Как строили римские акведуки: разметка уклона в сантиметры на километр, тоннели, сифоны и арки, кто трудился и почему вода до сих пор течёт
Римский акведук – канал, нёсший воду от источника или реки в город одной силой тяжести, падая на несколько метров на километр, и арки, которые все себе представляют, были самой малой его частью: из 420 километров одиннадцати акведуков Рима на арках шло около 50, а остальное – в крытом каменном канале, врезанном в склоны или зарытом на метр-два, с тоннелями сквозь гряды и, где долина была слишком глубока для арок, сифоном из свинцовых труб, уводившим воду вниз по одному склону и вверх по другому. Их строили между 312 годом до н. э. и 226 годом н. э. для Рима и для сотен городов империи от Сеговии до Карфагена – землемеры с водяным уровнем и визирным крестом, солдаты, артели подрядчиков и рабы с кирками, каменщики, лившие бетон и тесавшие камень, – а платили за них завоевания, императоры и богачи, хотевшие своих имён на них. Ниже – как выбирали источник, разметка, канал, тоннели и сифоны, арки и как их строили, раствор и резервуары, кто строил и сколько это заняло, система Рима и её управляющий Фронтин, и акведуки, текущие до сих пор, с Пон-дю-Гаром и акведуком Сеговии в коллекции «Здания по стилям» и материалом в статье «Римские дороги и бетон».
Поиск воды
Витрувий около 25 года до н. э. учит инженера искать источник: смотреть на рассвете, где от земли поднимается туман, копать там, где растут камыш и ива, закопать на ночь бронзовую чашу и проверить, потеет ли она, и испытывать воду здоровьем тех, кто её пьёт, и кипячением в бронзовом котле – не оставляет ли она песка или осадка. Акведуки Рима брали воду из источников в известняковых холмах долины Анио в 40–65 километрах к востоку и из самой реки Анио для воды похуже, и источник должен был стоять выше города настолько, чтобы дать каналу падение на всём пути: источники Аква Клаудиа лежали на 320 метрах, а канал выдавал воду на 67 метрах в Риме после 69 километров – среднее падение 3,6 метра на километр, около 1 к 280. Чем выше источник, тем выше воду можно было подать в городе, и лучшая вода, холодная и чистая, шла к питьевым фонтанам и домам императора; мутный Анио Новус – в термы и сады. Римский акведук.
Разметка
Канал должен был падать весь путь, никогда не подниматься, и не падать слишком быстро, чтобы не размывало, и не слишком медленно, чтобы не заиливало; Витрувий просит минимум 1 к 200, а обмеренные акведуки дают от 1 к 100 до, в Ниме, 1 к 3000 на отрезке – падение 34 сантиметра на километр, которое землемеры держали 50 километров. Их приборы – хоробат, деревянная скамья длиной 6 метров с водяным жёлобом сверху и отвесами по концам, выравниваемая и визируемая вдоль; грома, крест визирных плеч на шесте с отвесами, для прямых углов и прямых линий; диоптра, визирный диск на стойке с водяным уровнем, описанная Героном Александрийским; и мерные шесты и шнуры. Трассу вели по горизонталям вокруг верховий долин, а не через них, потому акведуки петляют: 50 километров нимского акведука покрывают 20 по прямой; землемеры размечали линию колышками и отмечали уровни, и в Ниме падение на последних 6 километрах держали в 7 миллиметров на 100 метров. Ошибки случались: надпись из Сальд в Алжире записывает инженера Нония Дата, отозванного назад, когда два конца его тоннеля, прорытого людьми подрядчика с обеих сторон, разминулись в скале.
Канал
- Спекус. Канал шириной 0,5–1 метр и высотой 1,5–2,5, из бетона или кладки со сводчатой или плитной крышей, выложенный водостойким раствором и текущий примерно на две трети; человек мог пройти по нему для чистки, а люки через 70 метров или около того давали доступ.
- Под землёй. Большинство акведуков рыли траншеей, строили и засыпали или прокладывали в склоне на несколько метров вглубь, что держало воду холодной, прятало от врагов и воров и берегло от мороза; арки применяли лишь там, где каналу надо было сохранить высоту через долину или на последнем подходе к городу на равнине, как в Риме, где Клаудиа и Анио Новус шли на арках последние 10 километров, чтобы выйти на возвышенность.
- Тоннели. Прорезали сквозь гряды артели с вертикальных шахт через каждые 30–60 метров по линии, копая навстречу друг другу по дну; шахты служили для подъёма грунта и удержания линии прямой и ровной; тоннель Анио Новус у Субиако и километровый тоннель нимского акведука у Сернака резали кирками в известняке, примерно по метру в день на забой.
- Мосты. Где линию пересекал ручей – малый мост; где долина мельче примерно 50 метров – аркада.
- Сифоны. Где долина глубже, воду собирали в резервуар на верху одного склона, спускали батареей свинцовых труб, вели по дну на низком мосту и поднимали по другому склону в резервуар чуть ниже первого – давление спуска толкало её вверх; у акведуков Лиона было девять сифонов, один глубиной 120 метров с 2,6 километра труб, а пергамский сифон II века до н. э. был глубиной 190 метров. Свинцовые трубы делали из листа, свёрнутого и запаянного, стандартных размеров; римляне знали, что свинец отравляет воду, и Витрувий предпочитал глину, но сифонам нужен был свинец.
Арки
Аркада – ряд столбов из бетона в облицовке камнем или кирпичом либо из тёсаного камня, несущих арки, по которым шёл канал, и её высота, порой в несколько ярусов, держала канал ровным через долину. Арки ставили на деревянных кружалах – каркасе формы внутренней поверхности арки, поставленном на выступы или столбы, – на которые с обеих сторон клали клинчатые камни до замкового, после чего каркас снимали и переносили на следующую арку; выступы и отверстия для балок лесов до сих пор на Пон-дю-Гаре, а камни там, до 6 тонн, поднимали кранами с «волчьими лапами» и ступальными колёсами. Пон-дю-Гар, построенный около 40–60 годов, чтобы провести нимский акведук через Гардон, – 49 метров высоты в три яруса, 275 метров длины, из камня, тёсанного так точно, что его клали без раствора, и нёс канал с падением 2,5 сантиметра на всю длину; акведук Сеговии около 100 года – 28 метров высоты и 813 длины на 167 арках сухого гранита, и он нёс воду в город до XX века. Аркады Рима были из бетона и кирпича, дешевле и быстрее; арки Аква Клаудиа высотой 27 метров шли 10 километров через Кампанью, и это руины с каждой картины римских окрестностей.
Раствор, резервуары и город
- Гидроизоляция. Канал выкладывали opus signinum – раствором с толчёной черепицей или кирпичом, который, как знали римляне, твердеет под водой, – в несколько слоёв со скруглёнными углами; известковый налёт (синтер), который оставляла жёсткая вода, приходилось скалывать, и теперь по нему датируют и читают поток.
- Отстойники. Piscinae limariae по линии, где вода замедлялась и роняла песок; их регулярно чистили.
- Кастеллум. В городе вода входила в распределительный резервуар, castellum divisorium, откуда её делили трубами на три части, по плану Витрувия: фонтанам и бассейнам, термам и частным домам, в этом порядке, чтобы при нехватке общественная подача пропадала последней; кастеллум в Ниме сохранился – круглый бассейн с десятью выпускными трубами и тремя затворами, – как и в Помпеях с тремя каналами.
- Трубы. Свинцовые трубы, fistulae, со штампом имени владельца и водопроводчика, несли воду от кастеллума к фонтанам, термам и частным пользователям с лицензией через бронзовые насадки (calices) установленного размера, отмерявшие выделенную долю; Фронтин перечисляет 25 размеров.
- Перелив. Вода не останавливалась никогда: фонтаны били день и ночь, а перелив промывал канализацию, Клоаку Максиму и её ветви, в Тибр – потому Рим с миллионом жителей был чище любого города до XIX века.
Кто строил и сколько это заняло
Первый акведук Рима, Аква Аппиа 312 года до н. э., построил цензор Аппий Клавдий, построивший и дорогу, второй, Анио Ветус 272 года, – на добычу от войны с Пирром; Марциев 144 года до н. э. стоил 180 миллионов сестерциев из добычи Карфагена и Коринфа, а Агриппа построил два для Августа на собственные деньги и собственной артелью из 240 рабов, которую завещал императору. Клаудиа и Анио Новус, начатые Калигулой в 38 году и законченные Клавдием в 52-м, стоили 350 миллионов сестерциев и заняли 14 лет с десятками тысяч рабочих, в основном людей подрядчиков и рабов, с армейскими землемерами; в провинциях легионы строили акведуки, как строили дороги, а города платили за свои подпиской, даром благодетеля или займом у императора – нимский акведук был даром городской знати без имени императора. Ремонт не прекращался: Фронтин, смотритель вод Рима в 97 году, нашёл каналы изрешечёнными незаконными врезками землевладельцев и мошенничеством водоносов, синтер, забивший Марциев, и велел чинить аркады Клаудии, текшие годами; его книга «Об акведуках Рима» – руководство, и она даёт цифры.
Одиннадцать акведуков Рима и те, что ещё текут
- Рим. Одиннадцать акведуков к 226 году, около 800 километров каналов с ветвями, подававших, возможно, миллион кубометров в день, или до 1000 литров на человека – больше, чем в нынешнем Риме; готы перерезали их при осаде 537 года, и лишь Аква Вирго Агриппы 19 года до н. э., в основном подземный, тёк сквозь Средневековье и течёт сегодня, питая фонтан Треви и фонтаны площади Навона и Испанской лестницы. Аква Траяна 109 года восстановлен Павлом V в 1612 году как Аква Паола и действует.
- Сеговия. Снабжала город до 1973 года и несёт воду до сих пор в современной трубе на римских арках.
- Ним и Пон-дю-Гар. Действовал примерно с 50 года до VI века, забитый синтером; мост нёс дорогу с XVIII века и входит в список Всемирного наследия с миллионом посетителей в год.
- Ещё в ходу. Акведук Валента в Константинополе 373 года питал город до XX века; римские каналы в Эворе в Португалии, в Карфагене (восстановленный в XIX веке) и в Кесарии частично в ходу; римские источники и линии во многих городах Франции и Испании лежат под современными трубами.
- Самые длинные. Загуанский акведук в Карфаген, 132 километра; акведук Гадары в Иордании, 170 километров с 94-километровым тоннелем; Анио Новус, 87 километров, самый длинный в Риме.
Версии и теории
- Акведуки строили рабы? Отчасти: артель Агриппы из 240 человек была рабской, а подрядчики ставили рабов и свободных вместе, как на любой римской стройке; разметка и инженерия были делом свободных и армейских специалистов, а провинциальные акведуки часто строили солдаты.
- Свинцовое отравление погубило Рим. Римляне пользовались свинцовыми трубами и лужёной свинцом посудой, и в их костях свинца больше, чем в наших; но вода текла непрерывно, а жёсткая вода покрывала трубы известью, так что трубы давали мало, а у империи были другие беды. Теория 1983 года не держится.
- Пон-дю-Гар построен без раствора. Каменные ярусы – да, сложены насухо из подогнанных камней; канал наверху – бетон с водостойким раствором, а часть камней скреплена железными скобами.
- Римляне не знали сифона. Знали от греков и применяли всякий раз, когда долина была слишком глубока для арок; миф возник потому, что римские тексты предпочитают арки, а трубы переплавили ради свинца.
- Арки – это и есть акведук. Арки – это мосты; 80–90 процентов любого римского акведука под землёй или на уровне земли и невидимы, потому руины в Кампанье дают ложную картину.
- Акведук Сеговии построил дьявол за ночь. Местная легенда о девушке, продавшей душу за воду и спасённой тем, что последний камень не встал до рассвета; недостающий камень легенды – настоящий проём, державший бронзовую надпись, восстановленную буквами 1990-х.
Дороги, шедшие с ними, – в статье «Римские дороги и бетон», а своды, поднятые теми же строителями, – в статье «Кто построил Пантеон».
Открыть разделы: здания по стилям, древние храмы мира, все статьи.
Короткие ответы
Как строили римские акведуки?
Землемеры выбирали источник выше города и размечали канал с падением в несколько метров на километр водяным уровнем-хоробатом и громой; артели рыли крытый каменный канал по горизонталям, в основном под землёй, с тоннелями из шахт, сифонами из свинцовых труб через глубокие долины и аркадами на кружалах через мелкие; канал выкладывали водостойким раствором, и он кончался распределительным резервуаром в городе.
Как римляне заставляли воду в акведуках течь в гору?
Никак: акведуки действовали одной силой тяжести, падая весь путь от источника до города. Где долина была слишком глубока для арок, обратный сифон из свинцовых труб уводил воду вниз по одному склону и вверх по другому в резервуар чуть ниже начала – давление спуска толкало её вверх.
Римские акведуки строили рабы?
Отчасти. Артели подрядчиков из рабов и свободных рыли и строили их, Агриппа держал артель из 240 рабов для воды Рима, а армейские инженеры размечали и часто строили провинциальные; проектировали свободные инженеры, а деньги шли от завоеваний, императоров и богатых дарителей.
Действуют ли римские акведуки до сих пор?
Да: Аква Вирго 19 года до н. э. до сих пор питает фонтан Треви, Аква Паола течёт по акведуку Траяна, акведук Сеговии нёс воду города до 1973 года и несёт трубу до сих пор, а части римских систем в Константинополе, Эворе и Карфагене служили до Нового времени.