其實偶爾看看B站歷史視頻的評論區(qū)還是不錯的，雖然會長一點血壓，不過好歹可以知道大家缺乏對哪些方面的了解，最近發(fā)現(xiàn)大家對非中國地區(qū)的灌溉有一點誤解，那也趁著這個機會好好科普一下。

羅馬可能并非最早建造渡槽的，公元前6世紀(jì)希臘人建造了一條供給給Samos的渡槽，但是第一條水密渠道的渡槽是在Pergamon修建的，并且擁有虹吸管，建于Eumenes II統(tǒng)治時期（公元前197年~159年）。

首先解釋一下，羅馬的高架引水渠，只是渡槽的一部分，而渡槽這么難造，其實有一部分很大一部分原因是距離問題，距離問題給給測量人員和建筑工人帶來的困難一樣多，還有就是地形地勢，有些渡槽之所以長，不僅是因為距集水的源頭與需要輸水的地區(qū)之間這段距離較遠(yuǎn)，還因為地勢較高。必須跨越或繞過障礙物，而坡度也是要有限制的。事實上，最好避免水平延伸導(dǎo)致水停滯，但同樣太強的傾斜也會導(dǎo)致流水侵蝕。所以，為了打破長斜坡上強水流的速度，羅馬的工程師們有時需要在兩段之間形成短落差（例如，Brévenne河上的渡槽、Cherchel何渡槽和Aqua Marcia河渡槽），這樣就有可能恢復(fù)盡量讓斜坡修暖man，采用水位調(diào)節(jié)水流的方法。不管這些建議是什么，渡槽的平均坡度似乎也是極其多變的。

與渡槽尺寸有關(guān)的另一個統(tǒng)計因素是其日容量，給羅馬城的供水里，其中三分之一屬于皇帝，三分之一屬于城外的農(nóng)田，剩下三分之一屬于公民，但如此，每個公民每天大約500升水的標(biāo)準(zhǔn)也超過了很多現(xiàn)代的城鎮(zhèn)供水標(biāo)準(zhǔn)。如果是首要目的是灌溉農(nóng)田的話，那么也會有所調(diào)整。

渡槽是用來把水從水源輸?shù)叫枰牡胤降?，羅馬人建造渡槽的原因很多，比如為了建筑公共浴室，也有很多的用于灌溉仍然是一個重要的部分。羅馬渡槽有許多類型，大體上分就是明渠和管道，管道大致有三種，陶土、鉛、木頭和石頭，羅馬人主要使用的三種類型為：明渠（rivi per canales structiles）、鉛水管（fistuli plumbei）和陶水管（tubili Virtuales）。

其中，明渠是用磚或者切割好的巖石建造的，很多人喜歡夸大鉛水管在羅馬水利體系的作用，似乎羅馬人只用鉛水管，甚至羅馬滅亡就是喝鉛水管的水，不過這是錯誤的，且不提維特魯威在《建筑十書》就已經(jīng)意識到了鉛對人體的危害，事實上，鉛這種材料只是用于制作包括倒虹吸管在內(nèi)的加壓管道和一些分管樞紐，當(dāng)龐大的水流經(jīng)過這么一部分鉛材質(zhì)的管道時，水里所含的鉛對人體的損害幾乎是微不足道的。

一套羅馬的水利系統(tǒng)，是非常非常完整的。源頭到聚水池（castellum divorsium），后面可能還會接上另一套完整且復(fù)雜的城市配水系統(tǒng)，不過這是只說農(nóng)業(yè)的。許多組成部分包括有遮蓋的渠道、貯存池、沉淀池、渡槽橋、地下管道和高架引水渠。一些渡槽還包括倒虹吸管，倒虹吸管還包括集水槽、加壓導(dǎo)管和貯槽，許多渡槽建在地面以下，由長長的地下管道組成。在渡槽沿線的一些位置修建了分支線路（vamus），以供應(yīng)額外的水。（當(dāng)然，這樣完整的體系大多數(shù)都是用于一些中大城市這些出現(xiàn)用水問題的地方進(jìn)行供水，即便壕如羅馬人也不可能給所有的農(nóng)業(yè)灌溉體系都完整的來上這么一套，畢竟農(nóng)業(yè)對水的質(zhì)量的要求肯定是生活用水的要求低，所以對于某些環(huán)節(jié)的要求可以松懈一點，比如沉淀池就可以省去，另外，渡槽的使用是為了引水，如果壓根就不存在缺水的情況的話，事實上沒有需要修建的必要。）

其實羅馬帝國時期有很多大型的灌溉設(shè)施，最典型的要數(shù)尼羅河，如果不說尼羅河，談?wù)勂渌貐^(qū)的，比如哈德良時代的一項法規(guī)lex rivi Hiberiensis就是管理埃布羅河谷大型渠道灌溉系統(tǒng)的使用的，根據(jù)這個，再根據(jù)埃布羅河谷上游已知的考古遺跡，那么整條灌溉體系長度肯定要超過100公里，并且埃布羅河谷中部至少有三個子系統(tǒng)，另外，每個子系統(tǒng)的長度都超過20和30公里。埃布羅河谷灌溉體系很大，不過北非（比如另一項跟灌溉有關(guān)的Lamasba法令，還有就是考古，許多阿爾及利亞與突尼斯的中型灌溉系統(tǒng)遺跡）和敘利亞那些地區(qū)還有許多很大的灌溉系統(tǒng)。大多數(shù)使用的技術(shù)在建造時并不新鮮，而在羅馬帝國時期，這些技術(shù)在美索不達(dá)米亞和埃及以外的地區(qū)的應(yīng)用規(guī)模，尤其是在敘利亞、北非和西班牙，以及水壩的廣泛應(yīng)用則成為了一個新現(xiàn)象。此外，羅馬人的水利工程體系不僅取決于所涉及的測量和施工技術(shù)，還取決于灌溉法和水權(quán)的發(fā)展框架，比如剛剛說的《lex rivi Hiberiensis》和《Lamasba》，還有《Tabula Contrebiensis》什么的。

有許多羅馬渡槽的例子可以討論，比如羅馬高盧城市Nemausus（現(xiàn)在是法國的尼姆）的castellum，這個渡槽約50公里，但整條高度差僅為17m，平均坡度為0.0008.5m/m，最小坡度為0.00007m/m。此外，這個渡槽的高架引水渠，Pont du Gard，它是羅馬高架引水渠里最大的一座，長275m，高48.4m，最大自由跨度24.5m，矗立兩千年而不倒。

羅馬人熱衷于使用虹吸管，尤其是在高盧，虹吸管包括一個集水槽，用于將渡槽的明渠水流轉(zhuǎn)換為一條或者多條管道，傾斜的管道被稱之為geniculus，并且有支架來支撐山谷中的管道，以及使用接收槽將管道水流轉(zhuǎn)化為明渠水流。最大的虹吸管也是高盧的，吉爾河渡槽來自，為羅馬城市Lugdunum和周圍的農(nóng)田供水。九條虹吸管總長度2600m長，根據(jù)估計，一天的流量大概為25000m3，最大的虹吸管建在Pergamon，長3000米，但是只有一根。

此外，羅馬人也會修建水庫，尤其是在西班牙、北非和中東這些地區(qū)，比如我們所說的Glanum9號渡槽，還有阿爾卑斯山腳下，也有一個設(shè)施用來收集地表水。以西班牙為例，至少有三座大壩，兩座為Merida供水，第三座大壩長550米，為Toledo供水，在Tripolitania以前有過種植業(yè)的地區(qū)，特別是在Leptis Magna周圍也有過大壩，雖然很低，但是很長，確保了灌溉地區(qū)的蓄水。除了土壩以外，羅馬還有一些石壩，這些大壩保存得更大，比如突尼斯的Kasserine大壩，底部寬7米，高10米，再或者是敘利亞的Harbaka大壩，最高處有20米。

至于意大利，在那里保存下來的水壩很罕見，一座大壩位于Sperlonga，具體在Pian della Salse的宅邸附近，然而最壯觀的一座是尼祿在Subiaco附近為宅邸供水而修建的水壩，由三個湖連在一起組成的人工湖，Simbruina stagna，每個湖有11個水壩，其中最大的一座現(xiàn)在已經(jīng)被毀，但是達(dá)到了130英尺（39米）的驚人高度，不過這就不是用來給農(nóng)田進(jìn)行灌溉的水壩了，我也就是順便一提。

水是從高處往低處流的，但是如果想要灌溉高處的土地，要么找到更高的水源進(jìn)行引水，要么就是用費時費力還量小的人工灌溉，但還有一個方法就是使用提水機，比如shadufs。

提水裝置的第一次出現(xiàn)大概是在公元前260年~前240年的亞歷山大港，拜占庭的Philo書里也提到過幾種提水裝置，有的是希臘原文，有的是阿拉伯文翻譯，不過盡管如此，也可以證明這些技術(shù)是在古典時代由希臘人發(fā)明的，而非中世紀(jì)的阿拉伯人的方面的，因為圖標(biāo)是按照希臘字母排列，而并非按照阿拉伯字母。

公元前三世紀(jì)時有許多這樣的裝置被制造起來，文獻(xiàn)有埃及莎草紙上托勒密統(tǒng)治者的一些措施，考古學(xué)也顯示了法尤姆農(nóng)業(yè)的擴張，這些裝置包括阿基米德螺旋，也包括同理同我國一致的水車。這些公元前三世紀(jì)新的希臘式的裝置包括提水輪，邊緣設(shè)有隔室，當(dāng)浸入水中時則填滿，在水車轉(zhuǎn)動，裝有水的隔室到達(dá)頂部時，則將水倒入收集槽。但在某些水流不能轉(zhuǎn)動輪子的地方（比如水井）也會使用處理，首先動物會繞著驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動，通過直角傳動裝置讓水車轉(zhuǎn)，這個東西和我國古代的牛轉(zhuǎn)翻車類似。在埃及亞歷山大城Wardian墓室的一幅壁畫展現(xiàn)出來了畜力水車，但是這幅畫的藝術(shù)風(fēng)格不確定，大概在公元前一世紀(jì)到公元一世紀(jì)。

還有就是一種水車的變體，驅(qū)動裝置是相同的，但是能把水提得更高。在這種水車的輪子并不是用來直接提水的，而是讓一根掛在睡車上的繩子或者鏈條運動起來，繩子或者鏈條下面再掛著一系列容器。這個裝置在阿拉伯語世界被稱之為saqiya，在伊比利亞半島被稱之為noria，在希臘的莎草紙上可能是被稱之為kulle kuklas，但整個裝置通常被稱之為簡單的機械。（這個東西的原理應(yīng)該同我國古代的翻車是一致的。）

當(dāng)然，這個歐洲版的翻車呢……在公元前三世紀(jì)，拜占庭的Philo是提到過的，考古上意大利的Cosa也有過證明，在公元前二世紀(jì)，有一個澡堂就用這個裝置把水從蓄水池提到巨大的浴池里。還有就是公元前一世紀(jì)早期，Cosa港的熏房就有一個這樣的系統(tǒng)，能把水提升16米，可能是送到附近與港口相連的別墅或者是制作amphora，一種瓶子的工場。不過這些例子都是城市的，而不是用于農(nóng)業(yè)灌溉。倫敦格雷街出土的一世紀(jì)的水車證明了這點，發(fā)現(xiàn)了兩個方形的大水晶，還有提水車的殘害，一座建于布狄卡起義之后，約公元63年，并且由木箱代替水桶，由大鐵鏈子鏈接在一起，另一口井還越是公元二世紀(jì)挖掘的，使用的是曲柄鐵鏈連接的木箱。此外，在高盧或者北非等地也同樣均有考古證明。

阿基米德螺旋也是公元前三世紀(jì)發(fā)明，至于長什么樣就看圖吧，它以一種角度浸入水中，通過螺桿的選擇，由一個密封腔壓向另一個密封腔，這個提升水的速度很快，但是升得不高，文獻(xiàn)資料證明了這種裝置在埃及用于灌溉。波利比烏斯將其稱之為“埃及螺絲”，不過，這個裝置用于礦山排水倒是不錯，目前考古上保留下來的例子都是在礦井里發(fā)現(xiàn)的（一方面也是因為地下提供了良好的保存條件）。

除了水車和阿基米德螺旋以外，還有一種提升水的機器，就是壓力泵，公元前2世紀(jì)由克特西比烏斯設(shè)計，最初它是由青銅制成的，并且需要比較昂貴的材料與精密的制作，用于礦井的放火與滅火，或者是馬戲團，再或者是用于向人群噴灑香水，但并不用于灌溉。在公元一世紀(jì)或二世紀(jì)的時候，被重新設(shè)計成了一塊中空的木頭，在一些北部省份均有發(fā)現(xiàn)，大概是用于城市和家庭別墅供應(yīng)，可能是用來澆花的，雖然是用于小園子，但是關(guān)于力泵虹吸的證據(jù)在莎草紙里的證據(jù)還是有一些的，只是很少。

這有點過于簡單了吧？羅馬人還有更復(fù)雜的，復(fù)雜到你很確信這玩意不會用來澆花。

另外還有一種更復(fù)雜的力泵，兩個垂直安裝的氣缸通過水平管道連接在其底座附近，管道中心有一個垂直輸送管，青銅進(jìn)氣閥的鉸鏈在每個氣缸的底部，因此它們可以向內(nèi)打開進(jìn)入氣缸，青銅活塞放置在每個氣功，當(dāng)活塞向下沖程時，由于氣缸底部的進(jìn)氣閥關(guān)閉，水進(jìn)入兩個連接氣缸的橫向管道，豎直的輸氣管底部有一個單項翻板閥，使水沿垂直方向流動，兩個氣缸中的活塞通過連接在一個杠桿的連桿移動，這使得活塞可以互相作用，這樣當(dāng)一個活塞向下，另一個活塞向上，這樣水就能噴出來了。

此外就是還有一些不確定的裝置，提升水的裝置通常以機械（但是也應(yīng)當(dāng)知道，希臘人或者說羅馬人所謂的機械，是一個不特定的術(shù)語，某些情況下可能指其他類型的裝置，可能包括阿基米德螺旋）出現(xiàn)在莎草紙學(xué)的證據(jù)里，這個屬于通常指的是翻車或者筒車，在公元一世紀(jì)到八世紀(jì)之間都有很好的證明，公元前三世紀(jì)只有一個單獨的參考文獻(xiàn)。一個存在但是意義不清的東西被稱作organon，在莎草紙上高頻出現(xiàn)（Organa這個詞在莎草紙上一共出現(xiàn)了72次，比它更多的只有Saqiyas的222次和Unspecified的124次），通常來講被解釋為一種提水裝置，但實際上也不能那么武斷，這個在公元后二世紀(jì)變成非常流行的詞語，是否可能是，用來指代shaduf，甚至它的含義是包括shaduf在內(nèi)的一系列裝置。此外還有一些裝置，部件上應(yīng)該是屬于提水裝置，但是又尚未確定，不清楚這些詞語是上述裝置的另一種叫法還是單獨一種。