Roms akvædukter
Sextus Julius Frontinus
ISBN: 87-7289-015-0
Forord
Her er en oversættelse af et af de mest særprægede kildedokumenter fra den romerske oldtid.
En beretning om Roms vandforsyning, skrevet af en direktør for vandforsyningen 100 år efter Kr. fødsel.
Ufatteligt, at vi har bevaret et stykke litteratur, som giver indblik i en storbys tekniske forvaltning på den tid.
Kommentar: Vi skal lige huske på at vi i Danmark, på den tid, stort set levede i ”jordhuler” og hentede vandet op af brønde (?) eller måske levede af regnvand?..
Sextus Julius Frontinus var romersk senator, embedsmand, hærfører, landmåler, ingeniør, vandforsyningsdirektør, jurist, forfatter, historiker – og så mangler der måske endnu et par moderne etiketter. Tilfældet Frontin illustrerer klart, hvor forskellige antikkens dannelsesidealer var fra nutidens. Vort kendskab til Frontin støtter sig til tre typer af kilder: hans eget forfatterskab, omtale hos samtidige skribenter, samt indskrifter.
De aquae ductu urbis Romae
Der er nu enighed om, at titlen på Frontins skrift snarest er De aquae ductu urbis Romae. Det betyder ordret ”Om byen Roms vandforsyning”. Man støtter sig her til indledningen i det beømte håndskrift hos benediktinerne i Monte Cassino i Mellemitalien.
Vandforsyningens sociale betydning.
For at bedømme betydningen af de reformer, som iværksættes under Nerva og Trajan, må det tages i betragtning, at Rom på Frontins tid var en storby med et befolkningstal, der efter et forsigtigt skøn kan have ligget på omkring ¾ million. Til sammenligning kan tjene, at Rom efter Italiens samling først rundede ½ million indbyggere ved indgangen til vort århundrede.
Omkring år 100 e. Kr. var det langt fra alle, der boede i privathuse af den type, vi har lært at kende fra Pompeji, hvor rummene i husets første afdeling åbner indad mod en lysgård (atrium) og hvor anden afdeling (peristyl) består af en søjlegang omkring en prydhave, ofte med indlagt vand til fontæner. Disse atriumhuse har tit en loftshøjde på omkring 6-7 meter, og der kan være indskudt en ekstra etage. I den modsatte ende af boligskalaen finder vi de mere eller mindre subsistensløse, som levede af småjobs og offentlige fødevareuddelinger. De har været henvist til at leve i det fri eller i primitive skure. Håndværkerne boede i forbindelse med deres værksted, som lå i gadeniveau, da det samtidig var butik. Familien levede normalt i en halvetage over værkstedet.
Flertallet har nok lejet sig ind i højhuse med flere lejligheder, de såkaldte insulae. Denne hustype er muligvis udviklet allerede i 4. årh. f. Kr. En af de første omtaler af etagebyggeri i Rom findes hos Livius, som opregner de besynderlige hændelser, der varslede om Hannibals angreb.
I vinteren 218-17 skal en okse af sig selv være gået op på 3. sal i et hus på Roms kvægtorv. Da beboerne imidlertid begyndte at larme op, blev den bange og styrtede sig i dybet.
Under Augustus var disse insulae begyndt at blive et problem, på grund af hyppige brande og sammenstyrtninger. Man forsøgte at begrænse ulykkerne ved at fastsætte en maksimal byggehøjde på 70 fod, svarende til 20 meter. Man skal dog ikke regne med, at de private bygherrers og udlejeres evne til at overholde byggeloven har været bedre end i vore dage.
Afskrift fra side 38.
Det kan diskuteres, om der har været vand indlagt i lejligheder højere oppe end gadeniveau. I de få tilfælde, hvor sådanne højhuse er bevaret og udgravet, er der ikke bevis for blyrørsinstallationer. Men det kunne skyldes, at blyvandrør er blevet genbrugt både i antikken og senere. Lerrør indstøbt i husmurene kendes bl.a. fra Trajans marked, men det er ikke klart, om det er afløbsinstallationer eller blot nedløbsrør. Det var absolut teknisk muligt at installere vand i de højere etager, hvis akvæduktens vandhøjde var tilstrækkelig. Desuden kunne man opsamle regnvand i tagetage eller løfte det derop. Den værste betænkelighed ved blyrørinstallationer og vandindlæg til lejlighederne var uden tvivl de skader, som lækager i rør og bronzevandhaner kunne forårsage. Det normale har formodentlig været, at beboerne måtte hente deres vand i stueetagen eller ved gadebassinet. I det mindste to oplysninger peger i den retning. Frontin nævner således som de grelleste eksempler på misbrug af vandet fra akvædukterne: markvanding og vandindlæg i butikker og etagelejligheder…..
Nyt brudstykke:
Endelig bør det nævnes, at Tiberens vand blev brugt som drikkevand. I vidt omfang før de første akvædukter blev bygget, og igen da deres forsyning begynder at svigte. Det kan ikke have været heldigt, fordi en anden af kloakkernes fejl var, at de blev ført ud i Tiberen lige ved byen, ikke længere ned ad dens løb, nærmere kysten. Når paverne i moddelalderen rejste fra Rom, plejede de at medbringe drikkevand fra Tiberen. Man har lov at håbe, at de tog dette vand højere oppe.
Roms placering, på de mere end syv høje, var ikke i længden den mest hensigtsmæssige set ud fra et vandforsyningssynspunkt. På den anden side var de naturlige vandforkomster tilstrækkelige i flere århundreder. Cicero nævner således, at Romulus´ valg faldt på et sted, som ”både var rigt på kilder og sundt, selv om det ligger i en usund egn”. Frontin siger det på denne måde: ”I 441 år efter byens grundlæggelse stillede Romerne sig tilfreds med det vand, de hentede op, enten af Tiberen eller fra brønde og kilder”. De 441 år betegner tidsrummet fra år 753, det traditionelle år for Roms grundlæggelse, til år 312, hvor Appius Claudius Caecus byggede Aqua Appia (en akvædukt)…..
Afskrift fra side 40-41.
Vandforsyningens teknik
Vandets indvinding og optagelse i akvædukten.
Første fase i et vandforsyningsprojekt besstår i at finde en vandforekomst med tilfredsstillende ydelse og kvalitet. I antikken måtte vandingeniørerne desuden vurdere, om ressourcens beliggenhed kunne opfylde de krav, som transportmetoden stillede. Højdeforskellen mellem akvædukternes begyndelsespunkt og den ønskede minimumshøjde ved vandets ankomst til byen, skulle være tilstrækkelig i forhold til transportvejens længde.
Som nævnt kendte romerne stempelpumpen, og enkelte eksemplarer af den er fundet i brønde. Men hverken den eller de andre vandløftningsmaskiner, man brugte i antikken, blev anvendt i forbindelse med akvæduktanlæg. Hertil var deres kapacitet alt for ringe.
Først i det 17. og 18. århundrede begyndte man at eksperimentere med vind- og vandkraft til at drive pumper.
Romerne udnyttede både grundvand og overfladevand til akvædukterne. De foretrak bjergkilder, men tog også vand fra floder og søer. Af det antikke Roms 11 akvædukter udgik 8 fra kilder: det var Aqua Appia, Marcia, Tepula, Virgo, Claudia, Trajana og Alexandrina. Vandet fra Tiberens biflod Anio blev udnyttet i to akvædukter: Anio Vetus og Anio Novus. Sidstnævnte blev dog ændret under Frontin, så den i stedet udgik fra en af de kunstige søer, som Nero havde skabt ved sin villa nær Subiaco, hvor han opdæmmede floden. Som den eneste udnyttede Aqua Alsietina vandet fra naturlige søer. Vitruv og Plinius beskriver metoderne til at finde vand og bedømme dets kvalitet. Hvis kilderne ikke allerede findes ved jordoverfladen, må man lede efter vandårerne ved at undersøge fugtige lokaliteter. En vandforekomst kan påvises ved at grave et hul på 3 x 3 fod og 5 fod dybt. Hvis der er vand, vil et ubrændt lerkar, som anbringes i hullet natten over og tildækkes med grene og løv, være fugtigt og i opløsning den følgende morgen. Næste skridt er at grave en dyb brønd eller flere brønde, som ved kanaler forbindes til ét sted, der kan udnyttes som udgangspunkt for akvædukten. Prøver på vandkvaliteten består bl.a. i at undersøge lokalbefolkningens sundhedstilstand. De skal have stærke kroppe, god ansigtskulør, raske ben og må ikke plages af øjenbetændelse. Desuden er det et godt tegn, hvis bønner koger hurtigt møre i vandet.
Nivelleringen
I akvædukterne udnyttede romerne til det yderste, at tyngdekraften vil føre en vandmængde fra et højereliggende sted til et lavere, hvis det får en rende at løbe i (gravitationstransport). Vand løber nedad. Heri var der intet nyt. Når romernes indsats alligevel kan betegnes som banebrydende, er det fordi de som de første udnytter metoden optimalt med hensyn til transportafstand, vandmængde og disponibel vandhøjde på forbrugsstedet. En af forudsætningerne var, at der kunne udføres en nøjagtig nivellering.
Frontins oplysninger om denne del af vandforsyningen (ars librandi, libramentum) er sparsomme, nærmest tilfældige. I kap. 6 skal han forklare, hvorfor Anio etus har så lang en kanal i forhold til udspringets afstand til Rom: det kræver den nivellerede højde (ita exigente libramento). Det er ikke helt let at forstå, hvad han mener hermed. Der er ikke tale om at Anio Vetus skulle have nogen særlig højde ved ankomsten til Rom. Den er kun 6. højest af alle akvædukter og løber næsten udelukkende under jorden. Meningen må være, at dens kanal måtte fortage utallige snoninger i det kuperede terræn mellem Tivoli og Gallicano netop i det område, hvor den skulle overskride en række tværgående, dybe dalstrækninger…………………. læs selv videre i Roms akvædukter, hvis interessen er til stede
Hydraulisk mørtel.
Vandet løb sjældent direkte på kanalens eller tunnellens bund. Som rgel støbtes der også i klippetunneller en kanal af mørtel og groft tilhuggede sten (opus caementicium). Og kanalens sider og bund blev altid glitpudset med flere lag hydraulisk mørtel (opus signinum). I dag indgår ledningsmaterialets ruhed, både ved rør og støbte kanaler, som et parameter ved udregnngen af ledningens ydelse. Herunder opstilles der værdier for de forskellige materialers ruhed. I antikken kendte man ikke dette begreb og desuden er kanaloverfladens ruhed af mindre betydning, jo større kanalen er. De særlige lag af hydrauliks mørtel blev påført kanalerne for at sikre vandtæthed, dvs. for at undgå lækager med efterfølgende skader på akvæduktens murværk.
Det yderste lag af dette særlige vandtætte mørtel har et højt indhold af brændt tegl, hvorfor man altid kan genkende romerske hydrauliske anlæg på mørtlens røde farve. Materialet genfindes i øvrigt i tyrkiske cisterner og akvædukter fra begyndelsen af 1800-tallet.
At der virkelig er tale om flere tynde lag af varierende sammensætning har en undersøgelse af den romerske akvædukt til Caesarea Maritima bevist. Her benyttedes 6 lag hydraulisk mørtel af 3 forskellige typer: en grå (indhold af trækul), en hvid (indhold af pulveriseret marmor) og en rød (indhold af pulveriseret brændt rødler). Disse tre typer var påført kanalen 2 gange hver, i rækkefølgen grå, hvid, rød.
Trykrør
De romerske vandingeniører vidste udmærket, at man kunne føre vand over en dal ved at benytte et system af trykrør. Vandet ledes i lukkede rør ned ad dalskråningen, over dalbunden og op ad den modsatte skråning. Det er i princippet som åbne forbundne kar. Metoden er i nyere faglitteratur blevet døbt ”siphon”, hvilket egentlig er betegnelsen for en hævert. Men da en hævertledning faktisk er det stikmodsatte, fordi vandet her løber under et tryk, som er mindre end det atmosfæriske, bruges på engelsk og fransk undertiden udtrykket ”omvendt siphon” til at betegne trykrørsledninger………….læs selv videre i Roms akvædukter, hvis interessen er til stede.
Tekster om vandforsyning.
Af Vitruv: Om arkitekturen*
Nu vil jeg beskrive, hvorledes vandet føres til boligenre og byerne. Første led i vandbygningen er nivelleringen. Den udføres med dioptra, vandvægt eller chorobat, men mest omhyggeligt med chorobat, da dioptra og vandvægt er unøjagtige.
En Chorobat består af en hen ved 20 fod lang bjælke. For enderne har den ligedannede ben, som er tappet ind i bjælken i en ret vinkel, og mellem bjælken og benene er der tværstivere, fastgjort med tappe. Tværstiverne har linjer indtegnet nøjagtigt i lod, og ned fra bjælken hænger der hvert enkelt sted lodliner, som – når bjælken er opstillet – vser, om placeringen er vandret, hvis de lige nøjagtigt berører de indtegnede linjer.
Men hvis vinden griber forstyrrende ind, og linjerne ikke kan give nogen sikker aflæsning fordi lodderne er urolige, skal bjælken i den øverste del have en rende, 5 fod lang, 1 tomme bred og 1 ½ tomme dyb. I den skal der hældes vand og hvis vandet overalt når til rendens øverste kant, vil man vide, at placeringen er vandret. På den måde kan man, når der nivelleres med en sådan chorobat, vide, hvor stort faldet er.
*Publiceret omkring 19 f. Kr.
Akvædukten kan bygges på følgende måder: af murede kanaler, af blyrør og af lerrør.
Fremgangsmåden er følgende: hvis vandet føres frem i murede kanaler skal man sørge for, at murværket bliver så stærkt som muligt, og at bunden af selve kanalen får et nivelleret fald pr. 100 fod på ikke mindre end ½ fod. Og murværket skal overbygges med hvælving så at solen kommer mindst muligt i kontakt med vandet.
Når vandledningen har nået byen, skal man nygge en vandfordelingstank og i forbindelse med den et tredelt bassin. I vandfordelingstanken skal man installere 3 blyrør fordelt ligeligt på de tre bassiner. Disse bassiner, skal være forbundet således, at vandet strømmer ind i det midterste, når det løber over i de to yderste………..osv.
*Publiceret omkring 19 f. Kr.
ROMA
Engineering and industry.
Afskift fra Petrolieri D´Italia
The Bardo. Here is the Bardo, the national museum in Tunisi. It´s a long story how we have been able to get there, we should thank to many people. Let´s say that we didn´t come here to admire Venus or Hercules, but maybe it was destiny.
We found very little of pipe and valves, only one piece kept in a room closed to the public. To make up for it, there where two flanges made of iron with their regular holes. God knows why we were here. It was destiny.
The flagellation scene in the great fresco of Pompeii´s Villa del Misteri.
The mystery of a religious rite, prohibited in ancient Rome, depicted in a large mural in a Pompeian villa.
Cologne, Hannover, Münich.
The Romans called Cologne “Colonia Claudia Ara Agripiensis” in honor of Agrippina, born in Cologne, wife of Claudius and mother of Nero; and because it was the site of a veterans´ colony. In three museums, taps and pipe marked “LEG XIIII legio GEMNAR VIC”.
The farther north one goes, the colder it gets; one of those laws no one has ever been able to disprove. Not even the Romans. They realized it quickly and learned the lesson well. North meant cold, it meant a need to defend themselves, it means doors and windows, the development of technology, continually inventing something to better their defenses, finding new materials, new forms, new devices to protect mankind from elements, from temperature differences, from humidity. The Romans perfected their heating installations, invented the mixing valve for tubs and washbasins, invented and perfected insulation (or in any case applied it and improved on it wherever possible). Here in August the archeologists found a large quantity of pipe, protected and wrapped with various materials, from wood to cork, insulated with materials in ways to obtain the maximum insulation: ande here the pipe resembles fledglings in the nest, wrapped in their protection.
Here is the large valve housed in the museum of ancient Ostia.
It is one of the largest known valves. It is still attached to the large pipeline by the heavy welds, which the roman workmen effected so expertly and with their usual common sense.
Clearly vivible is a hole. Was it a connections for somethings? An offtake?
Probably it´s a “punctum” a weldolet to defraud the water, always, because the “punctum” is upstream to the plug.
The piping for shipboard plumbing systems has always had special characteristics that differentiate it from piping for other uses. Special pipe was also found on the ships of Lake Nemi: for example, a section of bronze pipe perfectly cylindrical, as opposed to lead pipe which was usually welded longitudinally and had a pear-shaped crosssection.
It was probably a bronze spout indentated to anchor it perfectly in a structure probably of wood so that continuous use would not eventually create “play” and then detachment.
Here, too, in the shipwreck at Saint Raphaél, from the sunken ship emerged pieces of lead pipe of original shapes, with spouts welded on for better anchorage in the wooden structures, some pieces wrapped in tubing probably for heating or cooæong, and bronze fittings with angled lead pipe, to connect the pump to the outlet pipe.
I do not know how the Romans got to Rottweil, nor why they called it Arae Flaviae, nor why they considered it an imperial city.
I do know that when we ourselves arrived, we were dead tired and, truthfully, unlucky: a heavy, stuffy night. But the next morning, at the Stadtmuseum, on the first floor of one of those beautiful,
renowned houses on the most picturesque street, we saw the second and last Roman mixing valve existing in the world thus far.
The third one, in Saint Vith (Belgium), was destroyed during the war along with the museum.
Only a drawing is left (which we reproduce): a drawing (it is possible that not even one photograph remains?). But the Rottweil mixing valve is unique for a specific reason: it is the only one that still has the insert seated in the valve body. And just to drive interested parties crazy, an insert with only one opening. Let fly the suppositions! But the x-rays showed something specific: where the welds are and with what materials they were made. Imagination is another thing entirely.
FRONTINUS “de aqueductu urbis Romae”
“De aquae ductu urbis Romae” is a book of notes which Frontinus took while visiting and studying the aqueducts of Rome on orders of the Empeor. When he began the book, Frontinus knew nothing about aqueducts, and for this reason he took notes. When he finished, he had recovered for the public, by eliminating fraud and theft, 400 million litres of water per day on a total volume of one billion litres: almost half.
Frontinus visited the sources of all the aqueducts (Appia, Anio, Alsietina Augusta, Claudia, Anio Novus), followed their courses, calculated their capacities.
He navigated, with difficulty but decision, in a maelstrom of technical and pseudotechnical standards sustained by the waterthieving workers and technicians, and he clearly codified the possible diameters of pipe, valves and calices (the originating structures of all pipeline derivations) in such a way that although we “moderns” are unable to understand certain aspects of what he learned, the results were incontrovertible and the standardization he laid down could cause envy in many plants today. “Quinaria, senaria, septenaria..” Twenty-five standard diameters of which fifteen were used the most: a code “secundum quod fistulae omnes derigi debent” (according to which all pipes must be made). And now, with the diameters firmly established, the war on fraud, theft, abuses; he discovered that 10.000 quinariae were being drawn off “detegitur decem milia quiinarium intercidisse”: 10.000 out of 22.000.
How?
Keeping alive the concessions of the dead and selling water thereof: tapping into the lead pipe “puncta” in the city rather than installing cisterns beside the aqueducts; putting entire networks and derivations under false names “falsi nominibus”; installing valves of a diameter larger or smaller than granted for those who had a water concession “interdum maioris lumims, interdum minoris”, channelling granted water to a place other than the place specified; increasing the amount of water in the overflow (subject to legal grants since it was technically necessary); not marking the valves installed so that checks for legality could not be made “calex non signatus”; creating a Venturi effect by installing upstream a pipe of larger diameter “amplioris moduli” than the valve; not installing the calex at all, but inserting a pipe directly into the gap “fistulae solutae”; making a new hole in the cistern when a grant passed to another name and leaving the former one to sell the water “venalem extrahunt aquam”; even requesting water from the Crabra aqueduct to supplement the Julia and then selling the additional water; and using smaller equipment for distributing the water and larger for withdrawing it “in rogatorio modulo minus, in acceptorio plus”.
Thus Frontinus in one year recovered almost a half-billion litres of water per day, half the overall capacity; and he improved the quality of the water “frigore et splendour gratissiman” without taking any of the credit, which all went to his Emperor divi Nervae. Now that he had recovered the water and the related abusive materials (he confiscated a considerable quantity of lead pipe and bronze valves of all diameters). Frontinus set our to preserve the system by organizing the maintenance service. It was to be done with the most modern criteria of prefabrication and speed “maxima cum festinatione, ante preparatis omnibus” to minimize interruptions of the flow “quam paucissimis diebus rivi cessent” or to avoid interruption completely by using the by-pass system “alveus plumbatis canalibus continuator”. Frontinus was so proud of how he organized the maintenance service that he considered it one of the strongest proofs of the Roman Empire´s greatness “praecipuum indicium magnitudinis Roman imperii”. Contrary to what certain northern scholars of today point out about the frequency of maintenance calls on the Roman aqueducts as a negative sign, may we say that the northerners would certainly have built better aqueducts, except they did not build any. Frontinus concludes with a moral ruling: a pardon for him who erred up to now, a fine for him who does so henceforth: 100.000 sesterii, an ernormous sum, for anyone who damaged the aqueducts; and if it was a slave, the master paid (can you imagine what would happen if this criterion were applied today?); reinstate respect for the rules with leniency “leniter revocare” but then impose it with punishment “per offensa”.
|