Как заштатный этрусский городок превратился в мировой мегаполис? Поворотным событием в его истории стало... строительство водопровода. Через горы и леса, над долинами и ущельями римские акведуки несли воду в столицу. Они до сих пор остаются чудом инженерной мысли
текст: Йоханнес Шнайдер фото: The Art Archive/AFP/East News
В Риме нет ни крупного порта, ни прямого выхода к морю. Но секрет его величия кроется в воде.
Именно благодаря ей город перерос свои естественные границы. И стал столицей всего античного мира. Для поддержания этого статуса требуются сотни миллионов литров чистой воды в день.
В ближайших окрестностях Рима таких запасов живительной влаги нет. Чтобы ее получить, нужно одержать победу над самым главным противником — природой. В этой войне римлянам противостоят не враждебные армии, а горы и овраги, болота и леса, окружающие их город. Борьба продолжается долгие столетия. И ставит перед инженерами все более сложные, почти невыполнимые задачи. В результате на свет появляется одно из величайших архитектурных творений человечества — римские акведуки.
Древние греки, ассирийцы и североитальянские этруски начали строить водопроводы раньше римлян. Но никто не поднял эту технологию на такой высокий уровень, как инженеры из города на Тибре.
К моменту завершения республиканской эпохи в 27 году до н. э. Рим снабжают водой пять магистральных акведуков общей протяженностью более 200 километров. По ним через речные долины, ущелья и горы в город течет свыше 200 миллионов литров воды в день.
Идущая по акведукам вода собирается в специальных резервуарах, откуда по тысячам свинцовых и глиняных труб доставляется в городские кварталы, общественные купальни и к многочисленным фонтанам. И даже в частные дома богатых горожан.
Идеально отлаженная система — это вообще «конек» римлян. Пусть они и не великие изобретатели, зато умеют доводить до совершенства технические инновации других. Не они придумали катапульты, но именно они повысили их мощность до максимума. Не они начали первыми строить водяные мельницы, но воздвигли самые крупные из них. Так и их водопровод — не первый, но лучший.
Именно такой жизненно необходим Риму к концу IV века до н. э.
Примерно за сто лет до этого римляне покоряют соседние италийские племена. Захватывают полисы этрусков, втягивают в военный союз латинян, а затем и самнитов. Людей на берегах Тибра становится все больше. К концу IV века до н. э. в Риме уже около 75 тысяч жителей. И город продолжает расти.
Новым горожанам нужна чистая питьевая вода. С помощью родников, цистерн и каналов эту проблему уже не решить.
В 312 году до н. э. цензор Аппий Клавдий, в обязанности которого входит в том числе надзор за сооружением и содержанием общественных зданий, разрабатывает план строительства первого в римской истории магистрального водопровода. Но многие сенаторы против. Проект кажется им слишком масштабным, дорогим и рискованным.
Их можно понять. Мыслимое ли дело — проложить с востока до самого города 16-километровый акведук, большая часть которого пройдет под землей? Тем более что на это же время запланировано строительство Аппиевой дороги — почти 200-километровой трассы, ведущей на юг. По размаху, стоимости и технической сложности это крупнейшая строительная программа в римской истории.
Но сенат не может наложить вето на этот проект. Слишком остро стоит проблема водоснабжения в растущей столице.
Проектирование акведука всегда начинается с поиска полноводных источников. В 312 году до н. э. находят в Сабинских горах к северо-востоку от города озера с идеально чистой водой. Теперь дело за «малым» — доставить ее в Рим. Вода в античных акведуках не перекачивается насосами, а движется «самотеком» под действием силы тяжести. Поэтому каналы водопровода нужно прокладывать с равномерным уклоном в сторону города.
До начала строительства инженерам необходимо точно определить не только отправную, но и конечную точку водной магистрали. Продвигаясь от нее к источнику, они шаг за шагом составляют карту рельефа местности — фиксируют местоположение возвышенностей и впадин, высоту холмов и глубину лощин. Выбирают оптимальный маршрут, а при необходимости — и обходные пути. Только после этого рабочие деревянными кольями размечают линию, по которой пройдет акведук.
Для замера разницы высот используется особый геодезический прибор «хоробат» — узкая доска длиной около шести метров, на деревянных опорах высотой до бедра. Его устанавливают у источника воды и ориентируют по направлению будущего водопровода. Чтобы выровнять хоробат по горизонтали, под опоры подкладывают деревянные колья, бревна и камни. Если прибор установлен ровно, то нити свинцовых отвесов на концах верхней балки совпадают с вертикальными отметками на распорках, прибитых к опорам.
В ветреную погоду отвесы сильно раскачиваются, поэтому для измерения используется желоб, проделанный в верхней балке. В него наливают воду. И если она заполняет его равномерно, не переливаясь через край, значит, прибор стоит ровно.
Выровняв хоробат, землемеры втыкают в землю два стержня: один — впереди, другой — сзади, на расстоянии в несколько метров от прибора. Один из геодезистов садится на корточки перед хоробатом так, чтобы его верхняя горизонтальная планка находилась на уровне глаз. И по этой линии делает отметки на мерных стержнях. По ним определяется разница в высоте между точками, на которых установлены стержни. И рассчитывается угол наклона канала.
С помощью мерных стержней фиксируется малейшее изменение уклона на всем протяжении будущего водопровода. Лишь на сравнительно ровных участках геодезисты обходятся одним хоробатом, определяя перепад высот по размеру бревен, которые подкладываются под его опоры для выравнивания. И после каждого замера поворачивают его, как циркуль, на 180 градусов, не отрывая переднюю опору от земли.
По мере продвижения от исходной к конечной точке акведука эта процедура повторяется тысячи раз. Данные измерений записываются на восковые таблички и передаются руководителю строительных работ. Его задача — нивелировать перепады высот на местности, обеспечив равномерный уклон водопроводного желоба.
Начинаются земляные работы, роются траншеи, прорубаются просеки в сосновых рощах. В основном водопроводные каналы прокладываются под землей. Так они лучше защищены не только от врагов, которые могут их разрушить или отравить воду, но и от «водокрадов», норовящих подключиться к городской «трубе». Лишь 100-метровый отрезок Аппиева акведука проходит над землей. Молодая, окруженная соперниками Римская республика старается максимально обезопасить свою главную жизненную артерию.
Сотни рабочих роют многокилометровые траншеи под водопроводный канал. А он ни много ни мало 80 сантиметров в ширину и вдвое больше в высоту. Чтобы соблюсти правильный угол наклона, каждая бригада использует три одинаковых деревянных «уровня» в форме буквы «T». В начале участка в землю на расстоянии нескольких метров друг от друга устанавливаются два «уровня». Разница в высоте между ними регулируется с помощью хоробата так, чтобы она точно соответствовала заданному уклону.
Инженер встает на колени перед первым «уровнем» и выбирает такой ракурс, чтобы верхние перекладины первого и второго приборов зрительно совместились. По его команде рабочий перемещает третий «уровень» дальше по маршруту и регулирует высоту его верхней планки, пока она не окажется на той же линии. Все три точки отмечаются деревянными колышками.
После этого первый прибор переносят дальше и, выравнивая теперь уже по второму и третьему, определяют четвертую точку. И так снова и снова — до конца отрезка. Благодаря этой технологии удается прокладывать каналы, имеющие уклон всего 1,5-3 метра на километр и повторяющие естественные очертания рельефа.
Пока на месте будущего канала сотни рабочих валят деревья, вынимают тонны грунта и производят тысячи замеров, чтобы соблюсти точный угол наклона, другие бригады добывают туф и известняк на государственных каменоломнях к востоку от Рима. Из вырубленных в скалах блоков каменотесы высекают кубические бруски — «квадры», которые перевозят к месту строительства на двух- или четырехколесных повозках.
При реализации крупных строительных проектов римские цензоры проводят открытые тендеры и выбирают подрядчиков, предлагающих наименьшие расценки. Но сооружение каждого водопровода все равно требует колоссальных затрат. Если акведук проходит по частному владению, государство обязано его выкупить. Принудительное изъятие земельной собственности у граждан в республике не практикуется. Например, акведук Марция, третий из римских магистральных водопроводов, обошелся казне в 180 миллионов сестерциев. Для сравнения: на содержание легиона из 5000 солдат уходит около 2,4 миллиона сестерциев в год.
Чиновники строго контролируют ход строительства и заставляют подрядчиков исправлять малейший брак. Они знают: с водой шутки плохи. Чтобы противостоять этой стихии, нужны самые прочные конструкции и материалы.
В начальной точке акведука для регулирования напора воды в системе сооружается резервуар из «римского бетона» — смеси щебня, известкового раствора и вулканического песка (пуццолана). На дне проделываются узкие щели, через которые он наполняется водой из источника.
К большому отверстию в верхней части бассейна подсоединяется глубокий водопроводный желоб, сложенный из камней и залитый изнутри бетоном. Сверху он закрывается широкими каменными плитами или перекрытиями-арками.
Рабочие тянут водопровод к городу, пристраивая секцию за секцией. Через овраги и лощины, как правило, уже переброшены соединительные мосты. Их начинают сооружать сразу после разметки маршрута. Стены опор сложены из каменных блоков, фундаменты врыты глубоко в землю. На высоту камни поднимают с помощью кранов и лебедок. Их тросы приводятся в движение колесом, которое вращают ногами рабы. Каменную кладку скрепляют бетоном.
Пролеты между опорами соединяют каменными арками. Такая конструкция позволяет экономить тонны стройматериалов и возводить более длинные мосты.
Уклон и местоположение моста рассчитываются заранее с помощью хоробата. Но верхний ярус с водопроводным желобом, скорее всего, надстраивается уже после того, как рабочие подводят ветку канала к склону лощины. Только по его уровню можно точно определить требуемую высоту моста.
Когда на пути лежит слишком глубокое ущелье, римские инженеры используют принцип сифона. На дне строится невысокий мост для поддержки системы труб, которые круто спускаются по одному склону и поднимаются по другому. Для прочности трубы на вертикальных участках отливают из свинца, чтобы они могли выдержать высокое давление воды.
В том месте, где канал водопровода достигает края ущелья, строится напорный резервуар. От его верхнего края отходят вниз трубы, в которые переливается по мере накопления вода. Пройдя по трубам и мосту, она по закону сообщающихся сосудов поднимается в приемный резервуар, расположенный на другом склоне на несколько метров ниже напорного. А оттуда поступает дальше в канал.
Но главная проблема для строителей — не долины, а горы. По возможности их стараются огибать. Но канал акведука не должен быть чересчур протяженным. Иначе уклон окажется слишком слабым. И вода просто не дойдет до Рима. Поэтому порой не остается ничего иного, как прокладывать туннели сквозь горы.
С помощью хоробата инженеры маркируют входное и выходное отверстия на склонах горы. И размечают на ее поверхности линию туннеля. В разных точках этой линии рабочие роют вертикальные шахты, а затем соединяют их горизонтальными проходами в толще горы. Для соблюдения расчетного угла наклона используются опущенные в шахты свинцовые отвесы, выровненные по мерным рейкам, установленным на поверхности. Но прокладывать туннель «шахтовым» методом через высокие горы слишком дорого и трудно. В этом случае две бригады рабочих просто роют его с двух сторон навстречу друг другу, что позволяет вдвое сократить сроки строительства.
Наконец туннели проложены, мосты наведены, строительство завершено. Наступает ответственный момент — первый запуск воды в акведук. На случай аварии на самых опасных участках водопровода дежурят ремонтники. У сифонных конструкций на склонах глубоких ущельев есть слабые места: загибы труб в местах стыка с мостами. При резком напоре воды они могут лопнуть.
Через несколько часов вода достигает городских стен и вливается в огромный бассейн — «кастеллу». От него отходят трубы из свинца и глины, по которым вода передается в распределительные резервуары в разных кварталах Рима. К концу республиканского периода их число достигает 137. Они же служат отстойниками, где оседают на дно песок и взвеси. Очищенная вода течет дальше — к общественным купальням, фонтанам и в дома богатых римлян.
Жители Рима могут бесплатно брать воду из фонтанов для питья и приготовления пищи. А также за небольшую плату мыться в общественных банях. И пользоваться туалетами, где нет кабинок, а стоки под сиденьями бесперебойно промываются. Но провести воду в дом по карману только богачам. Плата за эту роскошь зависит от диаметра входящей трубы. Служба городского водоснабжения использует трубы 25 стандартных размеров. И в I веке собирает с домовладельцев до 250 тысяч сестерциев в год.
В домах зачастую делается внутренняя разводка для подачи воды на кухню и в ванную. Равномерное давление в водопроводных сетях обеспечивают водонапорные башни «кастелла» высотой несколько метров. У многих богатых римлян есть даже горячая вода. Она поступает по трубам из котлов, для нагрева которых используется древесный уголь.
С помощью вентилей на концах труб можно в любой момент перекрыть водопровод. Но обычно домовладельцы не закрывают «кран» круглые сутки. В конце концов, за все заплачено. Запасы воды кажутся неисчерпаемыми.
Протяженность самого длинного магистрального водопровода Рима — 91 километр. Благодаря акведукам население города растет как на дрожжах. И к началу нашей эры достигает почти миллиона человек. Водопроводы строятся все выше.
Вскоре над улицами возносятся аркады высотой до 37 метров. Акведуки строятся не только в столице, но и во многих провинциях. Покоренные народы приобщаются к культуре завоевателей: переодеваются в римские тоги, ходят в амфитеатры, пользуются водопроводом.
Рим на пике своего могущества. Водопроводы стали символом его власти — и в Галлии, и в Северной Африке. «Разве можно сравнить бесполезные пирамиды или (...) строения греков с этими столь необходимыми сооружениями?» — пишет в конце II века до н. э. заведующий римскими акведуками Секст Юлий Фронтин. Он прав: римские водопроводы — самый социальный архитектурный проект античности. Они обеспечивали водой десятки тысяч людей и улучшали гигиеническую обстановку.
Военные триумфы принесли Риму величие. Но сохранить его, несмотря на все войны и смены власти, Вечный город смог только благодаря магистральным водопроводам.
Возможно, с небольшого первого водопровода, проложенного в 312 году до н. э. по инициативе цензора Аппия Клавдия, и начался беспримерный успех римской цивилизации.
