Ancient food and water supply in drylands: Geoarchaeological perspectives on the water harvesting systems of the two ancient cities Resafa, Syria and Petra, Jordan

Abstract

Two ancient cities in the dryland of West Asia are investigated in this thesis with a focus on different aspects of their water and food supply systems. Resafa initially a fortified Roman military post located in the Syrian desert steppe, has been a Christian pilgrimage site and was the residence of the Ummayyad Caliph Hisham ibn ‘abd al-Malik. The city was finally abandoned in the 13th century AD after the Mongol invasion. Nowadays, the well-preserved city walls, ruined churches and large cisterns attest to Resafas former religious, political and economic importance that lasted from the 1st to the 13th century AD. The city is located ∼ 25km to the south of the Euphrates at the confluence of various wadi systems that drain the surrounding undulating desert steppe. The drinking water supply of the city relied predominantly on an elaborated floodwater harvesting system. The major research question in Resafa was how reliable this floodwater harvesting system was. The reliability is assessed by applying a rainfall runoff model. Moreover constructional details of the floodwater harvesting system are investigated by applying a hydraulic model. The main findings of this study were that the floodwater harvesting system was reliable. In general the floodwater harvesting system could have harvested a sufficient amount of water at least every 13 – 14 months. Furthermore, it could be shown that the floodwater harvesting system consisted in addition to a previously excavated dam and large cisterns, of a several hundred meter long embankment system that channeled the floods to the dam. Ancient Petra was the capital of the Nabataean kingdom and was founded around the beginning of the Common Era in the arid Eastern Highlands of Jordan. The city was annexed by the Romans at the beginning of the 2nd century and finally abandoned in the 4th century AD when. The unfavorable environs of Petra were reclaimed by installing numerous agricultural terraces, dams and channels. Little is known about the chronology, development and dynamics of this cultural landscape. The main research questions include: When did the reclamation of the environs around Petra began and what where the effects of this development on the environment? The chronological methods applied were Optical Stimulated Luminescence (OSL) Dating and radiocarbon dating. The chronological study is supplemented with geomorphological field and laboratory work. The focus lies on the terraced wadi systems of the region. The major results are that the agricultural terraces were most likely built around the beginning of the Common Era and used, maintained and extended at least until the 8th century AD. The terraces converted the formerly gravel-bedded wadis and floodplains of the region to arable land.

Zwei antike Städte in den Trockengebieten West Asien werden hinsichtlich verschiedener Aspekte ihrer Wasser- und Essensversorgungssysteme in dieser Dissertation untersucht. Resafa wurde ursprünglich als einer von vielen römischen Limesposten in der syrischen Wüstensteppe gegründet. Im 6. Jahrhundert wurde Resafa ein christlicher Pilgerort und im 7. Jahrhundert von dem Ummayaden Kalifen Hisham ibn ‘abd al-Malik als Residenz erwählt. Heutzutage zeugen eine gut erhaltene Stadtmauer, verfallene Kirchen und riesige Zisternen von der einstigen wirtschaftlichen, religiösen und ökonomischen Bedeutung der Stadt. Die Stadt liegt ungefähr 30 km südlich des Euphrats an dem Zusammenfluss verschiedener Wadiläufe. Die Trinkwasserversorgung Resafas basierte hauptsächlich auf einem System das es ermöglichte die regelmäßigen Fluten der Wadis abzuleiten und in großen Zisternen zu speichern. Die Hauptforschungsfrage im Falle Resafa war wie verlässlich dieses System funktionierte. Dieser Frage wurde durch die Anwendung eines Niederschlags-Abfluss-Modells nachgegangen. Des Weiteren wurden bautechnische Details dieses Wasserversorgungssystems mit Hilfe eines hydraulischen Modells erforscht. Die Haupterkenntnisse dieser Studie sind, dass das Versorgungssystem verlässlich funktioniert hat. Es konnte normalerweise alle 13 – 14 Monate eine ausreichende Menge an Wasser gewonnen werde. Des Weiteren konnte mit Hilfe der hydraulischen Simulation die bautechnischen Kenntnisse über das Flutwassersystem erweitert werde. Neben einem in vorherigen Studien ausgegrabenen Damm der über ein Kanalsystem mit verschiedenen Zisternen verbunden war konnte gezeigt werden, dass ein mehrere hundert Meter langes Deichsystem die Fluten zu diesem Damm geleitet hat. Ferner dienten die Deiche höchstwahrscheinlich zum Hochwasserschutz. Das antike Petra war die Hauptstadt des nabatäischen Königreiches. Sie wurde ungefähr um die Zeitenwende in den trockenen östlichen Gebirgen Jordaniens gegründet. Anfang des 2. Jh. n. Chr. wurde Petra von den Römern annektiert und im 4. Jh. n. Chr. verlassen. Die Umgebung Petras wurde durch die Anwendung eines ausgeklügelten Systems von landwirtschaftlicher Terrasse urbar gemacht. Es ist wenig bekannt über die Chronologie der Kulturlandschaft die Petra umgibt. Die Hauptfragen dieser Fallstudie waren: Wann begann der Bau landwirtschaftlicher Terrassen und welchen Einfluss hatten diese auf den natürlichen Landschaftshaushalt? Zur Beantwortung dieser Fragen wurden neben geomorphologische Feld- und Laboruntersuchungen, Optisch Stimulierte Lumineszenz - und Radiokarbon - Datierungen vorgenommen. Die wichtigsten Ergebnisse dieser Studie sind, dass die landwirtschaftlich Terrassen Anfang des 1. Jh. n. Chr. gebaut wurden und bis in 8 Jh. n. Chr. genutzt, gepflegt und ausgebaut wurden. Die Terrassen hatten ferner einen starken Einfluss auf die Ablagerungsverhältnisse. In den untersuchten Sedimentprofilen der landwirtschaftlichen Terrassen zeigt sich ein plötzlicher Wechsel von Schotterablagerungen zu Sandablagerungen. Diese Wechsel fallen stratigraphisch nahezu immer mit dem Bau von Terrassenmauern zusammen.