Hydrological analysis of stepped pools in Roman Palestine

dc.contributorAalto-yliopistofi
dc.contributorAalto Universityen
dc.contributor.advisorBonnie, Rick
dc.contributor.advisorKoivusalo, Harri
dc.contributor.authorAarnio, Niko
dc.contributor.schoolInsinööritieteiden korkeakoulufi
dc.contributor.supervisorKokkonen, Teemu
dc.date.accessioned2021-04-11T17:00:11Z
dc.date.available2021-04-11T17:00:11Z
dc.date.issued2021-03-15
dc.description.abstractIn the areas of present-day Israel, Palestine and Jordan, archaeologists have discovered hundreds of stepped pool structures believed to have served as early Jewish ritual purification baths. Most of these pools date back to the Early and Middle Roman periods. An important part of the studies of the ancient stepped pools is their apparent abandonment around the 1st and 2nd centuries CE. So far, a shift in climate has remained an unexplored theory to explain the observed decline. In this study, the effects of climatic conditions on a stepped pool were inspected by building a rainwater harvesting model to describe the water fluxes in and out of the pool. Because the stepped pools were assumed to be closely connected to household level water management, the model included a secondary water storage for other household water needs, called the surplus storage, in addition to the stepped pool storage. To obtain concrete results, the model was applied for two case study pools that were studied through a set of climate and pool use scenarios using 30 years of modern climate data. The results suggest that since the pools were often small in volume, they could be kept consistently usable even in drier years or a generally more arid climate, if they were highly prioritized. In the scenarios where the pools were managed more dynamically with the other water resources of a household, they became unusable in late summer in several years, indicating that with the assumed water sources and consumption, the household could not support both the pool and daily water use through years drier than average. In the arid climate scenario, water resources of the household were notably smaller compared to the more humid scenario, which reduced the usable months by ca. 2 months in the dynamic use scenarios. The results highlight the need to study the stepped pools through household level water management. The harvested rainwater was used also for other household needs, presumably in volumes greater than was needed to upkeep the pool. Consequently, the accuracy of the contextual parameters, such as water consumption rate of a household member, should be prioritized in future studiesen
dc.description.abstractArkeologit ovat löytäneet nykyisten Israelin, Palestiinan ja Jordanian alueilta satoja askelmallisia altaita, joiden uskotaan toimineen varhaisina juutalaisten rituaalikylpyinä. Suurin osa altaista on peräisin Rooman ajalta. Tärkeä osa muinaisten askelmallisten altaiden tutkimusta koskee niiden näennäistä hylkäämistä ensimmäisen ja toisen vuosisadan aikana.Ilmaston muuttumista ei toistaiseksi olla tutkittu selittävänä teoriana altaiden rakentamisen ja käytön vähenemiselle. Tässä tutkimuksessa ilmaston ja altaan suhdetta tutkittiin luomalla sadevedenkeräysmalli, jolla kuvattiin vesivirtoja altaaseen ja altaasta pois. Koska altaiden oletettiin olevan osa koko asuinyksikön vesihuoltoa, malliin sisällytettiin allasvaraston ohella toissijainen varasto mallintamaan muuta vedenkäyttöä, jota kutsuttiin ylijäämävarastoksi. Konkreettisten tulosten tuottamiseksi mallia sovellettiin kahteen löydettyyn altaaseen käyttäen 30 vuotta paikallista ilmastoaineistoa. Altaita tutkittiin eri ilmasto- ja käyttöskenaarioiden kautta. Tulokset näyttävät, että johtuen altaiden tyypillisestä pienestä koosta, ne pystyttiin pitämään käytettävinä keskimääräistä kuivempinakin vuosina tai kuivemmassa ilmastossa, mikäli altaiden käyttöä priorisoitiin. Niissä skenaarioissa, joissa allas oli dynaamisempi ja riippuvaisempi osa koko talouden vesihuoltoa, altaan vedenpinta laski alle käyttörajan loppukesästä useampana vuonna antaen ymmärtää, että oletetulla veden käytöllä ja vesiresursseilla vesi ei riittänyt sekä altaan ylläpitoon että muihin vesitarpeisiin keskimääräistä kuivempina vuosina. Kuivan ilmaston skenaariossa talouden vesivarannot olivat selvästi pienemmät kuin kosteamman ilmaston skenaariossa, minkä johdosta dynaamisen käytön skenaarioissa altaat olivat käyttökelpoisia keskimäärin 2 kuukautta vähemmän vuodessa. Tulokset korostavat altaiden tutkimustarvetta osana koko asuinyksikön vesihuoltoa. Kerättyä sadevettä käytettiin myös muihin tarkoituksiin talouksissa, oletettavasti suuremmissa määrin mitä altaan ylläpitoon kului. Sen seurauksena kontekstillisten parametrien, kuten vedenkulutuksen per henkilö, tarkkuus tulisi olla tulevien tutkimusten keskiössä.fi
dc.format.extent57 + 1
dc.format.mimetypeapplication/pdfen
dc.identifier.urihttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/103549
dc.identifier.urnURN:NBN:fi:aalto-202104112818
dc.language.isoenen
dc.programmeMaster's Programme in Water and Environmental Engineering (WAT)fi
dc.programme.majorfi
dc.programme.mcodefi
dc.subject.keywordrainwater harvestingen
dc.subject.keywordhydrological modelsen
dc.subject.keywordMiddle Easten
dc.subject.keywordarchaeologyen
dc.titleHydrological analysis of stepped pools in Roman Palestineen
dc.titleAskelmallisten altaiden hydrologinen analyysi Rooman valtakunnan Palestiinassafi
dc.typeG2 Pro gradu, diplomityöfi
dc.type.ontasotMaster's thesisen
dc.type.ontasotDiplomityöfi
local.aalto.electroniconlyyes
local.aalto.openaccessyes
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
master_Aarnio_Niko_2021.pdf
Size:
2.06 MB
Format:
Adobe Portable Document Format