בחודשים נובמבר ודצמבר 2010 נערכה חפירה בקטע של אמת המים התחתונה לירושלים בשכונת תלפיות–ארנונה בירושלים (הרשאה מס' 6047-A; נ"צ 221560/628322), לקראת שימור. החפירה, מטעם רשות העתיקות ובמימון חברת אזורים, נוהלה על ידי א' זילברבוד, בסיוע ר' אבו-חאלף (מנהלה), מ' קונין (מדידות), ב' אנטין (שרטוט), א' פרץ (צילום שטח) וחברת Sky View (צילום אוויר).
נחפר קטע מאמת המים התחתונה לירושלים לרגלי מלון דיפלומט, שנחשף בחלקו בשנים 1997–1998 כחלק מחפירה רחבה יותר (הרשאה מס' 2616-A). מוצאה של האמה בעין עיטם, בגובה 765 מ' מעל פני הים, לרגלי ברכות שלמה, והיא נמשכת לאורך כ-21 ק"מ עד להר הבית, שגובהו 735 מ' מעל פני הים (ע' מזר. 1989. סקר אמות המים לירושלים. בתוך: ד' עמית, י' הירשפלד וי' פטריך [עורכים]. אמות המים הקדומות בארץ ישראל. ירושלים, עמ' 174–175). האמה הייתה בשימוש זמן ממושך, למן התקופה הרומית הקדומה (ימי החשמונאים) ועד לשלהי התקופה העות'מאנית. גובה האמה בקטע שנחפר 741 מ' מעל פני הים, והיא נבנתה על קרקע חרסיתית במדרון תלול המשתפל לנחל דרגה. האמת ניזוקה פעם אחר פעם כתוצאה מגלישת קרקע במדרון. בשטח החפירה נחשפו שישה שלבי תיקון של האמה (VI–I; איורים 1–3). לצורך תיקונה נבנה בדרך כלל קטע חדש של האמה, מעין מעקף; הקטעים החדשים של האמה נבנו זה לצד זה, בניגוד למקומות אחרים בהם נחשפו תיקוני האמה זה מעל זה.
שלב I. במרכז שטח החפירה נחשפה אמה פתוחה (כ-1 מ' רוחב כולל; איור 4). דפנותיה נבנו באבנים קטנות והתעלה (כ-0.4 מ' רוחב, 0.5–0.8 מ' עומק) טויחה בשכבה אחת או שתיים של טיח אפור בהיר, שמעורבים בו גריסי אבן וגריסי פחם זעירים. בתעלה התגלה מילוי עפר, ובו חרסים מהתקופה הרומית הקדומה. כתוצאה מהתמוטטות חלק מהאמה נסתם המשכה לאורך כ-25 מ', ובמדרון מעליה נבנה קיר (W3) למניעת גלישה של קרקע על התוואי החדש של האמה (שלב II).
שלב II. במרחק 1.5–2.0 מ' ממזרח לאמה משלב I נבנה קטע חדש של אמה רחבה יותר (1.5–2.0 מ' רוחב כולל), שנתמכה ממזרח בקיר (W4). התעלה, שרוחבה דומה לזה מהשלב הקודם (0.4 מ' רוחב, כ-0.4 מ' עומק), טויחה בשתי שכבות של טיח אפור, שמעורבים בו גריסים של אבן וחרסים. על סמך הטיח יתכן שיש לתארך תיקון זה לתקופה הרומית המאוחרת.
שלב III. בשלב זה נבנה קטע חדש, רחב יותר, של האמה (2.0–2.5 מ' רוחב כולל) צמוד לאמה משלב II ממערב. צמוד לקיר 4 ממזרח נבנו שני קירות תמך במדורג (W6 ,W5; גובה מרבי 2.5 מ') מאבני צור גדולות ובינוניות. התעלה של האמה טויחה בשלוש שכבות טיח, המופרדות זו מזו בהצטברות של משקע גירי כהה. השכבה התחתונה עשויה מטיח לבן, שמעורבים בו גריסי חרסים, השכבה האמצעית עשויה מטיח ורוד, שמעורבים בו גריסי חרסים זעירים, והשכבה העליונה עשויה מטיח לבן, שמעורבים בו גריסי אבן ופחם. על סמך הטיח נראה שזמנו של שלב זה בתקופה הביזנטית.
שלב IV. בתקופה העות'מאנית נבנה קטע חדש של אמה (1.5–1.7 מ' רוחב כולל) בין האמה משלב I לאמות משלבים II ו-III. התעלה באמה זו עמוקה יותר ורחבה יותר מקודמותיה (כ-0.55 מ' רוחב, 0.9 מ' עומק). התעלה טויחה בשכבה אחת של טיח לבן-אפור, שמעורבים בו גריסי חרסים גדולים ואבנים.
שלב V. בשלב מאוחר יותר בתקופה העות'מאנית הונח בתחתית התעלה משלב IV צינור חרס, המורכב מחוליות (כ-0.3 מ' אורך; איור 5). הצינור כוסה בשכבות טיח ולוחות אבן. בחלקו העליון של הצינור הותקנו פתחים סגלגלים (כ-0.1 מ' קוטר) לניקוז עודפי מים.
שלב VI. בשלהי התקופה העות'מאנית נבנתה במרחק 1.5–5.0 מ' ממערב לאמה משלב V האמה המאוחרת ביותר (1.5–2.0 מ' רוחב כולל). התעלה נבנתה באבנים קטנות ובטון אפור שמעורבים בו גריסי אבן גדולים וגושי פחם גדולים. התעלה רחבה ועמוקה מקודמותיה (0.6 מ' רוחב, כ-1.5 מ' עומק). החלק העליון של דפנות התעלה כוסה בשכבת בטון. התעלה קורתה בלוחות אבן גדולים.