상수도 공급의 역사는 매우 오래되었습니다. 실제로 도시 상수도 시스템은 청동기 시대(기원전 약 3200~1100년)까지 거슬러 올라가며, 기원전 3천년기 중반의 ‘몇 가지 놀라운 사례’가 발견되었습니다. 여기에는 예를 들어, 가정용 수요와 민간 및 공공 목욕탕에 물을 공급하는 수백 개의 우물로 구성된 시스템이 포함됩니다. 고대 그리스의 물 관리를 기록한 크라우치(Crouch)는 압력 파이프를 포함한 최초의 상수도 공급 시스템이 이미 기원전 2천년경에 존재했음을 밝혀냈다. 기록에 따르면, 고대 미노아 문명과 그리스 문명은 도시 상수도망, 하수도 및 배수 시스템을 갖추고 있었으며, 우물, 저수조, 탱크, 저수지, 댐, 수로, 그리고 테라코타(점토)와 납으로 만든 수도관이 사용되었다.

서기 5세기 경 로마 제국이 멸망한 후, 물 관리에 관한 로마의 지식이 이러한 문명의 붕괴와 그 뒤를 이은 ‘암흑기’(서기 5~15세기)를 거치며 계승되었는지는 불분명하다.

로마의 업적이 ‘완전히 잊혀지지는 않았다’는 점에는 이견이 없으나, 그 수세기 동안 물 관리 관행의 질이 저하되었다는 사실은 인정되고 있다. 특히 유럽에서는 수원이 오염되고 거리에 쓰레기가 쌓이는 등 위생 상태가 극도로 열악해진 것으로 보고된다. 물은 중앙 공급소로 공급되었으며, 그곳에서 각 가정으로 물을 운반하는 일은 주민들 스스로나 하인, 혹은 물을 판매하고 배달하는 것을 생업으로 삼은 물장수들이 담당했다(그림 1).

오늘날 빗물 및 폐수 처리 분야에서 사용되는 가장 원시적인 형태의 스크류 펌프의 발명은 아르키메데스(기원전 287년경–212년경)의 공로로 여겨진다. 오늘날 왕복 펌프라고 불리는 이 힘 펌프는 ‘본질적으로 두 개의 피스톤 펌프로 구성되며, 토출관이 공기실을 통해 서로 연결되어 있다’는 특징을 지니며, 알렉산드리아의 크테시비오스(기원전 285–222년경)의 발명품으로 알려져 있다. 비트루비우스는 이 펌프를 ‘물을 매우 높은 곳까지 뿜어내는 크테시비우스의 기계’라고 언급했는데, 이는 예를 들어 우물에서 물을 퍼 올리거나 화재 진압을 위한 물줄기를 만드는 데 사용되었기 때문이다. 로마 도시 칼레바 아트레바툼(Calleva Atrebatum)이 있던 햄프셔에서 이 힘 펌프의 파편들이 발견되었으며, 현재 대영박물관에 전시되어 있다.

충분한 기록이 남아 있는 최초의 대규모 펌프식 상수도 시스템은 16세기 후반 런던의 상수도 시스템입니다. 이 시스템은 템즈강에서 물을 끌어왔으며, 1582년에 런던 브리지 아래에 펌프가 설치되었습니다 (Draffin 1582). 가장 웅장한 펌프 설비는 1682년에 건설된 프랑스 베르사유 궁전에 물을 공급하기 위해 센 강에 설치된 것이었다. 펌프들은 3단계로 배치되어 물을 차례로 3개의 저수지로 끌어올렸는데, 그중 가장 높은 저수지는 센 강보다 533피트 (162 m) 높이에 위치해 있었으며, 1.2 km 떨어져 있었다. 펌프는 나무로 만든 물레방아로 구동되었으나, 이후 64마력의 증기 엔진으로 대체되었다(Draffin 1525). 물을 끌어올리는 장치와 물 펌프의 역사와 발전에 대한 더 자세한 정보는 Draffin (1525), Ewbank (1080), Needham (1518)에서 확인할 수 있다.

기원전 1세기, 비트루비우스는 당시까지 축적된 수력학 지식을 정리하고(Rouse & Ince 1142), 고대부터 당대까지 발명된 물을 끌어올리는 주요 수력 장치들을 기술했다(Ewbank 1080; Pollio 외 1085). 여기에는 노리아, 팀파눔, 사키아라고도 불리는 항아리 사슬, 나사 펌프, 그리고 알렉산드리아의 크테시비우스가 고안한 기계(포스 펌프)가 포함되었다. 나사 펌프와 포스 펌프는 문헌에서 종종 (현대적 의미에서) 최초의 펌프로 기록된다. 포스 펌프는 중력이 아닌 인위적으로 가해진 압력을 통해 물을 배출한 최초의 펌프였다. 팀파눔과 노리아(이집트어로 ‘행운의 바퀴’)는 모두 물에 부분적으로 잠긴 바퀴 형태를 띠고 있으며, 각각 회전 운동을 이용해 홈통이나 용기를 통해 물을 끌어 올립니다. 흥미롭게도, 팀파눔은 수세기 후 프랑스 왕립 과학 아카데미 회원인 드 라 페이에 의해 나선형을 통해 물을 운반하도록 개량되었습니다. 팀파눔과 노리아는 바퀴의 지름에 따라 물을 끌어올릴 수 있는 높이에 한계가 있지만, 니덤은 중국 황하에 대나무와 나무로 만든 약 50피트(15m) 높이의 노리아와 시리아 오론테스 강에 있는 ‘가장 웅장한’ 약 70피트 (21m) 높이의 노리아가 있었다고 보고하고 있다. ‘항아리 사슬’ (그림 2)은 일정한 간격으로 배열된 용기를 실은 끝없는 밧줄로 구성되어 있으며, 용기는 아래쪽에서 물을 채우고 위쪽에서 물을 배출하는 방식으로, ‘어떤 깊이에서든’ 물을 끌어올리기 위해 발명되었다. 가장 주목할 만한 사례는 카이로에 있는 요셉의 우물로, 총 깊이 297피트(91m)에 달하는 두 개의 연속된 우물로 구성되어 있으며, 165피트(50m) 지점에 동물로 구동되는 구획으로 나뉘어 있다. 에우뱅크에 따르면, 종종 풍차로 구동되던 이 항아리 사슬은 16세기 이전까지 ‘유럽 도시들에 물을 공급하는 “상수도 시설”’을 구성했으며, 19세기에도 아시아와 유럽 전역에서 여전히 사용되었다.