Aquädukt

Ein Aquädukt leitet Wasser von einer fernen Quelle in eine Stadt, und zwar in einem Kanal, der auf ganzer Länge ganz leicht abfällt, sodass allein die Schwerkraft das Wasser in Bewegung hält. Die Römer bauten Hunderte davon, in Tunneln, in überdeckten Gräben und auf Bogenreihen wie dem Pont du Gard; manche lieferten Zehntausende Kubikmeter am Tag.

Was es ist

Ein Aquädukt ist ein künstlicher Wasserlauf, der Wasser von einer Quelle dorthin bringt, wo Menschen es brauchen. Den größten Teil seiner Strecke sieht man nicht: ein überdeckter Kanal aus Stein oder Beton, der in einem Graben oder Tunnel am Hang entlangläuft. Die hohen Bogenreihen, an die man zuerst denkt, stehen nur dort, wo der Kanal ein Tal überqueren musste, ohne an Höhe zu verlieren.

Die Tafel zeigt eine solche Talbrücke, wie sie im 1. Jahrhundert n. Chr. bei Nîmes über den Gardon gebaut wurde. Der Kanal verläuft auf der obersten Bogenreihe.

Wie es funktioniert

Wo das Wasser in einem offenen Gerinne fließt, also auf dem größten Teil eines Aquädukts, muss der Kanal von der Quelle bis zur Stadt stetig fallen, darf nie ansteigen und nie zu steil werden. Bei zu wenig Gefälle fließt das Wasser träge und lagert seinen Schlamm ab, bei zu viel greift es den Putz an. Der Aquädukt von Nîmes ist etwa 50 km lang und verliert zwischen Quelle und Stadt nur 12 bis 13 m (die Messungen weichen leicht ab), im Mittel also rund 25 cm pro Kilometer, auf manchen Abschnitten deutlich weniger. Auf dem Pont du Gard selbst beträgt das Gefälle nur wenige Zentimeter.

Der Kanal, specus genannt, war meist etwa so breit wie ein Mann und etwas höher, damit Arbeiter hineingehen und ihn reinigen konnten. Boden und Wände trugen opus signinum, einen Kalkmörtel mit zerstoßenen Ziegeln und Scherben, der hart abbindet und dicht hält. Gerundete Wülste am Fuß der Wände schlossen die Ecken, wo Lecks zuerst entstehen. Steinplatten oder ein Gewölbe deckten den Kanal ab, hielten Schmutz und Sonne fern und verhinderten, dass sich das Wasser erwärmte.

Ein solches Gefälle über Dutzende Kilometer abzustecken, war Sache der Vermesser. Vitruv beschreibt im späten 1. Jahrhundert v. Chr. den Chorobat, einen langen Holztisch, an dessen Loten, bei Wind an einer mit Wasser gefüllten Rinne, man ablesen konnte, ob er waagrecht stand. Mit ihm und mit Visierstangen übertrug ein Trupp eine Höhenlinie durch die ganze Landschaft und markierte das Gefälle an Pflöcken.

Ein Düker: Das Wasser steigt am Gegenhang wieder an, aber nie ganz bis auf seine Ausgangshöhe.

Tiefe Täler ließen sich auch mit einem Düker, einer Druckleitung, überwinden. Das Wasser floss in ein Becken am diesseitigen Hang, lief durch dichte Bleirohre hinab, querte die Talsohle auf einer niedrigen Brücke und stieg am Gegenhang zu einem zweiten, etwas tiefer gelegenen Becken auf. Schon Vitruv beschreibt diese Anordnung und nennt die lange, fast waagrechte Strecke über die Talsohle venter, den Bauch. Düker sparten Mauerwerk, doch das Blei war teuer, und die Verbindungen mussten hohem Druck standhalten. Nach der üblichen Übersetzung sieht sein Text auch Entlüftungen vor, durch die eingeschlossene Luft entweicht; was sein Fachwort genau meint, ist allerdings umstritten. Für gewöhnliche Leitungen zog er Tonrohre vor, weil er Wasser aus Bleirohren für ungesund hielt.

Das runde Verteilerbecken von Nîmes, aus dem zehn Bleirohre das Wasser in die Stadtviertel führten.

In der Stadt erreichte das Wasser ein Verteilerbauwerk, das castellum. Vitruv beschreibt eines, das in drei Teile gegliedert ist, mit getrennten Abgängen für die öffentlichen Brunnen, die Thermen und die Privathäuser, so angelegt, dass die Brunnen als letzte trockenfielen. Das erhaltene in Nîmes ist ein rundes Becken von etwa 5,5 m Durchmesser, aus dem zehn Bleirohre die Viertel versorgten. Das Wasser floss Tag und Nacht; was nicht gebraucht wurde, spülte die Abwasserkanäle. Vitruv fügt hinzu, dass die Abgaben der Privathaushalte den Unterhalt des Aquädukts bezahlen sollten. Für Nîmes reichen die Schätzungen der Wassermenge von etwa 20.000 bis 40.000 m³ am Tag, und das Wasser brauchte rund einen Tag von der Quelle bis in die Stadt.

Wie man ihn baut

Große römische Aquädukte verlangten öffentliche Mittel, geübte Vermesser und große Bautrupps. Im Gartenmaßstab bringen dieselben Grundsätze Wasser ohne Pumpe von einer Quelle oder einem Regenwassertank zu einem Teich oder Beet.

Der Chorobat: ein Nivelliertisch von etwa 20 römischen Fuß, geprüft mit Loten oder mit Wasser in einer Rinne.

Höhen ermitteln. Markieren Sie Quelle und Ziel und messen Sie den Höhenunterschied. Ein durchsichtiger, mit Wasser gefüllter Schlauch dient als moderner Chorobat: An beiden Enden steht das Wasser gleich hoch. Setzen Sie alle paar Meter einen Pflock und notieren Sie dessen Höhe.

Gefälle festlegen. Ein glatter Kanal mit sauberem Wasser braucht meist einige Millimeter Gefälle pro Meter; bemessen Sie ihn für die erwartete Wassermenge und vermeiden Sie steile Abschnitte, auf denen das Wasser zu schnell flösse. Verteilen Sie das Gefälle so gleichmäßig, wie es das Gelände erlaubt, und folgen Sie lieber in einem Bogen der Höhenlinie, als eine Kuppe zu überqueren, an der das Wasser stehen bliebe.

Graben und Kanal verlegen. Heben Sie den Graben auf die markierten Tiefen aus, verdichten Sie die Sohle und verlegen Sie den Kanal: Halbschalen aus gebranntem Ton, eine gemauerte Rinne mit einem Putz aus hydraulischem Kalk- oder Zementmörtel, der vor dem ersten Wasser aushärten muss, oder einfach ein Rohr. Prüfen Sie das Gefälle an jeder Verbindung mit dem Schlauch. Bei Mauerwerk die Fugen abdichten und die Innenecken ausrunden.

Absetzbecken einbauen. Bauen Sie gleich hinter der Quelle ein kleines Becken, in dem das Wasser langsamer wird und seinen Sand ablagert, bevor es in den Kanal fließt. Ein Gitter hält Laub zurück, ein Überlauf verhindert, dass ein Hochwasser die Anlage sprengt.

Abdecken. Schließen Sie den Kanal mit Platten oder Ziegeln. Abgedecktes Wasser bleibt sauberer und kühler, und es wachsen weniger Algen darin.

Sicherheit. Grabenwände können einstürzen, besonders in lockerem oder nassem Boden: vor der Arbeit in einem tiefen Graben abstützen oder abschrägen und nie allein darin arbeiten. Für Wasser, das Menschen oder Tiere trinken, keine Bleirohre und kein Bleilot verwenden, und die Anlage als Nicht-Trinkwasser betrachten: Das Wasser nicht trinken. Kalkmörtel ist ätzend: Handschuhe und Schutzbrille tragen, beim trockenen Mischen von Kalk auch eine Staubmaske. Jedes offene Becken ist für kleine Kinder eine Ertrinkungsgefahr: einzäunen oder abdecken. Bögen oder Mauern über Kopfhöhe bedeuten Arbeit in der Höhe mit schweren Steinen: ein richtiges Gerüst verwenden und einen Maurer um Rat fragen.

Geschichte und Entwicklung

Wasserleitungen sind viel älter als Rom. Der assyrische König Sanherib ließ zwischen etwa 703 und 690 v. Chr. einen Kanal nach Ninive bauen, der bei Jerwan ein Tal auf einer über 280 m langen Kalksteinbrücke überquerte. Sie gilt oft als älteste bekannte Aquäduktbrücke.

Roms erster Aquädukt, die Aqua Appia, wurde 312 v. Chr. unter dem Zensor Appius Claudius Caecus begonnen, der auch die Via Appia anlegte. Er war etwa 16,5 km lang und lag fast vollständig unter der Erde. Weitere folgten: der Anio Vetus 272 v. Chr., die über 90 km lange Aqua Marcia 144 v. Chr., schließlich Aqua Claudia und Anio Novus, vollendet 52 n. Chr. Ende des 1. Jahrhunderts ernannte Kaiser Nerva Frontinus zum Wasserbeauftragten; seine Schrift verzeichnet neun Aquädukte der Stadt mit ihren Längen und den Betrügereien, auf die er stieß.

Der Pont du Gard entstand wahrscheinlich zwischen etwa 40 und 60 n. Chr., manche Untersuchungen dehnen den Zeitraum bis 80 aus. Seine drei Reihen haben 6, 11 und 35 Bögen; 12 weitere der obersten Reihe sind verloren. Die großen Kalksteinblöcke seiner Bögen, manche bis zu 6 Tonnen schwer, liegen ohne Mörtel aufeinander. Der Aquädukt von Nîmes fiel außer Betrieb, als Ablagerungen und Wurzeln ihn verstopften, vermutlich bis zum 6. Jahrhundert. Die Brücke blieb auch deshalb erhalten, weil man sie als Flussübergang nutzte; 1743–1747 setzte Henri Pitot eine Straßenbrücke an ihre unterste Reihe, seit 1985 ist sie Welterbe.

Mittelalterliche Städte und Klöster bauten kleinere Aquädukte, und moderne Versorgungsnetze verbinden Freispiegelkanäle und Stollen mit Druckleitungen, Pumpen und Hochbehältern. Ein gleichmäßiges, sanftes Gefälle bestimmt bis heute Kanäle, Abwassersysteme und andere Leitungen, in denen das Wasser durch Schwerkraft fließt.