בריכה גדולה ועתיקה ליד שער יפו, הנקראת "בריכת חזקיהו", אינה ככל הנראה אלא "בריכת המגדלים" המוזכרת בכתבי יוסף בן־מתתיהו כנקודה שבה שפך הלגיון העשירי הרומי סוללת עפר ערב החורבן, במטרה להבקיע אל העיר. לדעת ד"ר יהושע פלג, שהדברים כאן נלקחים ממחקר מקיף שקיים בנושא הר הבית והמקדש, הבריכה הזו קיבלה את מימיה מאמת המים העליונה שהובילה מים אל העיר מבריכות שלמה שבגוש עציון.
תאריך בנייתה של האמה העליונה שנוי במחלוקת בקרב החוקרים, אולם פלג משוכנע שהיא נוסדה בימי הורדוס. בריכת חזקיהו לא הייתה היעד הסופי של המים הרבים, ולדברי פלג מכאן הוסיפו המים לזרום בצינור לחץ עשוי חרס שציית ללא עוררין לחוק הכלים השלובים – היישר אל שתי בריכות ענק ששכנו בצידי המקדש על הר הבית.
מכתבי הנוסע מבורדו, תייר נוצרי שהגיע לעיר הקודש בשנת 333, לומד פלג על קיומן של שתי בריכות מים גדולות משני צידי המקדש היהודי, שמתברר ששרדו גם מאות שנים אחרי החורבן: "יש בירושלים שתי בריכות גדולות לצד ההיכל, אחת לצד ימין ואחרת לצד שמאל, אשר עשה שלמה". פלג מסביר שלא שלמה בנה אותן אלא הורדוס, אולם הנוצרים שתיעבו את הורדוס העדיפו לשייכן לשלמה ולהתעלם מהמלך האדומי.
מכיוון שאמת המים הגיעה ירושלימה מסביבת העיר המקראית עיטם, באזור אפרת של ימינו, בריכת חזקיהו כונתה ככל הנראה "עין עיטם". בבריכות שבצדי המקדש, מתאר פלג, טבלו הכוהנים, והן סיפקו מים גם לצרכים האדירים הנוספים שדרש מרכז הקדושה היהודי.
גובהה של בריכת חזקיהו הוא 762.7 מעל לפני הים, גבוה מעט יותר מהר הבית המתנשא לגובה 743 מטרים מעל פני הים. הבריכה עשויה להכיל עד 21 אלף מ"ק, ונראה שנזקקו אז בעיר הקודש למלוא כמות המים הזו. כדי לנקות את העזרה מהקרבת אלפי קורבנות בערב הפסח, למשל, מתארים מקורות חז"ל כיצד הציפו אותה בהרבה מאוד מים שהוזרמו בתוך זמן קצר הודות לאמת המים העלומה מעיטם. גם לטבילתו של הכוהן הגדול ביום הכיפורים נדרשו מקוואות מים, ואלה רק דוגמאות אחדות לצורך החיוני של המקדש ועובדיו בכמויות אדירות של הנוזל היקר והשקוף.
אלא שכדי שהמים יגיעו מהאזור הגבוה של שער יפו אל הר הבית עליהם לרדת אל העמק המפריד בין השניים, הטירופיאון (ביוונית: גיא עושי הגבינות), הלא הוא רחוב הגיא של ימינו, ולשוב ולעלות אל הר הבית. המרחק בין בריכת חזקיהו למקדש הוא כ־650 מטרים. לכל אחת מהבריכות שבצד המקדש, כך על פי פלג, הוליך צינור חרס נפרד, שעבר בתוך מנהרה. מנהרה אחת עברה בקו ישר מבריכת חזקיהו אל ההר, בנתיב העובר מתחת לרחוב דוד ולרחוב השלשלת, נתיב שבמקורו היה גשר ענק שבשלהי ימי הבית השני שימש כמעבר בין העיר העליונה להר הבית. המנהרה השנייה שיצאה מבריכת חזקיהו התחתרה צפונה משם, מתחת לרחוב אל־חלדיה ברובע המוסלמי ולא הרחק מכנסיית הקבר.
פלג מוצא לא מעט עדויות היסטוריות לנכונות התיאוריה הזו שלו. ראשית, הוא מדווח שבחפירות ארכיאולוגיות טריות מתחת לכנסיית המשיח הסמוכה לשער יפו נמצאה בשנים האחרונות ממש מנהרה הנמתחת מזרחה לאורך כ־450 מטר ושתחתיתה מצופה בטיח בעובי בן כחצי מטר המיועד למנוע חלחול מים.
עדות לקיומו של הצינור האחר, הצפוני, לומד פלג ממאמר של ד"ר מיכאל בן־ארי שדיווח על טענות לנביעה שהתקיימה בעבר בבית משפחה ערבית בשם אל־אסמאר, ברחוב אל־חלדיה. הבית הזה, לדברי פלג, מצוי על הקו האווירי המחבר את ברכת חזקיהו עם רחבת כיפת הסלע, ופלג משער שה"נביעה" שדיווחו עליה האסמארים אינה אלא סדק בצינור החרס העתיק שהזרים בימי הורדוס מים מבריכת חזקיהו אל הר הבית והמשיך בכך גם הרבה אחרי שהמקדש נעלם מהנוף הירושלמי כלא היה. משנות העשרים של המאה הקודמת ה"נביעה" בחצר אל־אסמאר פסקה, ופלג מסביר שזאת מכיוון שבדיוק אז החליטו הבריטים לנקז את מי בריכת חזקיהו ולייבש אותה מטעמי בריאות.
החוקר גם מציין שמוג'יר א־דין, השופט המוסלמי בן המאה ה־16, מזכיר בספרו מעבר תת־קרקעי המחבר את מגדל דוד עם שער השלשלת, ונראה שהוא מכוון אל אותה מנהרה שבה הונח צינור החרס בידי פועלי הורדוס. הארכיאולוגים הבריטים בני המאה ה־19 צ'רלס וורן וקלוד קונדר כינו את המנהרה שהזכיר מוג'יר א־דין בכינוי "המעבר הנסתר" ותיארכו אותו לתקופה הרומית, כלומר לימי הורדוס. חלק מהמעבר "הנסתר" הזה גלוי וידוע לגמרי כיום, ומשמש כמסדרון כניסה לאתר מנהרות הכותל.
פלג מצטט דברים שכתב עולה רגל נוצרי, אנטונינוס מפיאצ'נצה, בשנת 210. הוא תיאר זרימה עזה של מים במרחק קרוב לכנסיית הקבר. כך כותב אנטונינוס: "מן הקבר לגולגותא שמונים צעד. מן הצד נמצא מזבח אברהם. ליד המזבח יש בקיע [בסלע], ואם אתה מצמיד את אוזנך לבקיע זה, תשמע קולו של זרם מים". לדעת פלג הזרם איננו אלא צינור החרס ההרודיאני שעוד הוסיף למלא את תפקידו מימים ימימה גם כשהמקדש היה לחורבה.
החוקר מצטט גם את עדותו של אחד מבעלי התוספות, רבי שמואל בן רבי שמשון, שהגיע ארצה יחד עם חכם מפורסם אחר, רבי יהונתן מלוניל, בשנת 1210. "באנו אל ירושלים ממערבה של העיר", מציין רבי שמואל, "וראינוה וקרענו בגדינו כראוי לנו, ונתגוללו רחמינו עלינו ובכינו בכייה גדולה, אני והכוהן הגדול מלוניש (הכוונה לרבי יהונתן מלוניל, א"ס). ונכנסנו בשער עד לפני מגדל דוד, ונבוא להשתטח עד לפני העזרה. וניפול על פנינו לפני שער שכנגדו מבחוץ מֵרוּח לעין עיטם, הוא בית הטבילה לכוהנים. ושמה שער, שכנגדו בכותל מערבי. ומיסוד הכותל כעין אולם גדול אחד אשר ביסוד ההיכל, ושם באים הכוהנים במחילה לעין עיטם. והמקום ההוא היה בית הטבילה".
