حفر قنات در ایران؛ تاریخچه و روش حفر کاریز

در پهنه‌ داغ کویر و خاک ترک‌خورده، قصه‌ کندن قنات روایتی از پایداری انسان برای دسترسی به آب گواراست. پیشینیان ما با تکیه بر توان و تدبیر، دالان‌های زیرزمینی می‌ساختند تا با بهره‌گیری از شیب طبیعی زمین، آب از مادرچاه تا سطح هدایت شود و به زندگی تشنه جان بدهد. این شیوه‌ی ساده و ماندگار، نماد مهندسی آب در ایران کهن بود و با انتقال به سرزمین‌هایی چون چین، مراکش و حتی آمریکا، به عنوان یکی از دستاوردهای برجسته ایرانی در تاریخ فناوری شناخته شد.

از قنات زواره با پیشینه‌ای بیش از ۵ هزاره تا قنات گناباد – عمیق‌ترین قنات جهان با ژرفای حدود ۳۵۰ متر – هر کاریز گواهی زنده بر نوآوری و دوام است که در فهرست میراث جهانی یونسکو نیز جای دارد. در این مطلب سراغ ریشه‌های این فناوری، روش‌های رایج حفاری و نکات فنی می‌رویم. همراه «دستی بر ایران» بمانید تا پرده از رازهای کهن قنات و هنر کندن قنات برداریم.

آن‌که قناتی برآورد، انگار جان‌های بسیاری را از تشنگی رهانیده است.

-ابن‌سینا (شیخ‌الرئیس)

اجزای سازنده قنات

قنات از ردیفی از میله‌چاه‌های عمودی روی شیبی ملایم پدید می‌آید. زیر این چاه‌ها دالانی قرار دارد که بر سفره‌ آب زیرزمینی می‌نشیند. در ادامه، مهم‌ترین اجزای هر قنات را معرفی می‌کنیم:

راهرو: گذرگاه یا تونل افقی قنات است که برای دسترسی به آب سفره زیرزمینی کنده می‌شود. ارتفاع این مسیر معمولاً بین ۹۰ تا ۱۵۰ سانتی‌متر است تا رفت‌وآمد مقنی‌ها به‌راحتی انجام گیرد.

مظهر قنات: نقطه‌ای که آب بر چهره زمین پدیدار می‌شود؛ همان جایی که کانال آبده با شیب زمین هم‌تراز می‌شود.

میله‌چاه: چاه‌های عمودی در امتداد آبراهه که کارکرد اصلی‌شان بیرون‌بردن مصالح حفاری و تأمین تهویه مناسب تونل است. برای لایروبی و مرمت نیز از همین چاه‌ها استفاده می‌شود. قطر معمول آن‌ها ۸۰ تا ۱۰۰ سانتی‌متر و فاصله‌شان بسته به موقعیت، ۲۰ تا ۲۰۰ متر است.

مادرچاه: نخستین و دورترین چاه نسبت به مظهر که عمیق‌تر از دیگر چاه‌هاست. از آن شاخه‌هایی (چاه‌های کوره) در جهات مختلف زده می‌شود تا آب بیشتری از سفره گردآوری شود.

خشکه‌کار: بخش‌های حفاری‌شده‌ای که هنوز به آب نرسیده و جریان ندارد.

تره‌کار: محدوده‌ آبده قنات که در آن آب جاری است.

شیوه‌های سنتی کندن قنات در گذشته

نیاکان ما با ابداع قنات، امکان زیست در نقاط خشک را فراهم کردند؛ بسیاری از شهرهای امروز ایران، دوام و آغاز خود را مدیون همین فناوری‌اند.

نخستین گام، کندن چاه گمانه برای سنجش وجود آب و تعیین عمق سطح ایستابی است. با رسیدن به آب، باید پایایی چشمه و تداوم جریان روی لایه‌ای نفوذناپذیر ارزیابی شود. اگر پاسخ مثبت باشد، عملیات ترازگیری و تعیین شیب انجام و چاه گمانه به مادرچاه بدل می‌شود.

شیب مسیر آب باید ملایم باشد؛ شیب تند، سرعت جریان را زیاد کرده و باعث فرسایش جداره‌ها و ریزش تونل می‌شود. معمولاً حفاری از مظهر – جایی که آب به سطح می‌رسد – آغاز و با بیل و کلنگ تونلی به سمت مادرچاه پیش برده می‌شود. گاه کار از هر دو سوی مسیر هم‌زمان شروع می‌گردد.

چاه‌های عمودی را معمولاً هر ۲۰ تا ۳۵ متر از سطح زمین حفر می‌کنند تا به تونل برسند. گاهی پیش‌تر چاه‌ها زده می‌شود و سپس با کندن دالان افقی به هم متصل می‌گردند. برای استحکام، دهانه‌ بالایی چاه‌ها را با کاهگل یا سنگ می‌پوشانند.

خاک برداشت‌شده با سطل و چرخ‌چاه به سطح منتقل می‌شود؛ اگر عمق زیاد باشد، یک چرخ‌چاه میانی نیز نصب می‌کنند. توده‌های خاک پیرامون دهانه هر چاه روی زمین حلقه‌ای می‌سازد؛ از آسمان، ردیف دهانه‌ها چون خطی پیوسته نمایان است.

شیب قنات با ترازی معلق میان دو طناب ۹ متری تعیین می‌شود. در قنات‌های کوتاه، شیب می‌تواند از یک متر کاهش در هر ۱۰۰۰ متر تا یک متر در هر ۱۵۰۰ متر متغیر باشد؛ در قنات‌های بلند، شیب میانگین بسیار اندک و نزدیک به صفر است.

گاه برای عبور از اختلاف ارتفاع، بخشی از مسیر شکسته می‌شود تا آب به تراز پایین‌تری برسد و آبشاری زیرزمینی پدید آورد. انرژی این آب در گذشته برای گرداندن آسیاب‌های آبی و آردکردن غلات نیز به‌کار گرفته می‌شد.

نگارخانه‌ای از قنات‌های ایران

در ادامه چند تصویر از گوشه‌وکنار ایران می‌بینید که نمونه‌هایی از این شاهکار ایرانی را نشان می‌دهد:

کاستی‌ها و محدودیت‌های قنات

با آن‌که قنات روشی کم‌هزینه و کارآمد برای تأمین آب است، چند چالش نیز دارد:

• در زمین‌های کاملاً هموار یا با خاک ماسه‌ای و سست، اجرای قنات عملاً ممکن نیست؛
• قنات‌ها نسبت به چاه‌ها در برابر سیلاب و زمین‌لرزه آسیب‌پذیرترند؛
• در صورت آسیب جدی، احیا و بازسازی قنات همیشه مقرون‌به‌صرفه نیست؛
• قنات‌ها از سفره‌های کم‌عمق تغذیه می‌شوند؛ در گرمای تابستان و اوج نیاز آبی مزارع، احتمال کاهش دبی یا خشکیدگی وجود دارد.

برآورد دبی و آبدهی قنات‌های حفاری‌شده

توان آبدهی قنات تابع مجموعه‌ای از عوامل است:

• ماهیت و جنس زمین
• میزان برداشت از آب‌های زیرزمینی پیرامون
• نوسان سطح ایستابی
• طول مسیر و ابعاد سازه قنات
• ‌دوره‌های لایروبی و پاک‌سازی

قنات‌هایی که بر سفره‌های پایدار بنا شده‌اند، معمولاً در تمام سال دبی نسبتاً ثابتی دارند؛ اما اگر بستر ناپایدار یا فصلی باشد یا خاک تخلخل بالایی داشته باشد، در تابستان‌ها یا سال‌های کم‌بارش، جریان کاهش چشمگیری می‌یابد یا می‌خشکد. بنابراین انتخاب محل حفاری و شناخت منبع تغذیه، حیاتی است.

آبدهی برخی قنات‌ها تا حدود ۱۷۵۰ لیتر در دقیقه گزارش شده، هرچند بیشتر قنات‌ها دبی بسیار کمتری دارند؛ معمولاً حدود ۱۵ لیتر در دقیقه.

راهکارهای نگهداشت و مرمت قنات

عمر بهره‌برداری از یک قنات می‌تواند به صدها سال برسد و دوام هر میله‌چاه نیز غالباً ۲۰ تا ۵۰ سال است؛ مشروط بر آن‌که مرمت به‌موقع و نگهداری اصولی انجام شود.

مسیرهای قنات باید به‌طور منظم لایروبی و تعمیر شوند. قنات‌ها در برابر سیلاب‌های ناگهانی آسیب‌پذیرند؛ برای پیشگیری از پرشدن چاه‌ها با رسوبات، دهانه آن‌ها را با تخته‌سنگ یا پوشش‌های مناسب می‌بندند.

کسانی که حفاری و نگهداری قنات را برعهده دارند «مقنی» نامیده می‌شوند؛ حرفه‌ای سخت و پرزحمت. برای سنجش تهویه زیرزمین، چراغ‌های روغنی (با روغن کرچک) به تونل برده می‌شود؛ اگر شعله پایدار نماند، چاه تهویه تازه‌ای حفر می‌کنند. رسوبات معدنی کف آبراهه زدوده می‌شود و هر آسیب در چاه‌ها تنها با حضور این متخصصان برطرف می‌گردد؛ تا پایان تعمیر، جریان آب متوقف می‌ماند.

آسیب‌های متداول شامل ریزش سقف یا دیواره، انباشت ماسه و گل در کانال، یا انسداد گذر آب است. مهارت مقنی‌های یزد سال‌هاست که در حفر و نگهداری قنات زبانزد است.

مالکیت آب و نظم توزیع در کاریزها

مالکیت زمین‌های مسیر قنات معمولاً میان افراد گوناگون تقسیم است؛ از این‌رو آب قنات خرید و فروش می‌شود. گاهی مالکان بخشی یا تمام مسیر قنات در زمین‌های خود را به نفع جامعه محلی وقف می‌کنند.

توزیع آب توسط مصرف‌کنندگان یا نمایندگان‌شان و بر پایه بازه‌های زمانی مشخص سامان می‌یابد. اگر دبی قنات بالاست و بهره‌برداران بسیارند، نظارت توزیع بر عهده فردی امین به نام «میراب» گذاشته می‌شود که توسط دولت یا سهام‌داران قنات برگزیده و دستمزد او تعیین می‌شود.

چرا سامانه قنات مهم است؟

بی‌قنات، بسیاری از آبادی‌ها هرگز شکل نمی‌گرفتند و از دل واحه‌ها، شهرهایی چون قزوین، نیشابور، کرمان و یزد برنمی‌آمد. در پی آن، اراضی زیرکشت نیز به‌وجود نمی‌آمد.

از روزگار کهن، قواعدی برای تقسیم منصفانه آب میان روستاهای کوچک و بزرگِ واقع در مسیر قنات وضع شده بود تا از بی‌نظمی و منازعه جلوگیری شود.

امروز نیز در برخی نواحی، قنات تنها اتکای آب شرب و آبیاری است؛ هرچند در مناطق پرجمعیت، کارکرد آن به عنوان منبع اصلی آب کاهش یافته است.

به‌طور کلی، قنات بخشی بنیادین از زیست ایرانیان باستان بوده و در شکل‌دهی جنبه‌های متعدد فرهنگ و اقتصاد محلی نقشی تعیین‌کننده داشته است.

روایت قنات زارچ

کهن‌ترین و درازترین قنات زنده جهان با پیشینه‌ای سه‌هزار ساله، «زارچ» است. این قنات از حوالی روستای فهرج آغاز می‌شود، پس از طی حدود ۶۰ کیلومتر به یزد می‌رسد و سپس به منطقه زارچ وارد می‌شود. زارچ سه شاخه به نام‌های «شیرین»، «شور» و «ابراهیم خویدکی» دارد که امروزه تنها شاخه شور آب دارد و دو شاخه دیگر خشکیده‌اند.

این قنات نزدیک به دو هزار میله‌چاه دارد و چند میله آن در مسجد جامع یزد واقع شده است. چون بسیاری از قنات‌ها پیش از اسلام ساخته شده‌اند، منطقی است که مسجد با توجه به اهمیت آب در مجاورت قنات جانمایی شده باشد؛ آب‌انبار مسجد نیز از قنات پر می‌شده تا آب وضو فراهم باشد.

تا حدود نیم قرن پیش، آبدهی زارچ بیش از ۱۸۰ لیتر بر ثانیه بود اما امروز به‌شدت کاهش یافته است. قنات زارچ به‌عنوان اثری ملی ثبت و جهانی شده است.

ویدیو از قنات اردکان یزد

منشأ ویدیو: صفحه اینستاگرام amin.karimi70@