This title was made available Open Access through a partnership with Knowledge Unlatched. IWA Publishing would like to thank all of the libraries for pledging to support the transition of this title to Open Access through the KU Select 2018 program. ©2019 The Author(s) This is an Open Access book distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-ShareAlike Licence (CC BY-SA 4.0), which permits copying and redistribution, provided that the original work is properly cited and that any new works are made available on the same conditions (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/). This does not affect the rights licensed or assigned from any third party in this book. Downloaded from https://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/523726/wio9781780401041.pdf by IWA Publishing user Evolution of WatEr Supply through thE MillEnnia andreas n angelakis, larry W Mays, Demetris Koutsoyiannis, and nikos Mamassis Downloaded from https://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/523726/wio9781780401041.pdf Evolution of Water Supply Throughout the Millennia Downloaded from https://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/523726/wio9781780401041.pdf by IWA Publishing user Downloaded from https://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/523726/wio9781780401041.pdf by IWA Publishing user Evolution of Water Supply Throughout the Millennia Andreas N Angelakis, Larry W Mays, Demetris Koutsoyiannis and Nikos Mamassis Downloaded from https://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/523726/wio9781780401041.pdf by IWA Publishing user Published by IWA Publishing Alliance House 12 Caxton Street London SW1H 0QS, UK Telephone: + 44 (0)20 7654 5500 Fax: + 44 (0)20 7654 5555 Email: publications@iwap.co.uk Web: www.iwapublishing.com First published 2012 © 2012 IWA Publishing Apart from any fair dealing for the purposes of research or private study, or criticism or review, as permitted under the UK Copyright, Designs and Patents Act (1998), no part of this publication may be reproduced, stored or transmitted in any form or by any means, without the prior permission in writing of the publisher, or, in the case of photographic reproduction, in accordance with the terms of licenses issued by the Copyright Licensing Agency in the UK, or in accordance with the terms of licenses issued by the appropriate reproduction rights organization outside the UK. Enquiries concerning reproduction outside the terms stated here should be sent to IWA Publishing at the address printed above. The publisher makes no representation, express or implied, with regard to the accuracy of the information contained in this book and cannot accept any legal responsibility or liability for errors or omissions that may be made. Disclaimer The information provided and the opinions given in this publication are not necessarily those of IWA and should not be acted upon without independent consideration and professional advice. IWA and the Author will not accept responsibility for any loss or damage suffered by any person acting or refraining from acting upon any material contained in this publication. British Library Cataloguing in Publication Data A CIP catalogue record for this book is available from the British Library Library of Congress Cataloging-in-Publication Data ISBN 9781843395409 (Paperback) ISBN 9781780401041 (eBook) Downloaded from https://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/523726/wio9781780401041.pdf by IWA Publishing user Contents List of authors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xvii List of reviewers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xix Prolegomena: The evolution of water supply throughout the millennia . . . . . . . xxi Chapter 1 Ancient gods and goddesses of water . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 L. W. Mays and A. N. Angelakis 1.1 Introduction: Mythology, Gods and Goddesses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Ancient Mesopotamian Mythology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.3 Ancient Egypt Mythology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.4 The Bronze era . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.5 Greek Mythology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.5.1 Olympian gods and goddesses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.5.2 Zeus or Poseidon of rain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.5.3 Nymphs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.6 Roman Mythology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.7 Celtic Mythology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.8 Hindu / Vedic Mythology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.9 Ancient Mesoamerica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.9.1 The Aztecs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.9.2 The Maya . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.9.3 The Inca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.10 Summary and Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Downloaded from https://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/523726/wio9781780401041.pdf by IWA Publishing user Chapter 2 Water for human consumption through history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 L. W. Mays, M. Sklivaniotis and A. N. Angelakis 2.1 Prolegomena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.2 Neolithic Age . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.3 Bronze Age . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.4 After the Bronze Age (Iron Age) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.5 Archaic and Classical Greek Periods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.6 Hellenistic Greek Period . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.7 Roman Period . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.7.1 Roman water supply systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.7.2 Water consumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2.8 Byzantine Period . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2.9 Ottoman Period ( ca . 1669 − 1898 AD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 2.10 Modern Times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 2.10.1 17th century . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 2.10.2 18th century . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 2.10.3 19th century . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 2.10.4 20th century . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 2.11 Epilogue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Chapter 3 History of water and health . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Joanna M. Pope, Mark H. Weir and Joan B. Rose 3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 3.2 Thoughts on Waterborne Disease Throughout History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 3.2.1 The faecal-oral cycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 3.2.2 A brief history of disease and water . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 3.2.3 The language of infectious disease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 3.3 Evidence of Water-Related Disease in Egyptian Mummies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 3.3.1 The influence of The Nile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 3.3.2 Life of the Schistosoma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 3.3.3 A history of mummification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3.3.4 Examining the mummies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 3.4 The Plague of Athens: A Waterborne Disease Story . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 3.5 Water, Disease and Death in the American Civil War: 1861 − 1866 . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 3.6 Arsenic Exposure in Bangladesh: “ Safe ” Drinking Water Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 3.6.1 History and geography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 3.6.2 Technological developments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 3.6.3 International involvement in water quality issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 3.6.4 Arsenic abundance and utilisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 3.6.5 The scale of the arsenic problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Evolution of Water Supply Throughout the Millennia vi Downloaded from https://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/523726/wio9781780401041.pdf by IWA Publishing user 3.6.6 Remediation strategies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 3.6.7 Diagnosis and treatment of arsenicosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 3.7 Contemporary Outbreaks of Water-Related Disease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 3.7.1 Conflict and disease . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 3.7.2 Natural disasters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 3.7.3 Poverty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 3.7.4 Engineering / treatment failure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 3.8 Lessons Learned or Not . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 Chapter 4 Diachronic evolution of water supply in the Eastern Mediterranean . . . . . . . . . 77 K. Voudouris 4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 4.2 Availability of Water . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 4.3 Hydraulic Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 4.3.1 Ancient Korinthos-Hadrian ’ s aqueduct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 4.3.2 Qanats in Greece . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 4.3.3 Tunnel of Samos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 4.4 Discussion and Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Chapter 5 Water and water supply technologies in ancient Iran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 Seyed Ali Mahmoudian and Seyed Navid Mahmoudian 5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 5.2 Plateau of Iran, the Cradle of Present Civilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 5.3 Historical Aspects of Water and Water Supply in Iran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 5.3.1 Water in ancient Iran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 5.3.2 The establishment of water administration during the Achaemenid era . . . . . . . 94 5.3.3 Water flow measurement in ancient Iran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 5.3.4 Water from the point of view of Islam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 5.3.5 Water knowledge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 5.3.6 An overview of water supply methods in ancient Iran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 5.4 Water and Water Supply Techniques in Ancient Iran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 5.4.1 Qanat, a purely Iranian invention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 5.4.2 The 3300-year-old water conveyance and physical treatment system in Chogha Zanbil, another symbol of ancient Iranian structure . . . . . . . . . . . . . . . . 102 5.4.3 Water supply, storage and construction of integrated surface water runoffs and sewerage networks (innovation in town planning dating back 2500 years) . . . 104 5.4.4 Subterranean water reservoirs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 5.4.5 Ice – chambers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 5.4.6 Dam construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 Contents vii Downloaded from https://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/523726/wio9781780401041.pdf by IWA Publishing user 5.4.7 Gavgard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 5.4.8 Water mills . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 5.5 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 Acknowledgements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 Chapter 6 A historical perspective on the development of water supply in Egypt . . . . . 127 F. A. El-Gohary 6.1 Geography, Climate and Water Resources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 6.2 The Prehistory of Egypt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 6.3 Water Resources in Ancient Egypt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 6.3.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 6.3.2 The Nile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 6.3.3 Water resources management in Ancient Egypt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 6.4 Agriculture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 6.4.1 Farming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 6.4.2 Irrigation systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 6.5 Historical Development of Water Supply Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 6.5.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 6.5.2 Tunnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 6.5.3 Cistern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 6.6 Water Treatment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 6.7 Sanitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 6.8 The History of Plumbing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 6.9 Water Resources Management in Modern Egypt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 6.9.1 Aswan Dams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 6.9.2 Implementation of new projects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 6.10 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Chapter 7 The impact of climate changes on the evolution of water supply works in the region of Jerusalem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 A. S. Issar and M. Zohar 7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 7.2 Present Climate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 7.3 Climates of the Past . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 7.4 Geo-Hydrology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 7.5 The Impact of Climate Changes on the Ancient Water Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 7.5.1 Impact of climate changes during prehistory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 7.5.2 Impact of climate changes during history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 7.6 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 Evolution of Water Supply Throughout the Millennia viii Downloaded from https://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/523726/wio9781780401041.pdf by IWA Publishing user Chapter 8 History of water supply in pre-modern China . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 P. Du and A. Koenig 8.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 8.2 Ancient Capitals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 8.2.1 Siting and layout of Chinese capitals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 8.2.2 Yangcheng (Eastern Zhou Dynasty) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 8.2.3 Chang ’ an / Xi ’ an (Han, Sui, Tang Dynasties) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 8.2.4 Luoyang (Han, Wei, Tang Dynasties) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 8.2.5 Nanjing (Wu, Southern Tang, Ming Dynasties) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 8.2.6 Dongjing or Bianjing / Kaifeng (Northern Song Dynasty) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 8.2.7 Hangzhou (Southern Song Dynasty) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 8.2.8 Zhongdu / Dadu / Beijing (Liao, Jin, Yuan, Ming, Qing Dynasties) . . . . . . . . . . . . 184 8.3 Canal Towns on Lower Yangtze Flood Plain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 8.3.1 City of Suzhou . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 8.4 Chinese Frontier Cities with Ethnic Minorities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190 8.4.1 Lijiang (branched canal system in mountainous region) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190 8.4.2 Turpan (Karez system in desert region) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 8.5 Multi-Purpose Water Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 8.5.1 Dujiang weir – water supply for Chengdu City . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 8.5.2 Tashan Weir – Water supply for Ningbo City . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 8.5.3 Mulanbei weir – water supply for Putian City . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 8.6 Main Methods of Water Supply in Premodern Cities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 8.6.1 Wells and water lifting devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 8.6.2 Transfer and conveyance of water through canals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 8.6.3 Conveyance of water through pipes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 8.6.4 Storage of water in reservoirs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206 8.6.5 Water gates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206 8.6.6 Delivering water by water carts and water carriers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 8.6.7 Water quality control techniques and rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 8.7 Introduction of Western Waterworks Starting in Late 19Th Century . . . . . . . . . . . . . . . . 210 8.7.1 The opening of China . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 8.7.2 Modern waterworks until 1911 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 8.7.3 Modern waterworks after 1911 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 8.8 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 Appendix A.1: Table of Dynasties and Periods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 Appendix A.2: Map of China Showing Location of Cities Mentioned in Sections 8.2 to 8.5 221 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 Chapter 9 Evolution of water supply technologies through the centuries in Crete, Greece . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 A. N. Angelakis, E. G. Dialynas and V. Despotakis 9.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 Contents ix Downloaded from https://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/523726/wio9781780401041.pdf by IWA Publishing user 9.2 Physical Setting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 9.2.1 Location . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 9.2.2 Climate conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 9.2.3 Hydrology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 9.3 The Significance of Water Supply for Ancient Cretan Civilizations . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 9.3.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 9.3.2 Minoan civilization ( ca. 3200 − 1100 BC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 9.3.2 Historical times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 9.3.3 Medieval times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 9.3.4 Modern times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 9.3.5 Present times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 9.4 Discussion and Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 Acknowledgements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 Chapter 10 A brief history of urban water management in ancient Greece . . . . . . . . . . . . 259 N. Zarkadoulas, D. Koutsoyiannis, N. Mamassis and A. N. Angelakis 10.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259 10.2 Prehistoric Greece . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 10.3 Archaic Greece: The Formation of the City-State and the Impact of Tyranny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 10.3.1 Urbanisation: The model of the city – state . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 10.3.2 City siting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 10.3.3 Safety of water supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 10.3.4 Economic growth, institutional progress and the tyranny . . . . . . . . . . . . . . . . 262 10.3.5 Typical water projects during tyranny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 10.4 Classical Greece: The Contribution of Democracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265 10.4.1 Athenian urban water management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265 10.4.2 The contribution of Hippodamos on city planning and its effects on water infrastructures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 10.5 The Evolution During the Hellenistic Period . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 10.6 Discussion and Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269 Acknowledgements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 Chapter 11 Sustainable water supply in pre-Columbian civilizations in Ancient Peru and South America . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 A. Reyes-Knoche 11.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 11.2 The Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 11.2.1 Geographic, hydrologic and climatic conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 Evolution of Water Supply Throughout the Millennia x Downloaded from https://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/523726/wio9781780401041.pdf by IWA Publishing user 11.2.2 Three drainage basins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 11.2.3 Climate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 11.2.4 El Niño phenomenon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 11.2.5 Other natural occurrences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 11.3 Indicative Timeline of Selected South American Pre-Columbian Civilizations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 11.4 The Inca Empire “ Tahuantinsuyo ” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276 11.4.1 Extension, origin and accomplishments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276 11.4.2 Institutional framework and organisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 11.5 The Pre-Columbian Water Resources Heritage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 11.5.1 Caral-Supe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 11.5.2 Chavín . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 11.5.3 Mochica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284 11.5.4 Nazca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 11.5.5 Pre-Columbian surveying instrument . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288 11.5.6 Tiahuanaco and Huari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289 11.5.7 Chimú . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290 11.5.8 Other pre-Columbian civilizations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 11.5.9 Inca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292 11.5.10 Water cult / culture and mythology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293 11.6 Conclusions and Final Comments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296 Chapter 12 Historical development of water supply in Cyprus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301 C. A. Kambanellas 12.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301 12.2 Physical Setting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301 12.2.1 Location . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301 12.2.2 Climate conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 12.2.3 Hydrology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303 12.3 Development of Water Supply in Cyprus Through the Centuries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 12.3.1 Neolithic Age (8500 – 3900 BC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 12.3.2 Chalcolithic Age (3900 – 2500 BC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 12.3.3 Bronze Age (2500 – 1050 BC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305 12.3.4 Geometric period (1050 – 750 BC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305 12.3.5 Archaic and classical period (750 – 325 BC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305 12.3.6 Hellenistic period (325 – 58 BC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307 12.3.7 Roman period (58 BC – 330 AD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 12.3.8 Byzantine period (330 – 1191 AD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 12.3.9 Frankish (Lusignan) period (1191 – 1489 AD) and Venetian period (1489 – 1571 AD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 12.3.10 Modern times (1571 – 1960 AD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 Contents xi Downloaded from https://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/523726/wio9781780401041.pdf by IWA Publishing user 12.3.11 Present time – Republic of Cyprus (1960 – 2011) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315 12.4 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316 Acknowledgements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317 Chapter 13 Water supply in the Middle East during Roman and Byzantine periods . . . . . 319 Benoît Haut and Didier Viviers 13.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319 13.1.1 Some elements of Middle East history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319 13.1.2 Some generalities about water in the Middle East during Roman and Byzantine periods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320 13.1.3 Structure of this chapter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321 13.2 Information about Some Important Cities in the Middle East During Roman and Byzantine Periods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322 13.2.1 Ephesus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322 13.2.2 Perge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322 13.2.3 Aspendos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322 13.2.4 Apamea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 13.3 Water Transport Outside the City Limits: The Aqueducts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 13.4 Entrance of Water in the City and Distribution Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330 13.4.1 Case study: Apamea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330 13.5 Water Transport Inside the City Limits: Masonry Channel and Pipelines . . . . . . . . . . 335 13.5.1 Masonry channels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335 13.5.2 Piping systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340 13.6 Urban Water Use: Latrines, Baths, Fountains and Cisterns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342 13.6.1 Latrines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342 13.6.2 Baths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342 13.6.3 Fountains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346 13.6.4 Cisterns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346 13.7 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 Chapter 14 Water supply management technologies in the Ancient Greek and Roman civilizations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .