בחודש מרס 2004 נערכה חפירה מצפון לחורבת קסטרה (הרשאה מס' 3848-A*; נ"צ — רי"ח 19735-50/74440-5, רי"י 14735-50/24440-5; חדשות ארכיאולוגיות טו, צג, 109, 111, 113, 117; עתיקות 29: 92-77), בעקבות פגיעה בעתיקות בעת הנחת צינור מים. החפירה, מטעם רשות העתיקות ובמימון אגודת אכסניות הנוער בישראל, נוהלה בידי ע"ס סעיד, בסיועם של ש' יעקב-ג'ם (מנהלה), א' האג'יאן (מדידות ושרטוט), ד' אבשלום-גורני (זיהוי כלי חרס) ומ' שויסקיה-ארנוב (ציור כלי חרס).
נפתח ריבוע חפירה אחד בתחומה של אכסניית נוער הכרמל, ונחשפו שני שלבי בנייה (איור 1). לשלב הקדום שויכה תעלת מים, שכיוונה צפון–דרום (לוקוס 103; 4.65 מ' אורך חשיפה, 0.2 מ' רוחב, 0.13 מ' עומק). בסיס התעלה נבנה באבני גזית שבהן סותתה תעלה צרה, ודפנות התעלה נבנו באבנים מסותתות. לשלב המאוחר שויך קטע קיר
(W105), שנבנה משתי שורות אבני גוויל והשתמר לגובה נדבך אחד. הקיר נבנה על חלקה הצפוני של התעלה והוציאה מכלל שימוש. מעל לשרידי הבנייה נחפרה הצטברות אדמה חומה שמעורבים בה חרסים ואבנים קטנות.
הממצא הקרמי בחפירה (איור 2) כולל שברים רבים של קערות מיובאות מחופות אדום, המתוארכות למאה הה' לסה"נ (איור 2: 4-1), ושברים רבים של קנקנים (איור 2: 5, 6) מהמאות הד'-הה' לסה"נ, האופייניים לממצא הקרמי בצפון הארץ.
נראה שהתעלה הוליכה מים ממעיין סמוך אל אחד ממאגרי המים הצפוניים של חורבת קסטרה, והייתה בשימוש במאות הד'-הה' לסה"נ.