آشنایی با سیستم کار قنات یا کاریز

در زمان های گذشته به دلیل عدم وجود سیستم لوله کشی و آبرسانی به منطقه از قنات ها استفاده می کردند. قنات یا کاریز کانالی است که در زیرزمین حفر شده تا آب را به سطح زمین منتقل کند. به چشمه های زیرزمینی مادرچاه گفته می شود، قنات های حفر شده در عمق زمین در حقیقت نقش یک کانال ارتباطی را ایفا می کنند که رشته چاه ها را که از مادرچاه سرچشمه می گیرند را به هم وصل می کند. به محلی که قنات به سطح زمین رسیده و خارج می شود، آب دهانهٔ کاریز یا سر قنات یا دهن فره می‌گویند. سال های سال قنات ها نقش عمده و مهمی در تامین منابع آبی شهرها و روستا ایفا کرده و به­طور میانگین به بیش از ۶۰ هزار روستای آبرسانی می کردند. با توجه به پیشرفت های سال های اخیر در زمینه لوله کشی و سیستم های آبیاری، حفر چاه های عمیق و استقاده از موتور پمپ، قنات ها دیگر مانند گذشته کارایی لازم را ندارند. متاسفانه حفر بی رویه چاه های عمیق و عدم برنامه ریزی باعث شده که ۹۰ درصد قنات ها خشک شوند و دیگر قابل احیا نباشند.

پیشینه تاریخی قنات

در اوایل هزاره اول قبل از میلاد، فناوری ساخت کاریزها در نواحی خشک کوهستانی ایران گسترش یافت، کشاورزان با حفر قنات این امکان را داشتند که در دوره های طولانی خشکسالی و عدم دسترسی به آب سطحی به کشاورزی بپردازند. طولانی ترین کاریز دنیا در کشور ایران قرار دارد. کشاورزان با حفر قنات می توانستند حجم قابل توجهی از آب ها را از زیرزمین به سطح برسانند، آب جاری از کاریز ها مانند چشمه های طبیعی در سرتاسر سال بدون هیچ ابزار کمکی به سطح زمین جاری بود. به کسی که کاریزها را حفر می کند، مقنن می گویند. با حفر قنات، ساعت آبی و آسیاب آبی نیز ابداع شد.

واژه فارسی کاریز در اصل از کلمه کهریز ریشه گرفته است، واژه معرب قنات خود از کلمه فارسی کنات گرفته شده است. قونات، کنا، کانات، کنات، خاد، کنیات، خریگا، فکارا و فلج یا افلج و… از اسامی دیگر مورد استفاده برای قنات هستند. در سال ۲۰۱۶، قنات ایرانی به عنوان میراث فرهنگی جهانی در سازمان آموزشی، علمی و فرهنگی ملل متحد، یونسکو ثبت گردید. نام ۱۱ قنات در شهرهای خراسان، یزد، کرمان، اصفهان و استان مرکزی در فهرست آثار جهانی یونسکو به چشم می خورد، عمر این کاریزها از ۲۰۰ تا ۲۵۰۰ سال است. عمیق ترین قنات ایران در گناباد واقع شده است، عمق چاه قنات گناباد به ۳۵۰ متر می رسد. قنات بلده به عنوان مهندسی سازترین قنات در لیست یونسکو ثبت شده است. قنات باغ زارچ در شهر یزد با طول چند ده کیلومتر و صدها حلقه چاه، یکی دیگر از شگفت انگیزترین قنات‌های ثبت شده‌است.

از طریق متون تاریخی و نمونه برداری از سفال ها، قدیمی ترین قنات به حدود ۲۲۶۵ سال پیش (با اختلا ۲۵۰ سال) و آخرین آن ها به ۷۸۸ سال پیش (با اختلاف ۴۵ سال) برمی گردد. بررسی هایی که بر روی قنات گناباد انجام شده است نشان می دهد که تنها منبع تأمین آب مورد نیاز زیست‌گاه‌های باستانی واقع در دشت شمالی گناباد استفاده از این قنات بوده است. با استفاده از این یافته ها، باستان شناسان قدمت این قنات را حداقل ۲۵۰۰ سال تخمین می زنند، بنابراین قنات گناباد را می توان کهن‌ترین تمدن کاریزی در سطح جهان معرفی کرد.

روش کار قنات

یکی از ویژگی های منحصربه فرد کاریزها، روش کار آن ها است که بدون استفاده از هیچ ابزاری تنها با استفاده از نیروی ثقل یا گرانش، آب را از زیرزمین به سطح آن می رساند. قنات ها در طول سال پر از آب هستند و به طور دائم در حال پر شدن می باشند. بخش عمده آب­راه قنات در زیرزمین واقع شده و همین عامل باعث می شود تبخیر و نفوذ آب در خاک کاهش یابد. محل خروج کاریز به سطح زمین را دهانه یا هرنج قنات می گویند که از یک آب­راه زیرزمینی با شیب طولی تشکیل شده است، دهانه قنات چندین چاه عمودی زیرزمینی را به هم و به سطح زمین مرتبط می کند. این دهانه و چاه های زیرزمینی علاوه­بر اینکه آب های زیرزمینی را به روی زمین منتقل می کنند، باعث تهویه کانال های زیرزمینی می شوند و برای لای‌روبی، تعمیر و بازدید از داخل کاریز نیز به کار می روند.

به محل خروج آب قنات، پایاب کاریز نام دارد. حفر قنات با کندن چاه مادر یا چاهی که آب غنی دارد، شروع می شد. برای انتقال و جابه جایی منابع آبی چاه مادر به سطح زمین باید آب­راه هایی حفر می کردند. برای اینکه مقنن بتواند در زیرزمین کانال ها را حفر کند و دچار خفگی نشود، کانال و چاه ها را به صورت عمودی جهت تهویه هوا حفر می کردند. چاه های حفر شده نباید دارای پیچ و خم  باشند، برای قرارگیری چاه های قنات در یک ­راستا از روش راستی استفاده می کردند. در این عمل دو تکه سنگ شاقول را به دو طناب به اندازه ارتفاع چاه بسته و به عمق چاه می فرستادند، در ابتدا کارگر پشته سمت چپ شاقول را نگه می داشت و یک چراغ کاربیت یا مندو نیز در انتهای پشته قرار می‌داد. کارگر یکی از چشمان خود را می بست و با چشم دیگر دقت می کرد که آیا شاقول با نور چراغ در یک راستا قرار گرفته است یا نه.

در دوران باستان از چراغ مندو یا کاربیت برای کار در عمق قنات استفاده می شد، البته بعد ها از چراغ پیه­سوز نیز استفاده شد اما این چراغ در عمق زیاد خاموش می شد. کلنگ یک سر یکی از اصلی‌ترین وسیله‌های حفر کاریز به شمار می رود و انواع مختلفی از آن وجود دارد. برای محل هایی که سنگ وجود داشت یا خاک بسیار سفت بود از کلنگ یک سر کٌت (کند) و برای خاک های شل و نرم یا گلی از کلنگ یک سر تیز استفاده می شد. طول یک رشته کاریز در میزان آبدهی قنات مؤثر است و نسبت به شرایط طبیعی مانند شیب زمین و عمق چاه مادر، طول آن متفاوت است. سطح آب های زیرزمینی هرچه پایین تر باشد، عمق چاه مادر نیز عمیق تر خواهد بود. می توان مهم ترین عامل تعیین کننده طول کاریز را شیب زمین دانست، هرچه شیب زمین کمتر باشد طول قنات بیشتر و هرچه شیب بیشتر باشد طول قنات کمتر خواهد بود.

ساعت آبی قنات

پس از احداث قنات ها برای حفظ عدالت بین کشاورزان و روستایان منطقه، فردی را انتخاب کردند تا وظیفه تقسیم سهمیه آب را بین سهامداران آب برعهده گیرد. به این فرد میرآب گفته می شد، میرآب با استفاده از ساعت آبی مقدار سهمیه متقاضیان آب را مشخص می کرد. ساعت آبی متشکل از یک کاسه کوچک بود که وسط کاسه یک سوراخ قرار داشت، در یک سمت از دیوار داخلی کاسه چندین علامت جهت درجه بندی و اندازه گیری حک شده بود. کاسه اندازه گیری در یک دیگ بزرگ پر از آب قرار می گیرد.

طریقه جیره بندی آب توسط میرآب انجام می شد که نیازمند سال ها تجربه بود، او به شکل مرتب به کاسه نگاه می کند و به تعداد دفعاتی که کاسه پر شده، به داخل آب فرو رفته و کاسه به کف برخورد کند یک فنجان یا هفت دنگ و نیم (۷ دقیقه و نیم امروزی) حساب کرده و یک خرده سنگ را به تعداد دفعاتی که کاسه در آب فرو می رود در یک ظرف سفالی می گذاشت. هر تکه سنگی که در ظرف باشد نشان دهنده این است که هر سهامدار چقدر آب از قنات برداشت کرده است، به طور مثال اگر ۱۰ عدد سنگ در ظرف باشد یعنی ۱۰ کاسه یا معادل امروزی ۷۵ دقیقه آب قنات را مصرف کرده‌ است. هر تعداد دفعاتی که فرد از قنات سهم آب طلب داشته باشد می تواند به میرآب گفته و سهم آب خود را به تعداد سنگ ها، در زمین خود جاری کند. میرآب و سهامداران طبق قرارداد نشانه ای مثل صدای شیپور یا جار زدن را معین می کنند تا هربار که سهمیه آب ها در زمین کسی جاری شد با شنیدن صدای جار یا شپو،ر نفر بعدی آب را به زمین خود منتقل کند.