19.3　渡槽的起源

在古代已广泛传播的暗渠（第Ⅰ卷，边码532—534），本质上同古代矿工水平挖入山腰的坑道是一样的。亚美尼亚是近东地区最古老的采矿和冶金中心之一，再加上其他原因，它很可能是暗渠的源头。阿契美尼德（Achaemenian）国王统治时期（公元前6世纪—前331），波斯人已广泛使用暗渠。麦加斯梯尼（Megasthenes）发现，暗渠在公元前300年的印度北部已经使用得非常普遍，那里需要一批官员来“检查向引水管供水的封闭运河，让每条水管平等引水”［8］。此时，暗渠已传播到外高加索、阿富汗、中国新疆，它的建造是专家行会长达一个世纪的特权［9］。可能是在大流士一世（公元前521—前485）统治时期，波斯人把这种技术介绍到埃及，还特别地将它介绍到了哈里杰绿洲［10］。这项技术传播到整个撒哈拉沙漠，远至摩洛哥南部，并应用于罗马时期斐赞的加拉马。希腊—罗马时期的输水道都很相似。希腊最早的医学著作声称，优质的水是健康所必需的（图610）［11］。《希波克拉底集》（Hippocratic Collection）是一本写于约公元前400年的关于“空气、水和空间”的著作，其中有很多关于水的质量和大众健康的详细观察资料。为了得到优质的水，希腊人直接采用了近东的方法。雅典从彭特利库斯山引水的沟渠就是暗渠，它的地下水道大约每隔15米有一个垂直通风井。

在古希腊，另一种很流行的管线用石头支撑，穿山越岭，直接取最短的路径从源头引水。大约公元前6世纪萨摩斯岛的渡槽可能是最早的例子，希罗多德认为它是希腊大陆上3项最伟大的工程之一（图611）［12］。据他记载，渡槽的设计者是迈加拉的尤帕里诺斯（Eupalinus of Megara），他藉此成为第一个水利设计师，名字流传至今。

图608　在岩石中凿出的蓄水池，位于迦太基。

图609　恩格丁圣莫里茨发现的封闭式泉眼的平面图和截面图，可能属于晚期青铜时代。

萨摩斯岛的隧道长度超过1000米，从两端同时开凿。由于两段错开大约5米，所以源头的那一端不得不急剧弯曲，这样两段隧道才能连通。隧道横截面大约有1.75米见方，水在隧道地面上一条凿出的运河中流动。运河的坡度比隧道更大，入口处运河比隧道底面低大约2.5米，出口处低约8.3米。把黏土管放入运河，然后再埋上土，隔一定的距离安上连接柱。边码672提到了一些勘测装备，可能是萨摩斯人用来建造渡槽的。

在小亚细亚和别的地方，希腊人使用了一种新颖大胆的水利设施——虹吸管，省去了打隧道的昂贵费用，也不用安装弯弯曲曲的长距离重力引流管道。虽然小型虹吸管已经使用了几个世纪，但第一个试图解释它们工作原理的是希罗（活跃于65年）。用虹吸管作为穿过深谷的捷径要承受很大的压力，因此较低部位的虹吸管需要相应的强度。帕加马的渡槽建于公元前180年，是使用这种虹吸管的典型代表（图612）［13］。它依靠重力把山谷（海拔1174米）中的泉水引导到位于城市东面的哈奇奥乔奇奥（海拔375米）的两个沉淀池中，用压力泵将水从沉淀池中压出，流经两个山谷（海拔172米和195米），越过中间的山脊（海拔233米）到达城堡（海拔332米）。管道的行进路线可从支撑管道的相隔1.2米的厚石板看出，在较低的山谷中，必须克服高达20个大气压的压强。管道可能是金属的，穿越山谷是为了给位于山脚下城市新开发的地方供水。罗马时期用更可靠的沟渠系统代替虹吸管时，管道被移走了。

图610　希腊妇女淋浴图。出自一个花瓶的黑色图案，公元前6世纪。

图611　萨摩斯岛渡槽的简略截面图，可能是公元前6世纪的。

水流过石柱支撑的管道和水道，取最短的路径。从两端挖隧道，但是由于错误计算，需要转一个大弯才能使两个部分连通。

图612　帕加马渡槽简略截面图，显示出虹吸管基本上呈直线，通过两个山谷和中间的山脊，抬高到与城堡一样高的海拔位置。约公元前180年。

在从西西里岛、意大利南部到小亚细亚的那些希腊和希腊化的城市中，虹吸管和大水道是很有代表性的供水系统。可能是泄漏以及适合制造高压管道的材料很少的原因，罗马人很少用虹吸管。