قنات
انتقال آب‌های زیرزمینی از ارتفاعات به دشت‌های دور دست

قنات آبراهه‌ای زیرزمینی و ساخته‌ی دست انسان است که از راه آن، آب از سفره‌های آب زیرزمینی در مناطق مرتفع به مناطق کم‌ارتفاع در دوردست برای کشاورزی و آشامیدن منتقل می‌شود. طراحی مسیر و حفر قنات به محاسبات دقیق نیاز دارد. نخستین قنات‌ها در ایران و از چند قرن پیش از هخامنشیان ساخته شده‌اند و حدوداً ۳۱۰۰۰ قنات حفر شده در کشور داریم. قنات اصلی‌ترین روش انتقال آب در مناطقی بوده است که آب سطحی ندارند. بیشتر قنات‌های ایران در حاشیه‌های کویر مرکزی ساخته شده‌اند.

پراکندگی قنات‌ها در ایران (تصویر از 2009 QANAT SYSTEMS IN IRAN P. BEAUMONT B.A., Ph.D,)
نقشه‌ی پراکندگی مناطقی از ایران که آب سطحی ندارند (تصویر از کتاب قنات‌ در ایران، محمدرضا حائری، ۱۳۸۶)

در مناطق گسترده‌ای از ایران زمین‌های مرتفع و کوه‌هایی در حاشیه‌ی دشت‌های پست وجود دارند. در دامنه‌ی این کوه‌ها آب‌های حاصل از بارش‌های فصلی به‌صورت سفره‌های آب زیرزمینی ذخیره می‌شود. در این مناطق رود و آب‌های سطحی وجود ندارند و تنها راه رسیدن به آب دسترسی به‌ آب‌های زیرزمینی است. ساکنان این مناطق به این فکر افتاده‌اند که آب را از این سفره‌های زیرزمینی به نواحی دورتر در دشت‌ها برای زندگی و کشاورزی منتقل کنند. این فناوری قنات یا کاریز نامیده می‌شود. مدیریت تقسیم آب با کمک فناوری قنات را خود مردم در مناطق مختلف به عهده داشته‌اند. به کمک قنات‌ها در کناره‌های کویر مرکزی ایران، شهرها و آبادی‌های سرسبزی ساخته شده‌اند که در دید اول بیننده را به تعجب وا می‌دارد، مثل باغ فین کاشان، باغ دولت‌آباد یزد و باغ شازده در ماهان.

blank
باغ شازده در ماهان (تصویر برگرفته از مقاله‌ی Persian Garden (UNESCO,2010))

از مادرچاه تا مظهر قنات

هر قنات از بخش‌های مختلفی تشکیل شده است: در واقع قنات تونلی زیرزمینی است که از سفره‌ی آب زیرزمینی به روستاهای نزدیک یا دوردست کشیده شده است. برای رسیدن به سفره‌ی آب زیرزمینی ابتدا فردی که منطقه را خوب می‌شناسد (مقدّر) با مطالعه‌ی پوشش گیاهی در دامنه‌ی کوه‌ها گمان‌‌هایی برای محل سفره‌ی آب زیرزمینی می‌زند و در آن محل اولین چاه را می‌کنند که به مادرچاه معروف است. این چاه از سطح زمین به سفره‌ی آب زیرزمینی در دامنه‌ی کوه می‌رسد. عمق مادرچاه در مناطق مختلف ایران متفاوت است. اگر آب‌های زیرزمینی به نسبت نزدیک سطح زمین باشند حفر چاه‌هایی به عمق چند ده متر برای رسیدن به آب کافی است ولی در مناطق خشک‌تر که سطح سفره‌های آب‌های زیرزمینی پایین است گاه عمق چاه به بیش از صد متر هم می‌رسد. مثلاً عمق مادر چاه در قنات قصبه‌ی گناباد ۳۰۰ متر است.

حالا مرحله‌ی محاسبات دقیق برای حفر تونل‌های قنات است. باید تونلی افقی با شیب بسیار کم از روستا به سوی محل مادر‌چاه کنده شود. همین شیب کم کمک می‌کند که آب با کمک گرانش زمین (جاذبه) در تونل جاری شود. در مناطق مختلف ایران طول این تونل‌ها از یک تا چند ده کیلومتر است. بنابراین محاسبه‌ی جهت تونلی که باید حفر شود باید خیلی دقیق باشد تا در طول راه به بیراهه نرود. مقنی‌ها که تونل را حفر می‌کنند هم باید خاک حاصل از حفاری را از تونل خارج کنند و هم برای تنفس به هوا نیاز دارند. برای این کار در طول مسیرِ حفر آبراهه‌ی زیرزمینی که کوره نامیده می‌شود، مقنی‌های دیگری از روی سطح زمین چاهی به سمت تونل حفر شده می‌کنند. عده‌ی دیگری با نصب چرخ چاه بر سر این چاه‌ که میله نامیده می‌شود و با استفاده از طناب‌هایی محکم و دلو‌هایی که برای حمل خاک ساخته شده‌اند، خاک‌های حفاری را از زیرزمین به روی زمین می‌آورند. در طول حفر قنات از حدود ده تا چند ده میله در مسیر حفر می‌شود که محاسبه‌ی لازم برای حفر آن و همچنین تلاش برای حفر آن و تخلیه‌ی خاک کاری دشوار و گروهی است که بدون همکاری جمع بزرگی از مردم ممکن نیست. بعد از اینکه آبراه زیرزمینی به مادرچاه رسید آب کم کم در آن جاری می‌شود و به سمت روستا می‌رود. محل جوشیدن آب قنات در روستا را مظهر قنات می‌نامند.

blank
بخش‌های مختلف قنات (طراح: یاسر رضایی، موزه‌ی ملی علوم و فناوری)

ساخت و نگه‌داری قنات؛ حاصل همکاری جمعی

در هر منطقه هزینه‌های حفر و نگه‌داری قنات را مردم روستا و کسانی که توانایی مالی داشته‌اند به‌عهده می‌گرفته‌اند و گاه قنات را وقف مردم روستا یا شهرشان می‌کرده‌اند. برای نگه‌داری بهتر قنات نیاز است که کوره هر ساله لایروبی شود تا رسوب‌ها از آن پاک شوند. این رسوب‌ها امکان دارد شیب کوره را کم کنند و در نتیجه‌ی آن آبدهی قنات کم شود. اگر قنات خوب نگه‌داری شود ممکن است تا هزاران سال به‌طور طبیعی فعال باشد. روش برداشت آب از سفره‌های زیرزمینی با استفاده از قنات روشی تدریجی است که بر خلاف روش حفر چاه‌های عمیق و استفاده از موتورهای چاه، یک مرتبه سفره‌های آب زیرزمینی را خارج نمی‌کند. اگر بارندگی کم شود، سطح آب در کوره پایین می‌رود و آب قنات قطع می‌شود.

آبیاری با آب قنات باعث می‌شود که کشاورزان گونه‌های خاصی از گیاهان و درختان را بکارند که با آب قنات امکان آبیاری آن‌ها وجود دارد. در بعضی مناطق آب قنات بعد از مظهر که به سطح می‌رسیده است برای آشامیدن و سایر مصارف روزانه به آب‌انبارها هدایت می‌شدند. آب‌انبار مخزن سرپوشیده‌ی آب بوده است که عموماً پایین‌تر از سطح زمین و برای ذخیره‌ی آب آشامیدنی در شهر‌ها و روستاها و کاروان‌سراها ساخته می‌شده است. گاه در بعضی مناطق ایران شیب مسیر کوره‌های قنات چنان است که کف کوره را به‌صورت پله‌ای می‌سازند. در طول مسیر کوره در این قنات‌ها آسیاب‌هایی کار گذاشته می‌شود که با فشار آب ایجاد شده در کوره کار می‌کنند. آب قنات در زمستان به کار کشاورزی نمی‌آمده است. در بعضی مناطق کویری ایران که در طول زمستان چند شب یخبندان داشته‌اند، بخشی از آب قنات‌ها برای یخ زدن در زمستان و استفاده در گرمای تابستان به یخچال‌ هدایت می‌شده ‌است. یخچال چاله‌ای عمیق و مسقف بوده است که یخ را در زمستان در آن می‌ریخته‌اند و برای تابستان نگه‌داری می‌کرده‌اند.

قدیمی‌ترین قنات‌های ایران در ۲۵۰۰ سال پیش و در دوران هخامنشیان حفر شده‌اند و در طی قرن‌ها از آن زمان تا کنون به‌تدریج روش ساخت آن کامل‌تر شده است و با کمک محاسبات بسیار دقیق یکی از بهترین مصداق‌های مهندسی است که از گذشته انجام می‌شده است.

blank
تصویری از کوره‌ی قنات قصبه گناباد (تصویر از وبگاه قنات قصبه گناباد http://qasabehqanat.com/)

منابع

همه‌ی تصویرها از منبع بالا برداشته شده است.

برای آشنایی بیشتر در لینک زیر می‌توانید فیلم کوتاهی در مورد قنات ببینید.