Rozdziały
Myśląc o akweduktach, wyobrażamy je sobie zazwyczaj jako ciągnące się kilometrami rzędy arkad, zaopatrujące niegdyś największe z miast Republiki, a później Imperium Rzymskiego w wodę pitną. Rzeczywiście, arkady, spośród których wiele zachowało się po dziś dzień, były częścią tego systemu, jednakże przeważająca część akweduktów znajdowała się pod ziemią – były to wydrążone w skałach tunele, ukryte przed wzrokiem wroga oraz zazwyczaj o wiele tańsze i praktyczniejsze w budowie.
Akwedukt Aqua Appia, wzniesiony w 312 r. p.n.e., był pierwszym z wielu i liczył sobie 16,56 km długości. Zaledwie około 89 metrów z pierwotnej części tego zaopatrującego w wodę Rzym ciągu wodnego przeprowadzono nad ziemią, reszta zaś biegła pod powierzchnią ziemi, biorąc swój początek na zboczach Gór Albańskich. Podobnie sprawa miała się z późniejszymi konstrukcjami, których nadziemne elementy powstawały głównie w celach reprezentacyjnych, bądź wynikały z niemożności dalszego prowadzenia ciągów podziemnych – w miastach mogło to grozić skażeniem wodociągu przez nieczystości z lokalnych wód gruntowych, ponadto istniejące zabudowania i kanały ściekowe utrudniałyby przeprowadzenie nowych tuneli. Jakie jednak były źródła inspiracji dla tak ambitnych przedsięwzięć?
Etruskie sąsiedztwo
Budując akwedukty Rzymianie, podobnie jak w wielu innych przypadkach, rozwinęli idee zaczerpnięte od sąsiądujących z nimi bądź podbitych ludów. Nie inaczej było w przypadku infrastruktury wodnej, dla której inspiracji szukać należy m.in. w etruskich cuniculi, czyli mających wiele zastosowań systemach kanałów wodnych. W położnych na północ od Rzymu Wejach, miejscowości o etruskich korzeniach, odkryto ich łącznie około 22 kilometrów. Badacze Franco Ravelli i Paula J. Howarth, zajmujący się pozostałościami cuniculi na obszarach Etrurii i Lacjum, datowali znaleziska na okres od VIII do III/IV w. p.n.e., kiedy to Etruskowie wciąż wywierali znaczny wpływ na region.
Zbieżność czasowa, dominacja kulturowa, a także bliskie sąsiedztwo Wejów i fakt zatrudnienia etruskich budowniczych dość jednoznacznie wskazują, że zbudowana w Rzymie około 600 r. p.n.e. Cloaca Maxima była bezpośrednim zapożyczeniem architektonicznym. Powstała za panowania króla Tarkwiniusza Starego, będącego Etruskiem z urodzenia, aby odprowadzać nadmiar wody z Rzymu. Początkowo, na wzór etruskich kanałów, najpewniej nie posiadała ona zadaszenia, jednakże wraz z upływem czasu i rozrostem miasta została zabudowana i przykryta siatką ulic.
Kreteńskie korzenie hydrauliki
Zanim jeszcze Etruskowie przystąpili do budowy kanałów, Minojczycy, budowniczowie wielkich pałaców w Knossos, stworzyli pierwszy w historii Europy kompletny system wodociągowy. Obejmował on dwa podstawowe typy: otwarty system grawitacyjny oraz zamknięty, złożony z zespolonych rur ciśnieniowych. Czas powstania najstarszych z konstrukcji nie jest znany, ale przyjąć możemy okres od około 1675 do 1450 r. p.n.e., szczytowy dla kultury minojskiej.
Minojscy budowniczowie wykazywali się dobrą znajomością prawa naczyń połączonych, stosując je przy budowie akweduktów ze spadkiem szacowanym na 5%, co umożliwiało przemieszczanie wody wbrew naturalnemu ukształtowaniu terenu. Zdaniem niektórych badaczy poziom sanitarny miast minojskich dorównywać miał standardom metropolii europejskich z drugiej połowy XIX w. n.e.
Cywilizacja minojska upadła ok. 1100 r. p.n.e. Jej osiągnięcia hydrotechniczne, a przede wszystkim grawitacyjne systemy rur, zostały do pewnego stopnia zapomniane na kolejne setki lat. Dalszy rozwój podobnych koncepcji można było zaobserować na Bliskim Wschodzie, gdzie osiągnęły one rozmiar liczących dziesiątki kilometrów podziemnych tuneli. Zostaną one szerzej omówione w dalszej części.
Wschodnia myśl inżynieryjna
Kanat, kārīz, czy foggāra to jedynie kilka z wielu nazw dla ciągów wodnych rozpowszechnionych na całym Bliskim Wschodzie i w Afryce Północnej. Najstarsze z nich powstać miały na terenie dzisiejszego Iranu około X-VIII w. p.n.e., były więc rówieśnikami konstrukcji etruskich.
Kanaty doprowadzały wodę z wyżej położonych obszarów górskich do wielkich miast oraz pól uprawnych w klimacie mniej sprzyjającym niż ten na Półwyspie Apenińskim. Z tego względu znaczna ich część znajdowała się głęboko pod ziemią, unikając w ten sposób wysokich temperatur i odparowywania wody. Połączone z nimi były pionowe szyby dostępowe, dostarczające deszczówkę oraz wodę z licznych górskich źródełek i strumieni, pozwalając także na nadzorowanie stanu tuneli. Nawet w końcowym biegu kanały i połączone z nimi cysterny były często na tyle głęboko, że pobór wody odbywał się za pośrednictwem studni.
Ciekawym dodatkowym zastosowaniem kanatów była klimatyzacja pomieszczeń mieszkalnych – cyrkulujące w budynku gorące powietrze mieszało się w jego dolnych partiach z chłodnym powiewem kanatu, obniżając swoją temperaturę.
Akwedukt w Jerwanie
Wspomniana już technologia kanatów została ulepszona za panowania asyryjskiego króla Sennacheryba, za którego panowania wzniesiono akwedukt jerwański. Zbudowany pomiędzy 703 a 690 r. p.n.e. jako część większego systemu nawadniającego ogrody w pobliskiej Niniwie, akwedukt ten zawieszony był nad rzeką Khenis, łącząc ze sobą dwie części tradycyjnego kanału ziemnego. Jest to najstarsza znana tego typu konstrukcja, której rozmach i zastosowana technika (kamienne łuki, wodoodporny cement) dowodzą pierwszeństwa koncepcji wschodnich nad ich śródziemnomorskimi odpowiednikami.
Nad Morzem Śródziemnym
Teagenes, tyran Megary, zbudował w VII w. p.n.e. pierwszy po okresie minojskim podziemny tunel służący transportowi wody. Jednakże prawdziwym szczytem greckiej myśli hydrotechnicznej był Tunel Eupalinosa na Samos (VI w. p.n.e.). Ten liczący sobie 1036 metrów, wydrążony jednocześnie z obu stron góry tunel wykorzystywany był aż do czasów bizantyjskich, a obecnie zwiedzać można jego wnętrze.
Ważnym usprawieniem wprowadzonym przez Greków były syfony, dla których inspiracją był Kubek Sprawiedliwości Pitagorasa. Kubek ten działał na zasadzie naczyń połączonych. W środku naczynia znajdowała się pionowa rurka połączona z kanałem w trzonie kubka. Gdy poziom cieczy przekraczał określoną wysokość, tworzył się tzw. lewar hydrauliczny — ciecz samoczynnie spływała w dół, opróżniając cały kubek. Ta sama reguła została zastosowana w syfonach, które tworzone były na odcinkach kanałów przechodzących przez m.in. wąwozy górskie, gdzie po chwilowym spadku następował powrót do pierwotnej wysokości ciągu wodnego.
Podobnie jak w przypadku wielu innych projektów, ambicje Greków ograniczały bariery technologiczne. Rzymski beton, wynaleziony około II-III w. p.n.e., stanowił przełom dla wielkoskalowych projektów architektonicznych, gdyż jego właściwości wiążące pozwalały na ambitniejsze, smuklejsze, wyższe, większe mury, arkady, filary, a nawet kopuły. Dzięki niemu możliwymi stały się kilkupoziomowe arkady, używane przez Rzymian w konstrukcji nadziemnych sekcji akweduktów.
Wyżej wymienione techniki, choć ich proces ewolucji jest możliwym do prześledzenia, na przestrzeni wieków stosowano z różną częstotliwością i w różnych wariacjach. Rzymski akwedukt z obszaru Syrii podobniejszy był do kanatu, aniżeli pochodzącemu z tego samego okresu akweduktowi z Italii. Różnice w klimacie i ukształtowaniu terenu odgrywały kluczową rolę w procesie budowy akweduktów, najmniej różnic miały zaś sekcje końcowe kanałów, które ze względów reprezentacyjnych i praktycznych w obszarze miejskim wynoszono nad poziom ulic.
