубопроводу, относительно защищенному от нападений. Он питался из источника в 16,4 км от Рима и опускался на 10 м по своей длине, чтобы ежедневно сбрасывать примерно 75 500 м³ воды в фонтан на римском рынке крупного рогатого скота, Форуме Боариум, одном из самых низкорасположенных общественных мест города.

Второй акведук, Аква Анио Ветус, был введен в эксплуатацию примерно сорок лет спустя на средства, изъятые у Пирра Эпирского. Его сток был более чем в два раза больше, чем у Аква-Аппиа, и подавал воду на более высокие участки города.

К 145 году до н.э. город снова перерос свои общие запасы. Официальная комиссия обнаружила, что трубопроводы акведука пришли в негодность, а вода в них истощилась из-за протечек и незаконного отвода. Претор Квинт Марций Рекс восстановил их и ввел третий, «более полезный» водопровод, Аква Марсия, самый длинный акведук Рима, достаточно высокий, чтобы снабжать Капитолийский холм. По мере дальнейшего роста спроса было построено больше акведуков, в том числе Аква Тепула в 127 году до нашей эры и Аква Джулия в 33 году до нашей эры.

Программы строительства акведуков в городе достигли пика в имперскую эпоху; политический кредит и ответственность за обеспечение общественного водоснабжения перешли от 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 постановочных морских боев для развлечения населения. Еще один короткий августовский акведук пополнил Аква-Марсию водой «отличного качества». Император Калигула добавил или начал строительство двух акведуков, построенных его преемником Клавдием; 69 км (42,8 мили) Аква Клаудия, которая давала воду хорошего качества, но несколько раз выходила из строя; и Анио Новус, самый высокий из всех римских акведуков и один из самых надежных, но склонный к мутной, обесцвеченной воде, особенно после дождя, несмотря на использование отстойников.

Большинство римских акведуков питались из различных источников в долине и высокогорье Анио, современной реки Аниена, к востоку от Тибра. Сложная система соединений акведуков, притоков и распределительных резервуаров снабжала каждую часть города. Трастевере, городской район к западу от Тибра, в основном обслуживался продолжениями нескольких восточных акведуков города, перекинутых через реку по свинцовым трубам, заглубленным в дорожное полотно мостов через реку, образуя таким образом перевернутый сифон. Всякий раз, когда этот канал через реку приходилось перекрывать для проведения плановых ремонтных и профилактических работ, «положительно вредные» воды Aqua Alsietina использовались для снабжения общественных фонтанов Трастевере. Ситуация окончательно улучшилась, когда император Траян построил Аква Траяна в 109 году нашей эры, доставив чистую воду непосредственно в Траставере из водоносных слоев вокруг озера Браччано.

К концу 3 века нашей эры город снабжался водой по одиннадцати финансируемым государством акведукам. Их общая длина трубопровода оценивается от 780 до чуть более 800 км, из которых примерно 47 км (29 миль) были проложены над уровнем земли на каменных опорах. Большая часть воды Рима поступала по четырем из них: Aqua Anio Vetus, Aqua Marcia, Aqua Claudia и Aqua Anio Novus. Современные оценки снабжения города, основанные на собственных расчетах Фронтина в конце 1 века, варьируются от максимума в 1 000 000 м³ в день до более консервативных 520 000-635 000 м³ в день, обеспечивая население примерно в 1 000 000 человек.

Акведуки в Римской империи

По всей Римской империи были построены сотни акведуков. С тех пор многие из них обрушились или были разрушены, но сохранился ряд неповрежденных участков. В Акведук Загуан, длиной 92,5 км (57,5 миль), был построен во 2 веке нашей эры для снабжения Карфагена (в современном Тунисе). Сохранившиеся провинциальные мосты-акведуки включают Пон-дю-Гар во Франции и акведук Сеговии в Испании. Самый длинный одиночный трубопровод, протяженностью более 240 км, связан с акведуком Валента в Константинополе. «Известная система по меньшей 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 геодезических достижений любого доиндустриального общества». Соперничающий с ним по длине и, возможно, равный или превосходящий его по стоимости и сложности, находится в провинции Италии Aqua Augusta. Он снабжал большое количество роскошных прибрежных вилл для отдыха, принадлежащих богатым и могущественным римлянам, несколько коммерческих рыбных промыслов в пресной воде, рыночные сады, виноградники и по меньшей мере восемь городов, включая крупные порты в Неаполе и Мизенум; морские путешествия торговцев и республиканского и имперского флотов Рима требовали обильных запасов пресной воды на борту.

Планирование, геодезия и управление

Планирование

Планы любого государственного или частного акведука должны были быть представлены на рассмотрение гражданским властям. Разрешение выдавалось только в том случае, если предложение уважало права других граждан на воду. Неизбежно возникли бы ожесточенные и нескончаемые 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 кратчайшему, беспрепятственному и наиболее экономичному маршруту от источника до пункта назначения. Государственная покупка земли, находящейся в частной собственности, или изменение маршрута запланированных маршрутов, чтобы обойти сопротивление или арендуемую оккупацию, могут значительно увеличить возможную длину акведука и, следовательно, его стоимость.

На сельской местности защитный «чистый коридор» был размечен пограничными плитами (cippi), обычно по 15 футов с каждой стороны канала, с уменьшением до 5 футов с каждой стороны для свинцовых труб и в населенных пунктах. Трубопроводы, их фундаменты и надстройки были собственностью государства или императора. Коридоры были общественной землей с общественными правами проезда 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 посадку, а также живые деревья, если только они не были полностью ограждены зданием. Была разрешена заготовка сена и травы на корм. Правила и ограничения, необходимые для долгосрочной целостности и технического обслуживания акведука, не всегда легко принимались или применялись на местном уровне, особенно когда ager publicus понимался как общая собственность, предназначенная для использования в любых целях, которые казались подходящими его пользователю.

После  второстепенные дороги местного значения и границы между соседними частными владениями предлагали наименее затратные маршруты, хотя и не всегда самые прямые. Иногда государство выкупало собственность целиком, отмечало предполагаемое русло акведука и перепродавало неиспользуемую землю, чтобы снизить стоимость. Могилы и кладбища, храмы, святыни и другие священные места требовали уважения; они были защищены законом, а кладбища вилл и ферм  часто намеренно располагались очень близко к дорогам общего пользования и границам. Несмотря на тщательные расспросы проектировщиков, проблемы, связанные с совместным владением или неопределенным правовым статусом, могут возникнуть только во время физического строительства. В то время как геодезисты могли претендовать на древнее право использовать землю, когда-то государственную, а теперь частную, на благо государства, нынешние владельцы земли могли подать встречный иск о компенсации, основанный на ее длительном использовании, производительности и улучшениях. Они также могли бы объединить усилия со своими соседями, чтобы выступить единым юридическим фронтом в поисках более высоких ставок компенсации. Планирование акведука «проходило через правовой ландшафт, по крайней мере, такой же сложный, как и физический».

После Второй Пунической войны цензоры использовали судебный процесс, известный как виндикация , возвращение частной или арендуемой земли государством, «восстанавливая» ей предполагаемый древний статус «общественной и священной, открытой для людей». Ливий описывает это как общественный акт благочестия и не ссылается на возможные возникающие правовые коллизии. В 179 году до н.э. цензоры использовали тот же юридический прием, чтобы помочь обосновать государственные контракты на несколько важных строительных проектов, включая первый каменный мост Рима через Тибр и новый акведук в дополнение к существующему, но к настоящему времени недостаточному снабжению города. Богатый землевладелец вдоль запланированного маршрута акведука, М. Лициний Красс, отказал ему в прохождении через свои поля и, похоже, вынудил его покинуть.

Строительство третьего акведука Рима, Аква Марсия, сначала было юридически заблокировано по религиозным соображениям по рекомендации децемвири (консультативного «совета десяти»). Новый акведук предназначался для подачи воды на самые высокие возвышенности города, включая Капитолийский холм, но децемвиры обратились к главному письменному оракулу Рима, Сивиллиным книгам, и нашли там предупреждение против подачи воды на Капитолий. Это остановило проект. В конце концов, выдвинув те же возражения в 143 и 140 годах, децемвиры и сенат согласились, и 180 000 000 сестерциев было выделено на восстановление двух существующих акведуков и завершение строительства третьего в 144-140 годах. Марсия была названа в честь претора Квинта Марция Рекса, который выступал за его строительство.

Источники и геодезия

Источники, безусловно, были наиболее распространенными источниками воды для акведуков; большая часть водоснабжения Рима поступала из различных источников в долине Анио и ее возвышенностях. Родниковая вода подавалась в каменный или бетонный источник, затем поступала в трубопровод акведука. Для разрозненных источников потребовалось бы несколько ответвлений, подводимых к основному каналу. Некоторые системы забирали воду из открытых, специально построенных, перекрытых водохранилищ, таких как два (все еще используемых), которые снабжали водой акведук в провинциальном городе Эмерита Аугуста.

Территория, по которой проходил акведук, должна была быть тщательно обследована, чтобы гарантировать, что вода будет течь с постоянной и приемлемой скоростью на всем протяжении. Римские инженеры использовали различные геодезические инструменты для прокладки акведуков по ландшафту. Они проверили горизонтальные уровни с помощью хоробата, плоской деревянной рамы длиной около 20 футов, оснащенной как уровнем воды, так и отвесами. Горизонтальные линии и углы могли быть нанесены с помощью groma, относительно простого прибора, который со временем был вытеснен более сложной диоптрией, предшественницей современного теодолита. В книге 8 своего «Обархитектуре», Витрувий описывает необходимость обеспечения постоянного снабжения, методы разведки и испытаний питьевой воды.

Вода и здоровье

Греческие и римские врачи были хорошо осведомлены о связи между застоявшейся или загрязненной водой и болезнями, передаваемыми через воду, и считали дождевую воду самой чистой и полезной формой воды, за которой следуют источники. Общественные бани Рима, якобы внесшие один из величайших вкладов Рима в здоровье его жителей, также сыграли важную роль в распространении болезней, передаваемых через воду. В своем  «Омедицине» энциклопедист Цельс предупреждал, что общественное купание может вызвать гангрену незаживающих ран. Фронтин предпочитал высокую скорость перелива в системе акведуков, потому что это приводило к большей чистоте водоснабжения, канализации и тех, кто ими пользовался.

Неблагоприятное воздействие свинца на здоровье тех, кто его добывал и перерабатывал, также было хорошо известно. Керамические трубы, в отличие от свинцовых, не оставляли запаха в воде, которую они несли, и поэтому были предпочтительнее свинцовых для питьевой воды. В некоторых частях римского мира, особенно в относительно изолированных сообществах с локализованными системами водоснабжения и ограниченной доступностью других, более дорогостоящих материалов, обычно использовались деревянные трубы; Плиний рекомендует водопроводные трубы из сосны и ольхи как особенно прочные при намокании и захоронении. Примеры, выявленные археологами, включают трубы из ольхи, скрепленные на стыках с дубом, в форте Виндоланда  и трубы из ольхи в Германии. Там, где использовались свинцовые трубы, непрерывный поток воды и неизбежное отложение переносимых водой минералов внутри труб несколько уменьшили загрязнение воды растворимым свинцом. Содержание свинца в воде римского акведука было «четко измеримым, но вряд ли было действительно вредным». Тем не менее, уровень свинца был в 100 раз выше, чем в местных родниковых водах.

Трубопроводы и уклоны

Большинство римских акведуков представляли собой трубопроводы с плоским дном и арочным сечением, шириной примерно 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 промежутки времени. Трубопроводы над уровнем земли обычно были перекрыты плитами. Ранние трубопроводы были построены из ясеня, но примерно в эпоху поздней республики вместо них часто использовался облицованный кирпичом бетон. Бетон, используемый для облицовки трубопроводов, обычно был водонепроницаемым с очень гладкой поверхностью. Поток воды зависел только от силы тяжести. Объем воды, транспортируемой по водоводу, зависел от гидрологии водосбора – осадков, поглощения и стока – поперечного сечения водовода и его уклона; большинство водоводов заполнены примерно на две трети. Поперечное сечение трубопровода также определялось требованиями к техническому обслуживанию; рабочие должны иметь возможность входить во все сооружение и получать к нему доступ с минимальным повреждением его конструкции.

Витрувий рекомендует низкий уклон не менее 1 к 4800 для канала, предположительно, для предотвращения повреждения конструкции в результате эрозии и давления воды. Это значение хорошо согласуется с измеренными уклонами сохранившихся каменных акведуков. Уклон Пон-дю-Гар составляет всего 34 см на километр, спускаясь всего на 17 м по вертикали на всей своей длине в 50 км (31 миль): по нему можно транспортировать до 20 000 кубометров в день. Уклоны временных акведуков, используемых для гидравлической добычи полезных ископаемых, могут быть значительно больше, как в Долаукоти в Уэльсе (с максимальным уклоном около 1:700) и в Лас-Медуласе на севере Испании. Там, где в постоянных трубопроводах были неизбежны резкие перепады, канал можно было опускать, расширять или сливать в приемный резервуар, чтобы рассеять поток воды и уменьшить ее абразивную силу. Использование ступенчатых каскадов и капель также помогло повторно насытить воду кислородом и, таким образом, «освежить» ее.

Мосты, сифоны и туннели

Некоторые трубопроводы акведука опирались поперек долин или впадин на многопоршневые арки из каменной кладки, кирпича или бетона, также известные как аркады. В Пон-дю-Гар, один из самых впечатляющих сохранившихся примеров массивного многоярусного трубопровода из каменной кладки, протянулся через долину реки Гардон примерно на 48,8 м (160 футов) над самим Гардоном. Там, где приходилось пересекать особенно глубокие или протяженные впадины, вместо аркад можно было использовать перевернутые сифоны; по трубопроводу вода подавалась в коллекторный резервуар, который подавал ее по трубам. Трубы пересекали долину на более низком уровне, поддерживаемые низким мостом «вентер», затем поднимались к приемному резервуару на несколько меньшей высоте. Он сливался в другой трубопровод; общий уклон сохранялся. Сифонные трубы обычно изготавливались из спаянного свинца, иногда армировались бетонными корпусами или каменными втулками. Реже трубы были каменными или керамическими, соединялись как «мужчина-женщина» и герметизировались свинцом.

Витрувий описывает конструкцию сифонов и проблемы засорения, продувки и вентиляции на их самых низких уровнях, где давление было наибольшим. Тем не менее, сифоны были универсальными и эффективными, если их хорошо сконструировать и содержать в хорошем состоянии. Горизонтальный участок сифонной трубки высокого давления в акведуке Гир был укреплен на мосту, чтобы расчистить судоходную реку, с использованием девяти параллельных свинцовых труб, заключенных в бетон. Современные инженеры-гидротехники используют аналогичные методы, позволяющие коллекторам и водопроводным трубам пересекать впадины. В романо-галльском Арле второстепенное ответвление главного акведука снабжало местный пригород через свинцовый сифон, «брюхо» которого было проложено поперек русла реки, что устраняло любую необходимость в опорных сооружениях моста.

Некоторые акведуки, проходящие через холмистые районы, представляли собой комбинацию аркад, простых трубопроводов, заглубленных на уровне земли, и туннелей, достаточно больших, чтобы вместить трубопровод, его строителей и обслуживающий персонал. Строители Aqua Augusta в Кампане изменили ориентацию воды с существующего северного водораздела на южный, установив новый уклон, используя 6-километровый туннель, несколько туннелей покороче и аркады, одна из которых поддерживалась более или менее на уровне моря фундаментами на морском дне в Мизене. По пути он снабжал несколько городов и множество вилл, используя ответвления. 

Осмотр и техническое обслуживание

Римские акведуки требовали комплексной системы регулярного технического обслуживания. В стандартном варианте заглубленные трубопроводы, точки осмотра и доступа были предусмотрены через регулярные промежутки времени, чтобы можно было расследовать предполагаемые засоры или утечки с минимальными перебоями в подаче. Воду, потерянную из-за многочисленных незначительных протечек в заглубленных стенках трубопровода, может быть трудно обнаружить, за исключением ее свежего вкуса, в отличие от вкуса естественных грунтовых вод. Прозрачные коридоры, созданные для защиты структуры подземных и надземных трубопроводов, регулярно патрулировались на предмет незаконной вспашки, посадки, дорог и зданий. В De aquaeductu, Фронтинус описывает проникновение каналов корнями деревьев как особенно разрушительное.

Рабочие патрули очистили бы от обрастания водорослями, заделали случайные бреши или использовали некачественную работу, очистили каналы от гравия и другого рыхлого мусора и удалили наросты 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, а следовательно, и скорость ее течения, до 1/4. Наросты внутри сифонов могли резко снизить скорость потока из-за их и без того узкого диаметра, хотя в некоторых были герметичные отверстия, которые могли использоваться как проушины для стержней, возможно, с использованием вытягивающего устройства. В Риме, где подача жесткой воды была нормой, магистральные трубопроводы были неглубоко проложены под бордюрами дорог для удобства доступа; накопление карбоната кальция в этих трубах потребовало бы их частой замены.

Полное закрытие любого акведука для обслуживания было бы редким событием, которое проводилось бы как можно короче, при этом ремонтные отключения предпочтительно производились, когда потребность в воде была наименьшей, в зимние месяцы. Подача воды по трубопроводу могла быть выборочно уменьшена или перекрыта в кастелле, когда требовался небольшой или локальный ремонт, но для существенного технического обслуживания и ремонта самого водовода акведука требовался полный отвод воды в любой точке выше по течению, включая сам исток источника. Фронтин описывает использование временных свинцовых трубопроводов для прохождения воды мимо поврежденных участков во время ремонта с минимальной потерей подачи.

Аква Клаудия, самый амбициозный из акведуков Рима, потерпел по меньшей мере два серьезных частичных обрушения за два столетия, одно из них очень скоро после строительства, и оба, вероятно, из-за сочетания некачественного изготовления, недостаточных инвестиций, халатности императора, сопутствующего ущерба из-за незаконных водостоков, естественных подземных толчков и ущерба от сильных сезонных наводнений, происходящих выше по течению. Надписи утверждают, что он в значительной степени вышел из строя 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 могло показаться политичным подчеркивать личную щедрость новой династии Флавиев, отца и сына, и преувеличивать небрежность их опального императорского предшественника, Нерона, чьи приоритеты в восстановлении после Великого пожара в Риме считались образцом потакания своим амбициям.

Распространение

К магистралям акведука можно было подключаться напрямую, но чаще они подводились к общественным распределительным терминалам, известным как castellum aquae («водные замки»), которые выполняли роль отстойников и цистерн и снабжали различные ответвления и отроги по свинцовым или керамическим трубам. Эти трубы были изготовлены 25 различных стандартизированных диаметров и были оснащены бронзовыми запорными кранами. 

Поток из каждой трубы (calix) мог быть полностью или частично открыт или перекрыт, и при необходимости его подача перенаправлялась в любую другую часть системы, в которой потребность в воде на данный момент превышала предложение. Бесплатная подача воды в общественные бассейны и питьевые фонтанчики была официально приоритетной по сравнению с подачей в общественные бани, где с каждого купальщика взималась очень небольшая плата от имени римского народа. Снабжение бассейнов и бань, в свою очередь, было приоритетным по сравнению с требованиями платных частных пользователей.  Последние были зарегистрированы вместе со стволом трубы, которая вела от общественного водопровода к их собственности – чем шире труба, тем больше расход и выше плата. Некоторые объекты недвижимости можно было покупать и продавать с приложением законного права на забор воды. Чиновники акведука могли передать право забирать переливную воду (aqua caduca, буквально «падающая вода») определенным лицам и группам; фуллеры, например, использовали большое количество пресной воды в своей торговле в обмен на соответствующую плату за воду. Некоторым людям было предоставлено право набирать переливную воду бесплатно, в качестве государственной чести или гранта; марки на трубах показывают, что около половины субсидий на водоснабжение в Риме были предоставлены элитным, чрезвычайно богатым гражданам сенаторского сословия. Субсидии на воду выдавались императором или государством указанным лицам и не могли быть законно проданы вместе с имуществом или унаследованы: поэтому новые владельцы и наследники должны договориться о новом гранте от своего имени. В таком случае эти непередаваемые личные субсидии на воду чаще передавались, чем нет.

Фронтин считал, что нечестные частные пользователи и коррумпированные государственные служащие несут ответственность за большую часть потерь и откровенных краж воды в Риме, а также за наихудший ущерб акведукам. Его De aquaeductu можно прочитать 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 соответствующие экспертные расчеты под рукой. Он утверждал, что знает не только, сколько было украдено, но и как это было сделано. Вмешательство и мошенничество действительно были обычным явлением; методы включали установку нелицензированных или дополнительных розеток, некоторые из которых находились за много миль от города, и незаконное расширение свинцовых труб. Все это может быть связано с подкупом или попустительством недобросовестных должностных лиц или рабочих акведука. Археологические свидетельства подтверждают, что некоторые пользователи получали незаконные поставки, но не указывают ни вероятного количества, ни вероятного совокупного воздействия на снабжение города в целом. Измерение припусков было в основном некорректным; были проведены официально утвержденные свинцовые трубы надписи с информацией о производителе трубы, ее монтажнике и, вероятно, о подписчике и его правах; но норма расхода воды измерялась в квинарии (площади поперечного сечения трубы) в точке подачи, и не использовалось никакой формулы или физического устройства для учета изменений скорости, расхода или фактического использования. Брун, 1991, использовал свинцовые штампы для труб, чтобы рассчитать вероятное распределение воды в процентах от общего объема; 17% досталось императору (включая его подарки, гранты и награды); 38% досталось частным лицам; и 45% досталось общественности в целом, включая общественные бани и фонтаны.

Руководство

В республиканскую эпоху акведуки планировались, строились и управлялись под руководством цензоров, или, если цензора не было на посту, эдилов. В имперскую эпоху пожизненная ответственность за водоснабжение перешла к императорам. В Риме не было постоянного центрального органа для управления акведуками, пока Август не создал управление комиссара по водным ресурсам (curator aquarum); это было статусное, громкое императорское назначение. В 97 году нашей эры Фронтин, у которого уже была выдающаяся карьера консула, генерала и губернатора провинции, служил и консулом, и куратором аквариума при императоре Нерве.

Отдельные участки очень длинной, сложной, дорогостоящей и политически чувствительной Аква-Августы Кампании, построенные в первые дни принципата Августа, контролировались богатыми, влиятельными местными кураторами. Они были взяты из местной элиты местным электоратом или самим Августом. Вся сеть опиралась всего на два горных источника, которые соединялись с рекой, в которой водилась пресноводная рыба, обеспечивая бесплатный источник пищи для всех классов. Августа снабжала восемь или девять муниципалитетов или городов и неизвестное количество ферм и вилл, включая бани, по веткам и ответвлениям; его конечными пунктами были военно-морской порт Мизенум и торговый порт Путеолы. Его поставка вряд ли была полностью надежной, адекватной или не вызывала споров. Конкуренция была бы неизбежна. 

При императоре Клавдии контингент имперских аквариев (работников акведука) города Рима состоял из familia aquarum из 460 человек, как рабов, так и свободных, финансировавшихся за счет сочетания императорской щедрости и платы за воду, которую платили частные абоненты. В familia aquarum входили «надзиратели, смотрители резервуаров, линейщики, асфальтоукладчики, штукатуры и другие рабочие» под надзором императорского вольноотпущенника, который занимал должность прокурора аквариума. Куратор аквариума обладал арбитражными полномочиями в отношении водоснабжения, которому помогала команда архитекторов, государственных служащих, нотариусов, писцов и герольдов; работая за пределами города, он также имел право на двух ликторов для обеспечения соблюдения своих полномочий. Существенные штрафы могут быть наложены даже за единичные нарушения законов, касающихся акведуков: например, 10 000 сестерциев за то, что дерево повредило трубопровод, и 100 000 сестерциев за загрязнение воды внутри трубопровода или за то, что кто-то позволил своему рабу сделать то же самое.

Использует

Гражданский и бытовой

Первый акведук Рима (312 г. до н.э.) сбрасывался под очень низким давлением и с более или менее постоянной скоростью в главный торговый центр города и рынок крупного рогатого скота, вероятно, в низкоуровневую каскадную серию желобов или бассейнов; верхний предназначен для домашнего использования, нижний — для поения продаваемого там скота. Большинство римлян наполнили бы ведра и банки для хранения в бассейнах и отнесли воду в свои квартиры; более обеспеченные послали бы рабов для выполнения той же задачи. Высота выхода была слишком низкой, чтобы обеспечить прямое водоснабжение любому городскому дому или зданию; перелив стекал в главную канализацию Рима, а оттуда в Тибр. Большинство жителей по-прежнему полагались на колодезную и дождевую воду. В то время в Риме не было общественных бань. Первый, вероятно, был построен в следующем столетии на основе предшественников в соседней Кампании; ограниченное количество частных бань и небольших общественных бань на углу улицы имели бы собственное водоснабжение, но как только вода по акведукам была подведена к возвышенностям города, по всему городу были построены большие и хорошо оборудованные общественные бани и фонтаны. Общественные бани и фонтаны стали отличительными чертами римской цивилизации, и бани, в частности, стали важными социальными центрами.

Большинство городских римлян жили в многоэтажных многоквартирных домах (insulae). В некоторых кварталах предлагались услуги водоснабжения, но только для жильцов более дорогих нижних этажей; другие жильцы брали воду бесплатно 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 императорской привилегией. Предоставление бесплатной питьевой воды широкой публике стало одним из многих подарков народу Рима от их императора, оплаченных им или государством. В 33 году до н.э. Марк Агриппа построил или субсидировал 170 общественных бань за время своего эдильства. Во времена Фронтина (около 40-103 гг. н.э.) около 10% воды римского акведука использовалось для снабжения 591 общественного фонтана, среди которых было 39 щедро декоративных фонтанов, которые Фронтин называет мунера. Согласно одному из нескольких гораздо более поздних региональных источников, к концу 4 века нашей эры римские акведуки в черте города – 19 из них, по данным регионального издания, – питали 11 больших общественных бань, 965 общественных бань поменьше и 1352 общественных фонтана.

Сельское хозяйство

От 65 до 90% населения Римской империи было занято в той или иной форме сельскохозяйственных работ. Вода, возможно, была самой важной переменной в сельскохозяйственной экономике Средиземноморского мира. Естественные источники пресной воды римской Италии — родники, ручьи, реки и озера – были в изобилии в одних местах, полностью отсутствовали в других. Количество осадков было непредсказуемым. Воды, как правило, не хватало, когда она была наиболее необходима в теплый и сухой летний вегетационный период. Фермеры, чьи виллы или поместья находились рядом с общественным акведуком, могли по лицензии набирать определенное количество воды из акведука для орошения в заранее определенное время, используя ведро, которое спускают в трубопровод через смотровые люки; это было предназначено для ограничения истощения запасов воды для пользователей, расположенных ниже по склону, и помогало обеспечить справедливое распределение между конкурентами в то время, когда вода была наиболее необходимой и дефицитной. Колумелла рекомендует, чтобы на любой ферме был «никогда не подводящий» родник, ручей или река; но признает, что так было не на каждой ферме. Сельскохозяйственные угодья без надежного летнего источника воды были практически бесполезны. В период вегетации потребность в воде «скромной местной» ирригационной системы может потреблять столько же воды, сколько город Рим; а домашний скот, навозом которого удобряются поля, необходимо кормить и поливать круглый год. По крайней мере, некоторые римские землевладельцы и фермеры частично или полностью полагались на воду из акведука для выращивания сельскохозяйственных культур в качестве основного или единственного источника дохода, но о доле задействованной воды в акведуке можно только догадываться. Более определенно, создание муниципальных и городских акведуков привело к росту интенсивного и эффективного пригородного рынка — выращиванию хрупких, скоропортящихся товаров, таких как цветы (для парфюмерии и праздничных гирлянд), винограда, овощей и фруктовых садов; и мелкого рогатого скота, такого как свиньи и куры, рядом с муниципальными и городскими рынками.

Лицензированное право на использование воды из акведука на сельскохозяйственных угодьях может привести к повышению производительности, денежному доходу от продажи излишков продовольствия и увеличению стоимости самой земли. В сельской местности было особенно трудно получить разрешения на забор воды из акведука для орошения; осуществление и злоупотребление такими правами были предметом различных известных юридических споров и судебных решений и, по крайней мере, одной политической кампании; в 184 году до н.э. Катон попытался заблокировать все незаконные сельские торговые точки, особенно те, которые принадлежали земельной элите. Это может быть связано с обличительной речью Катона в качестве цензора против экс-консула Луция Фурия Пурпурео: «Посмотрите, за сколько он купил землю, куда направляет воду!» Попытка Катона провести реформу оказалась в лучшем случае непостоянной. Хотя незаконный отвод воды может быть наказан арестом активов, включая незаконно орошаемую землю и ее продукцию, этот закон, похоже, никогда не применялся и, вероятно, был невыполним; в то время как кражи воды приносили прибыль фермерам, они также могли создавать излишки продовольствия и поддерживать низкие цены на продукты питания. Нехватка зерна, в частности, может привести к голоду и социальным волнениям. Любое практическое решение должно обеспечивать баланс между потребностями в воде городского населения и производителей зерна, облагать налогом прибыль последних и обеспечивать достаточное количество зерна по разумной цене для римской бедноты (так называемое «пособие по безработице») и армии. Вместо того, чтобы пытаться вводить непродуктивные и, вероятно, не имеющие законной силы запреты, власти выдавали индивидуальные гранты и лицензии на водоснабжение и регулировали водоотводы, хотя и с переменным успехом. В 1 веке нашей эры Плиний Старший, как и Катон, мог обрушиться с критикой на производителей зерна, которые продолжали наживаться на прибыли от общественной воды и общественной земли.

Некоторые землевладельцы избежали таких ограничений и запутанностей, купив права доступа к отдаленным источникам, не обязательно на своей собственной земле. Некоторые люди с высоким достатком и статусом построили свои собственные акведуки для транспортировки такой воды от источника к полю или вилле; Мумий Нигер Валериус Вегетус купил права на источник и его воду у своего соседа, а также права доступа к промежуточному участку земли, затем построил акведук протяженностью чуть менее 10 километров, соединяющий исток источника со своей собственной виллой.

Рабочая обувь

Некоторые акведуки подавали воду на промышленные объекты, обычно по открытому каналу, вырубленному в земле, облицованному глиной или закрытому деревянными ставнями для уменьшения потерь воды. Большинство таких отливов были спроектированы для работы на крутых уклонах, которые могли обеспечивать большие объемы воды, необходимые при добыче полезных ископаемых. Вода использовалась при гидравлической добыче полезных ископаемых для вскрытия вскрышной породы и обнажения руды путем промывки, для разрушения и размыва металлоносной породы, уже нагретой и ослабленной в результате возгорания, а также для приведения в действие штампов и отбойных молотков с водяным приводом, которые дробили руду для переработки. Свидетельства существования таких сооружений были найдены в Долаукоти на юго-западе Уэльса.

Места добычи полезных ископаемых, такие как Долаукоти и Лас-Медулас на северо-западе Испании, показывают множество акведуков, которые подавали воду из местных рек к устью шахты. Каналы, возможно, быстро пришли в негодность или стали ненужными из-за истощения близлежащей руды. В Лас-Медуласе обнаружено не менее семи таких участков, а в Долаукоти — не менее пяти. В Долаукоти шахтеры использовали удерживающие резервуары, а также заглушающие резервуары и шлюзовые затворы для регулирования потока, а спускные желоба использовались для отвода воды. Оставшиеся следы таких каналов позволяют определить последовательность добычи полезных ископаемых.

Ряд других участков, питаемых несколькими акведуками, еще не были тщательно исследованы или раскопаны, например, в Лонговициуме близ Ланчестера, к югу от стены Адриана, где запасы воды, возможно, использовались для питания отбойных молотков для ковки железа.

В Барбегале в Римской Галлии водохранилище питало акведук, который приводил в действие каскад из 15 или 16 водяных мельниц, перемалывающих муку для региона Арль. Аналогичные устройства, хотя и в меньших масштабах, были обнаружены в Кесарии, Венафруме и Афинах римской эпохи. Римская Аква Траяна управляла мукомольной мельницей в Яникуле, к западу от Тибра. Мельница в подвале Терм Каракаллы приводилась в движение из-за разлива воды по акведуку; это была одна из многих городских мельниц, приводимых в движение водой из акведука, с официальным разрешением или без него. Закон 5 века запрещал незаконное использование воды из акведука для помола.

Сокращение использования

Во время падения Западной Римской империи некоторые акведуки были намеренно перерезаны врагами. В 537 году остготы осадили Рим и перекрыли водоснабжение города, в том числе мельницы с приводом от акведука в Яникуле. Велисарий, защитник города, разместил вместо этого мельницы на Тибре и перекрыл каналы, чтобы предотвратить их использование остготами в качестве проходов через городские укрепления. Со временем некоторые из поврежденных городских акведуков были частично восстановлены, но население города значительно сократилось и обнищало. Большинство акведуков постепенно пришли в упадок из-за отсутствия технического обслуживания, образовав болота на их разрушенных перекрестках. К периоду позднего средневековья только Aqua Virgo по-прежнему обеспечивала надежное снабжение Рима в дополнение к общей зависимости от колодцев и цистерн с дождевой водой. В провинциях большинство акведуков вышло из употребления из-за ухудшения римской инфраструктуры и отсутствия технического обслуживания, таких как акведук Эйфель (на фото справа). Наблюдения, сделанные испанцем Педро Тафуром, посетившим Рим в 1436 году, выявляют неправильное понимание самой природы римских акведуков:

Через центр города протекает река, которую римляне доставили туда с большим трудом и установили посреди них, и это Тибр. Они проложили 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 услуг, удобных для людей, и любой, кто войдет в нее в любом другом месте, утонет.

В период Возрождения сохранившиеся остатки массивных каменных акведуков города вдохновляли архитекторов, инженеров и их покровителей; Папа Николай V отремонтировал основные каналы римской Аква Девы в 1453 году. Многие акведуки в бывшей римской империи содержались в хорошем состоянии. 

Реконструкция акведука 15 века в Сеговии в Испании демонстрирует прогресс в Пон-дю-Гар за счет использования меньшего количества арок большей высоты и, следовательно, большей экономии сырья. Мастерство строительства акведуков не было утрачено, особенно небольших и скромных каналов, используемых для снабжения водяных колес. Большинство таких мельниц в Британии были построены в средневековый период для производства хлеба и использовали методы, аналогичные разработанным римлянами, с леерами, использующими местные реки и ручьи.