08.16 漢代同期的羅馬人:自來水用量堪比現代北上廣

漢代同期的羅馬人:自來水用量堪比現代北上廣

自來水在中國的出現是清朝末,普及的時間則更晚。但人類很早就學會了將水引入城內、鄉間以供使用,其中最為出名的要數自來水的鼻祖古羅馬人了,羅馬自來水技術讓羅馬城日用水量,達到了二千年後北京用量的一半。

自來水系統

漢代同期的羅馬人:自來水用量堪比現代北上廣

現代自來水系統示意圖

自來水顧名思義就是無需人力便可自行供給的水。而要實現這樣的目的,科學的供應系統必不可少。現代的自來水需要經過水源汲取、沉澱、消毒、水管運輸、配水泵供應等步驟,才能將水送到千家萬戶之中。

發達的古文明就已經發明具備水源汲取、沉澱和水管運輸的原始供水系統。比如位於河南省登封市的春秋陽城遺址,此地發掘出了陶管、澄水池和閥門坑等較為完善的配水設備。《水經注》曾記載長安城經溝渠,引河水入城,並匯聚於巨大的蓄水池。

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漢朝時期的長安城地圖

不過,這樣的供水系統是極為粗糙的。只完成了水源汲取、沉澱和初步的運輸,而對後續的分配,尤其是入戶沒有安排。未能打通最後一公里的痛點,古人需要自己去把水運回家,這對日常生活是非常不便的,所以在《北遊錄》中記載了中國古代具備互聯網思維的人,幹起了取水沿街售賣的行當。

但這些人在古羅馬就要創業失敗了。集地環中海地區水利技術於一體的羅馬人,開發出了一套完備的供水系統。他們首先利用挖掘隧道或者虹吸技術將水從河流、湖泊中汲取出來,再用高架水渠和埋在地下的水管引入城市,接著在沉澱池中沉澱蓄水,然後通過分接水管的方式引入市內各處,以供使用。這一套系統的實施運作比文字描述要複雜困難的多,讓我們來看看羅馬人是如何克服的吧。

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羅馬人的大型引水渠

水源的選取及檢測

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雲漫霧繞的山谷藏有豐富的水源

飲用的河流和泉眼是稀缺資源,有些可能因為汙染而不宜使用,就需要通過勘察和檢測來尋找合適的水源了。羅馬人為此總結了大量的經驗,公元前1世紀的維特魯威便是典型代表,他在其著作中專門提及了水源開發和水質的檢測的方法。

首先,根據水分蒸發的原理,維特魯威認為山谷比平原更易儲水。尤其是植被茂盛的地方,而在植被之中,如果有蘆葦、常春藤、野柳、赤楊等植物,便說明此地易於儲水。

除了植物和地勢以外,土壤也很重要。粗礫土壤可深掘出水源,粗砂、細砂、紅色砂中則蘊含穩定的水脈,山麓中擁有堅硬紅巖的地方會擁有豐富而衛生的水。

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水源的選擇關係到整套自來水系統的運作

謹慎的維特魯威認為在挖掘之前,還要再做實驗來驗證。根據他教授的方法,你需要在日出之前趴在水源處,用下巴抵住地面,然後觀察溼氣升起的地點,接著你要在此處挖掘寬3英尺,深5英尺的坑,再在日落時把青銅或鉛製的壺倒置其中,在壺中還要塗上油,最後用樹枝和土蓋住,等到第二天打開,如果裡面有露珠,便說明此地確實有水源。

在使用之前必須進行水質的檢測。為此,維特魯威專門記載了檢測方法。對於已經被人使用的泉水,應該要看周圍的飲用者是否健康,如果他們的肢體動作正常,面色紅潤,眼睛不爛,那麼這裡的水源就適合使用。而對於新挖掘的泉水,則要將水注入優質的青銅水壺之中,觀察它在煮沸以後是否留下沉澱,如果沒有,則說明水質優良。除此之外,還可以通過煮菜看是否可以快速煮熟,水源所在地是否長有青苔和水草來輔助判斷。

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龐貝古城出土的羅馬式飲水器皿

汲水、運輸與分配

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大型引水渠將水源集中抽取到城市

當水源被確定好以後,剩下的便是汲取和運輸的工作了。羅馬人的汲水方式很多,如罐輪、裝有水桶的滑輪、水車、螺旋泵和水螺桿,不過這些方法大多需要人力或者畜力運作。

更早的希臘人發明了虹吸管,公元前180年建設的帕加馬渡槽便是此類典型。由於液體和大氣壓強的作用,水從海拔1174米的位置被吸出,通過貼著山面鋪設的管道穿越了幾座山到達海拔332米的城區,這種方法省去了打隧道和水源處用泵抽水的麻煩。但是因為低處的虹吸管需要能抗20個大氣壓,而這種材料稀少且昂貴,導致羅馬人並沒有普及這種技術。

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羅馬城中留下的古代飲水管道

羅馬人採用更具特色的汲水方式,並在汲水後運用更為實惠的重力引水。這種方式在汲水之後會將水引入一條有著1:1000坡度的引水渠中,因為途經地點往往高低起伏,所以要在山谷架高水渠,在山頂打穿隧道。

如果這兩個方法都難以實行,便會利用短途的虹吸管解決問題。由此,水便可以平穩的流入城市,之後水會進入底部傾斜的沉澱池中,在經過沉澱淨化後流入埋在地下的混凝土管道。這些管道每隔40-50米就有幾個通氣柱,以便空氣流通和打掃碳酸鈣水垢,水經過它們的運輸,分配給全城的配水池,再由陶製或者鉛製的水管從配水池中分配水給浴場、噴泉、私人住宅。

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飲水最後通過城市各地的管道進行分配

羅馬日用水量是0.5個大北京

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自來水的重要性不僅在於飲用 也關係到居民的如廁

但真正體現羅馬人卓越供水能力的地方並不在於上述技術,而是水源引入後被合理的分配到社會生活所需。

如果你是一名羅馬市民,即便你沒有錢,也可以通過遍佈城市的公共浴室與廁所來完成洗漱和如廁,或通過在大量的噴泉來獲取飲用水。

如果你小有資產,那麼也可以交納相關費用分接管道到你的家中。若你還有水利加工產業,富裕的你將有能力從噴泉或者浴場接入多餘的水使用,正如卡拉卡拉浴場附近的水力磨坊那樣。如果你產業龐大,比如開礦或者擁有石材水力切割廠,那麼你還可以獲得專門的供水進行礦床的沖刷和運作水力切割機。

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羅馬城市的眾多公共飲水設施是東方所不具備的

可以說,在比較完善的供水分配系統下,各級市民對水的需要基本被滿足。這也就是公元1世紀羅馬城私人用水佔比達到了八成的原因,如此一來,供水的壓力不言而喻,羅馬城足足用8條水渠引水,需要240人維護運作,日運輸量達到驚人的101.06萬立方米,接近2011年北京市日供水量的一半。

不單羅馬城作為首都才有這種自來水待遇。遠在羅馬邊疆的不列顛省,比如現在英國的林肯郡;日耳曼省現在德國的科隆、波恩;還有法國、西班牙、埃及。也都有羅馬人修建的水渠,世界各處都是遺蹟。

即便在鄉村或是偏遠的軍事營地,羅馬也建設大量引水設施。如有記錄某個軍營便用150名犯人操作水車的輪子和螺旋泵將水抽出供應到營地。在阿爾及利亞地區,幾乎每個社區都有羅馬時代的水力工程,這些大壩、蓄水池通過引水渠和運河將水分配到土地之中,這些遍佈原羅馬境內的各類水渠就是羅馬人供水能力的最好證明。

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羅馬人的自來水系統 塑造了今天世界各地城市的噴泉文化

結語

漢代同期的羅馬人:自來水用量堪比現代北上廣

羅馬人的集中汲水裝置

通過上文對羅馬人供水系統的瞭解,你會發現羅馬雖然在那個時代做到了許多比其他文明的先進之處,但也不過只是一種雛形,並不能和近現代自來水系統相媲美。在感嘆古人智慧的同時,我們也要理解近現代科技的發展,才是真正地實現了非常多古人設想但卻做不到的偉大工程,充滿想象力的古代人沒有什麼所謂的黑科技。(完)


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