С конца XVIII в. старинный водопровод постепенно приходил в упадок, несмотря на многочисленные попытки восстановления древней системы водоснабжения города. Воды с годами становилось все меньше и меньше. И во второй половине XIX в. в системе водоснабжения Феодосии наступил кризис. Так, в засушливые месяцы 1880-х гг. почти 11 тыс. горожан получали из оставшихся пяти городских фонтанов лишь 3–4 тыс. ведер (по 3,35–4,47 л на человека) воды ежесуточно. В очередях у фонтанов нередко случались драки.

Вода старинного водопровода отличалась низким качеством. По результатам санитарной экспертизы, проводившейся медицинским департаментом Министерства внутренних дел в 1874 г., она содержала большое количество минеральных и органических примесей. Через многочисленные трещины в керамических трубах в систему просачивались солоноватые грунтовые воды. В колодцах и цистернах, питавшихся водой «щебенных проводов», после прохождения через известковый и мергельный щебень вода становилась мутной и приобретала неприятный вкус, напоминавший «дурное жидкое молоко». На качестве водопроводной воды сказывалось использование древних водостоков для сброса нечистот.

Во второй половине XIX в. к решению проблемы водоснабжения города были привлечены специалисты. В 50-е–60-е гг. XIX в. инженер М. И. Матерно раскопал некоторые участки древнего водопровода и исследовал водоносные слои феодосийских гор.

В 1864 г. под руководством инженера П. Малашева был построен новый водопровод к старинному фонтану в феодосийских казармах. Казарменный фонтан представлял собой перестроенный фонтан средневекового водопровода, иссякший в 1862 или 1863 г. В систему водоснабжения нового фонтана вошли четыре истока средневековых гидротехнических сооружений, старые и вновь отрытые колодцы, дренажные канавы. Водосборные сооружения располагались на склоне горы Тепе-Оба двумя линиями, которые сходились в приемном колодце, откуда вода по одной общей керамической трубе направлялась к фонтану. На трассе были устроены малые крытые бассейны для наблюдения за состоянием линии, фильтры, вантузы, отводные линии, мосты в местах пересечения трубопроводом глубоких балок и оврагов. В день открытия – 24.12.1864 г. – казарменный фонтан выдал 2880 ведер (35,42 м³) чистой и вкусной воды. В 1865 г. суточный расход воды в фонтане колебался от 5700 ведер (70,1 м³) до 2300 ведер (28, 29 м³). 30.10.1874 г., после продолжительной засухи, фонтан выдал 1200 ведер воды (14, 76 м³) за сутки.

В 70-е гг. бесперспективность реанимации старинной системы городского водоснабжения стала очевидной. С 1881 г. водную проблему исследовал инженер-технолог М. И. Алтухов. В 1885 г. им был подготовлен проект водоснабжения города из двух водохранилищ-водосборников, основанный на идее о водонепроницаемости феодосийских гор. Предлагалось перегородить две балки на склонах горы Тепе-Оба (Немецкую и Романовского) каменными плотинами. В эти запруды стекалась бы вода горных склонов. Водосборники должны были состоять из чередующихся слоев камня, гравия, песка. При общем объеме водохранилищ в 2 млн. 400 тыс. ведер (29 517,6 м³) ежесуточное поступление воды в город достигло бы 98 тыс. ведер (1205,3 м³) в течение 15 часов работы водопровода. Алтухов полагал, что наилучшим решением проблемы водоснабжения города стала бы доставка в него ежесуточно 200 тыс. ведер воды (2459,8 м³) источника Субаш.

Проект тепе-обинских запруд Алтухова был принят на заседании водопроводной комиссии Феодосийской городской думы, состоявшемся 5.02.1887 г., после обсуждения четырех проектов водоснабжения города. Первое из двух водохранилищ, вместимостью 1 млн. ведер (12 299 м³) и сметной стоимостью 36 870 руб., решено было построить в 1887 г.