قنات

قنات یا کاریز راه‌آب یا کانالی است که در زیرِ زمین کنده شده، تا آب در آن برای رسیدن به سطح زمین جریان یابد. این جوی یا کانال در عمق زمین برای ارتباط دادنِ رشته‌چاه‌هایی است که از مادر چاه سرچشمه می‌گیرد. مادرچاه‌ها معمولاً یک چشمهٔ زیرزمینی هستند. قنات‌ها به‌منظور هدایت آب و مدیریّت آن برای کشاورزی و سایر مصارف به کار گرفته می‌شوند. این کانالِ قنات ممکن است تا رسیدن به سطح زمین چندین کیلومتر طول داشته باشد و به محل خروجیِ آب دهانهٔ کاریز یا سر قنات یا دهن فره می‌گویند.
قنات یکی از عمده‌ترین منابع تأمین آب به‌شمار می‌رفته و همین کاریزها بودند که ظرفیت آبدهی به مزارع بیش از ۶۰ هزار روستای کشور را داشتند. با ورود فناوری جدید، چاه‌های عمیق جانشین قنات گردید و استفاده از موتور پمپ به تدریج رایج شد و تمامی مناطق ایران را دربر گرفت. احداث چاه‌های عمیق بدون برنامه‌ریزی خود باعث خشک شدن ۹۰ درصد از قنوات گردید به گونه‌ای که احیای آن‌ها امکان‌پذیر نیست زیرا حفر چاه‌های عمیق سطح آب را به میزان زیاد پایین برده‌است.

واژه‌شناسی

کاریز واژه‌ای فارسی است و در اصل کهریز و شاید کهن‌ریز یا کال‌ریز بوده‌است. واژهٔ قنات کلمهٔ پارسی معرب شده‌است. در خاور ایران، افغانستان و آسیای میانه واژهٔ کاریز بیشتر کاربرد دارد و در باختر ایران، واژهٔ قنات. قنات خود عربی شدهٔ کنات فارسی است که از ریشهٔ فعل کندن یا کانال گرفته شده‌است. جمع قنات را «قَنَوات» گویند.

پیشینه

فناوری ساخت قنات در اوایل هزاره اول قبل از میلاد در مناطق خشک کوهستانی ایران گسترش پیدا کرد و به کشاورزان این مناطق اجازه داد تا بتوانند در دوره‌های طولانی خشکی که آب سطحی پیدا نمی‌شود به کشاورزی بپردازند. این قنات‌ها به تدریج در مناطق دیگر دنیا رایج شدند و اکنون قنات‌های زیادی از چین تا مراکش و حتی در قاره آمریکا وجود دارند.
ایرانیان باستان در چندین هزار سال قبل دست به این ابتکار جدید زده و آن را کاریز یا کهریز نام نهادند. نخستین قنات‌ها و طولانی‌ترین قنات دنیا در ایران واقع شده‌است. با این اختراع که در نوع خود در جهان بی‌نظیر بوده‌است، می‌توان مقدار قابل توجهی از آب‌های زیرزمینی را جمع‌آوری کرد و به سطح زمین رساند، که همانند چشمه‌های طبیعی، آب آن در تمام طول سال بدون هیچ ابزار کمکی از درون زمین به سطح زمین جاری می‌گردد.
کاریز که به دست مقنی‌های ایرانی ساخته شد. این حرفه به همراه خود ساعت آبی و آسیاب آبی را نیز به همراه آورده‌است. با وجود این که چندین هزار سال از اختراع آن می‌گذرد هنوز هم این روش استفاده از آب در برخی از روستاها و مناطق مسکونی و کشاورزی و دامداری کشور معمول و متداول است و حتی رکن اصلی کشت و زرع در نواحی خشک است. گوبلو معتقد است که کاریز، ابتدا یک فن ویژه آبیاری نبوده، بلکه به‌طور کامل از تکنیک معدن نشأت گرفته و منظور از احداث آن جمع‌آوری آب‌های زیرزمینی به هنگام حفر معادن بوده‌است. اگرچه در گسترهٔ فرهنگی ایران، از معادن مس و احتمالاً روی موجود در کوه‌های زاگرس، در هزارهٔ دوم قبل از میلاد مسیح بهره‌برداری شده‌است اما این نظر گوبلو چندان علمی بنظر نمی‌آید و با مطالعات میدانی در مورد قناتهای ایران همخوانی ندارد خود او نیز بعد نظرش را اصلاح کرده‌است.

گزارش فائو

در گزارش سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد در سال ۲۰۱۴، تحت عنوان «اهمیت میراث سیستم‌های سنتی کشاورزی» و به رسمیت شناختن این میراث در سطح جهانی و حفظ آن در نیل به توسعه پایدار نوشته‌است:
قدمت فناوری و دانش سیستم آبیاری سنتی در ایران، حفر کاریز، لااقل به ۸۰۰ سال پیش از میلاد می‌رسد که بمدت لااقل نزدیک به سه هزاره زنده مانده‌است. ناحیهٔ کاشان استان اصفهان دارای کهن‌ترین شبکه‌های آبیاری می‌باشد. شبکه آبیاری سیستم قنات توانسته‌است به‌طور پایدار، امنیت غذائی و معیشت خانوارهای کشاورزان را فراهم آورد. در مناطق خشک، تأمین دائمی آب از راه حفر کاریز، منابع قابل اتکای آبیاری کشاورزی سنتی را فراهم‌آورده و تضمین کرده‌است، چه در غیر این صورت کشاورزی امکان‌پذیر نمی‌شد.

ثبت جهانی

سازمان آموزشی، علمی و فرهنگی ملل متحد، یونسکو، در سال ۲۰۱۶، قنات ایرانی را به عنوان میراث فرهنگی جهانی ثبت کرده‌است. ۱۱ قنات در مناطق خراسان، یزد، کرمان، اصفهان و استان مرکزی در فهرست آثار جهانی ثبت شده‌اند. عمر این قنات‌ها از ۲۰۰ تا ۲۵۰۰ سال است. قنات گناباد، عمیق‌ترین قنات ایران، که عمق چاه اصلی‌اش به ۳۵۰ متر می‌رسد، یکی از قنات‌های ثبت شده‌است. قنات بلده مهندسی سازترین قنات و همچنین قنات باغ زارچ یزد با طول چند ده کیلومتر و صدها حلقه چاه، یکی دیگر از قنات‌های ثبت شده‌است.

کهن‌ترین قنات‌ها

از میان نمونه سفال‌ها و یافته‌های سال یابی شده، قدیم‌ترین نمونه به تاریخ ۲۵۰+-۲۲۶۵ و متاخرترین آن‌ها به تاریخ ۴۵+-۷۵۵ سال قبل تعیین قدمت شده‌اند. از این رو می‌توان ادعا کرد که رشته قنات قصبه گناباد بر اساس یافته‌های باستان‌شناسی حداقل ۲۵۰۰ سال قدمت دارد. از طرفی با توجه به شرایط اقلیمی منطقه و دانسته‌ها، تنها منبع تأمین آب مورد نیاز زیست‌گاه‌های باستانی واقع در دشت شمالی گناباد نیز، بدست‌آوردن آب‌های زیرزمینی از طریق فناوری قنات بوده‌است، بنابراین ما شاهد کهن‌ترین تمدن کاریزی در سطح جهان هستیم.

اهمیت

اهمیت قنات‌ها به اندازه‌ای است که سازمان اسناد و کتابخانهٔ ملّی استان یزد به دنبال برگزاری سلسله‌نشست‌های یزدشناسی خود، نتوانست از کنار قنات‌ها به راحتی عبور کند و موضوع یکی از این نشست‌های تخصصی را به قنات اختصاص داد. بر این اساس سومین نشست یزدشناسی با موضوع «یزد، آب، قنات» به همت سازمان اسناد و کتابخانه ملی استان یزد و مرکز قنات ایران با حضور بیش از ۱۰۰ نفر از علاقه‌مندان به تاریخ این دیار برگزار شد.

ویژگی‌های کاریز

سامانه استخراج در کاریز طوری است که آب بدون کمک و صرف هزینه فقط با استفاده از نیروی ثقل (نیروی گرانش) از زمین خارج می‌گردد. با توجه به چاه‌ها و کاریزهای موجود، آب کاریز از آبی که از چاه استخراج می‌شود ارزانتر تمام می‌شود. آب کاریز دائمی است و در مواقع اضطراری کشت و زراعت و در مواقع حساس (نیاز به آب)، قطع نمی‌شود. منابع آب زیر زمینی کاریز محور دیر تمام می‌شوند و استفاده طولانی دارند، هر چند به‌طور دائم آب‌ها - چه مصرف شوند و چه نشوند - خارج می‌گردند. کاریز دارای مزایای بسیار زیادی است که در اینجا فقط به تعداد محدودی از آن‌ها اشاره شده‌است. قنات به عنوان یک روش استحصال آب منافع متعددی دارد. اول اینکه بخش عمده کانال آب در زیر زمین قرار گرفته و در نتیجه هدررفت آب بر اثر تبخیر و نفوذ در خاک کاهش پیدا می‌کند. دوم اینکه نیروی سیستم از طریق گرانش زمین تأمین می‌شود و نیازی به پمپ نیست؛ و سوم اینکه از آب‌های زیرزمینی به صورت تجدیدپذیر استفاده می‌شود که مزیّت سوم خود مَزیّت‌های دیگری را نیز به همراه دارد
.

مشخصات کاریز

کاریز، از یک دهانه یا هرنج که روباز است و یک کانال طولی شیب دار زیرزمینی تشکیل شده و چندین چاه عمودی که کانال زیر زمینی سرانجام به سطح زمین مرتبط می‌سازد، چاه‌ها- که به آن‌ها در موقع حفر، میله هم گفته می‌شود- علاوه بر کاربرد برای انتقال مواد حفاری شده به روی زمین، عمل تهویه کانال زیرزمینی را نیز انجام می‌دهند و راه ارتباطی برای لای‌روبی، تعمیر و بازدید از داخل کاریز نیز به‌شمار می‌روند.
به محل خروج آب قنات، پایاب کاریز می‌گویندو در عربی به آن مظهر قنات می‌گویند.

آغاز کاریز

آغاز کاریز همان دهانه کاریز است که به آن پایاب یا «مظهر کاریز» نیز می‌گویند. پایاب جایی است که آب از دل کاریز بیرون می‌آید و ظاهر می‌شود و می‌تواند برای آبیاری و دیگر مصارف مورد استفاده قرار بگیرد. قسمت انتهایی کاریز، مادر چاه یا «پیشکار کاریز» نامیده می‌شود که در آخرین قسمت آن، چاه مادر کاریز قرار گرفته‌است. قسمت‌هایی از کاریز که با حفر آن‌ها هنوز آب بیرون نمی‌آید «خشکه کار» و قسمتی که آبدار است بخش «آبده کاریز» نامیده می‌شوند.

طول و عمق کاریز

طول یک رشته کاریز - که در میزان آبدهی آن نیز مؤثر است - نسبت به شرایط طبیعی متفاوت است. این شرایط بستگی به شیب زمین و عمق چاه مادر دارد. از طرف دیگر هر چه سطح آب زیرزمینی پایین‌تر باشد، عمق چاه مادر بیشتر می‌شود. مهم‌ترین عاملی که طول کاریز را مشخص می‌کند، شیب زمین می‌باشد یک رشته قنات که در میزان ابدهی ان مؤثر است به شرایط طبیعی میزان متفاوت است. این شرایط بستگی به شیب زمین و عمیق ما در چاه دارد. طویل‌ترین قنات ایران و جهان قنات زارچ واقع در یزد می‌باشد که ۱۰۰ کیلومتر طول ان است و عمیق‌ترین مادر چاه قنات‌های ایران به روایتی ۴۰۰ متر و به روایت دیگر ۳۵۰ متر عمق دارد و ان مربوط به قنات قصبه گناباد است هرچه شیب زمین کمتر باشد طول کاریز بیشتر و هرچه شیب بیشتر باشد طول کاریز کمتر خواهد بود.

تقسیم آب

از ابتدای اختراع قنات تقسیم آب بین سهامداران زیر نظر میرآب و با ساعت آبی یا فنجان انجام می‌شده‌است. منظور از فنجان در اینجا، عبارت است از یک کاسه کوچک با سوراخی در وسط آن، و چند درجه با علامت در بدنه داخلی آن که بر روی یک دیگ بزرگ پر از آب قرار می‌گیرد. (در تصویر)

روش کار

طریقهٔ کار فنجان یا ساعت بدین گونه بوده که میر آب با چشم دوختن به فنجان با هر بار پرشدن و غرق‌شدن آن و خوردن کاسه به کف دیگ یک فنجان یا هفت دنگ و نیم یا (۷ دقیقه و نیم امروزی) محاسبه نموده و یک سنک کوچک برای هر بار غرق‌شدن کاسه در یک کیسه یا یک ظرف سفالی می‌گذاشته‌است. تا تعداد فنجان‌ها و زمانی که سهامدار قنات آب براب باغ خود یا زمین می‌برده را دقیقاً حساب کند مثلاً اگر ۱۰ سنگ درون کیسه باشد یعنی ۱۰ فنجان یا معادل امروزی ۷۵ دقیقه آب قنات را فرد استفاده کرده‌است. اگر فردی ۱۰ فنجان سهم از قنات داشته باید (معادل امروزی هفتاد و پنج دقیقه) یعنی مدت زمانی که ۱۰ فنجان آب پر شود آب قنات را به زمین یا باغ خود رها می‌کرده‌است و با اعلام جار زدن یا شیپور زدن یا یک صدای قراردادی فرد بعدی آب را به باغ یا زمین خود منتقل می‌کرده و به همین ترتیب… معمولاً محل استقرار دایمی فنجان و مدیر آن (میر آب) خانه فنجان بوده‌است. اما در فصل تابستان گاهی ممکن است فنجان را به محل اصلی تقسیم آب ببرند.
کالیستنس مورخ یونانی که در لشکرکشی اسکندر مقدونی به ایران همراه او بود و رویدادهای روز و مشاهداتش را به‌طور منظم یادداشت می‌کرد در یادداشتی که بعداً با محاسبات تقویمی معلوم شده که متعلق به سپتامبر ۳۲۸ پیش از میلاد است نوشته‌است: در اینجا (ایران)، در دهکده‌ها که آب را بر حسب نوبت به کشاورزان برای زراعت می‌دهند، یک فرد از میان آنان (کشاورزان) انتخاب می‌شود تا بر زمان نوبت (و تقسیم زمانی سهام) نظارت داشته باشد. این فرد در کنار مجرای اصلی آب و محل انشعاب آن میان کشاورزان، بر سکویی می‌نشیند و ظرفی فلزی را که سوراخ بسیار ریزی در آن تعبیه شده‌است در ظرفی بزرگ‌تر و پر از آب قرار می‌دهد که پس از پر شدن ظرف کوچک (یک بار یا چند بار) که به آهستگی و طبق محاسبه قبلی ابعاد سوراخ آن صورت می‌گیرد، آب را قطع و آن را به جوی کشاورز دیگر باز می‌کند و این کار دائمی است و این وسیله (ساعت آبی) عدالت را برقرار کرده و از نزاع کشاورزان بر سر آب مانع می‌شود.
.

قنات‌های ایران

طبق آمار ارائه شده در کارگاه مهندسی قنات برگزار شده در تهران در سال ۱۳۸۹ تعداد قنات‌های فعال ۳۶۳۰۰ رشته بوده و مجموع طول کوره‌های قنات ۲۱۷۸۰۰ کیلومتر و مجموع طول میله‌های قنات ۱۵۸۲۶۸ کیلومتر تخمین زده شده‌است. قنات زارچ با قدمت بین ۲۰۰۰ تا ۳۰۰۰ سال و با ۷۱ کیلومتر طول به عنوان یکی از بلندترین قنات‌های ایران شناخته می‌شود. عمیق‌ترین مادر چاه نیز در شهرستان گناباد با نام قنات قصبه قرار دارد که تاریخ حفر آن به دورهٔ هخامنشی می‌رسد. طول قنات قصبه گناباد ۳۳۱۳۵ متر می‌باشد و عمق مادر چاه رشته اصلی قنات ۲۱۷ متر و عمق مادر چاه رشته انشعابی دولاب نو حدود ۳۰۰ متر می‌باشد. تنها قنات دو طبقه جهان قنات دوطبقه مون اردستان در محله مون یکی از محلات شهرستان اردستان در استان اصفهان واقع است. این قنات در این محله شامل دو طبقه‌است که که در هر طبقه آن آبی مستقل جریان دارد جالب این جاست که آب هیچ‌یک به دیگری نفوذ نمی‌کند این قنات ۸۰۰ سال پیش احداث شده‌است.

کهن‌ترین قنات‌ها

از میان نمونه سفال‌ها و یافته‌های سال یابی شده، قدیم‌ترین نمونه به تاریخ ۲۵۰+-۲۲۶۵ و متاخرترین آن‌ها به تاریخ ۴۵+-۷۵۵ سال قبل تعیین قدمت شده‌اند. از این رو می‌توان ادعا کرد که رشته قنات قصبه گناباد بر اساس یافته‌های باستان‌شناسی حداقل ۲۵۰۰ سال قدمت دارد. از طرفی با توجه به شرایط اقلیمی منطقه و دانسته‌ها، تنها منبع تأمین آب مورد نیاز زیست گاه‌های باستانی واقع در دشت شمالی گناباد نیز، استحصال آب‌های زیرزمینی از طریق فناوری قنات بوده‌است، بنابراین ما شاهد کهن‌ترین تمدن کاریزی در سطح جهان هستیم.

معایب کاریز

در زمین‌های هموار و نواحی‌ای که زمین شیب کافی ندارد و نیز زمین‌های خیلی سست و ماسه‌ای امکان حفر کاریز نیست. آب کاریز، به‌طور دائم جریان دارد و قابل کنترل نیست. به همین خاطر کاریز مدام باعث تخلیه آب زیرزمینی می‌شود. در فصولی که به آب احتیاج نیست یا احتیاج به آب خیلی کم است، امکان جلوگیری از جریان یا کنترل کاریز وجود ندارد.
کاریز به خاطر این که در سفره‌های آب زیرزمینی کم عمق استفاده می‌شود و این منابع هم غنی نیستند و دارای نوسان زیادی هستند، نسبت به تغییرات سطح آب زیر زمینی خیلی حساسیت دارد. در فصول گرم که گیاه به آب بیشتری نیاز دارد و همین‌طور در فصول و سال‌های خشک، آب کاریز کم می‌شود. کاریز نسبت به چاه در مقابل سیل و زلزله و امثال این‌ها آسیب پذیرتر است و خرابی در کاریزها بعضی مواقع طوری است که احیای مجدد آن‌ها یا ممکن نمی‌باشد یا از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست.

سازه‌های مرتبط با قنات

آب‌انبار حوض یا استخر سرپوشیده‌ای است که برای ذخیره آب معمولاً در زیر زمین ساخته می‌شده‌است. امروزه هنوز تعدادی از آب‌انبارهای قدیمی باقی‌مانده‌اند. در مناطق کم‌آب و کویری، آب‌انبار با آب باران، جویبارهای فصلی، یا آب قنات پر می‌شد. آب بیشتر در زمستان ذخیره شده و در تابستان مورد استفاده قرار می‌گرفت. یخچال سازه دیگری است که برای تولید و نگهداری یخ ساخته می‌شد. یخ در فصول سرد به ویژه زمستان در استخر یخچال درست می‌شد. پس از تولید یخ، آن‌ها را شکسته و در مخزن (چال) انبار می‌کردند و در فصل گرما به کار می‌بردند. برای تهیه یخ در این یخچال‌ها، در شب‌های سرد زمستان، آب قنات‌ها یا نهرها به استخر یا حوض یخ بندی که در کنار یخچال قرار داشت، هدایت می‌شدند. پس از تشکیل یخ در این حوض یخ شکسته و برای نگهداری به درون مخزن یخچال (معروف به پاچال یا چال‌یخ) ریخته می‌شد و در فصل گرما مورد استفاده قرار می‌گرفت.
از سازه‌های دیگر مرتبط با قنات پایاب است. پایاب محل دسترسی به آب قنات در حیاط خانه‌ها و مسجدهاست و نمونه عمومی آن در شهرهای بیابانی ایران به چشم می‌خورد. الگوی معمول پایاب‌ها هشتی است که با اتاق ترکی یا کلمبه پوشانده شده‌است و در مسیر قنات در مرکز آن یک حوض ساخته می‌شود. نکته مهم اقلیمی پایاب هوای بسیار خنک آن در تابستان است که علاوه بر استفاده به عنوان یخچال برای نگهداری مواد غذایی، در مواردی برای خواب نیم‌روزی نیز مورد استفاده قرار می‌گرفته‌است.

پژوهش ایران‌شناسان ژاپنی

پروفسور کوهوری (Kohori)، از اعضای گروه تحقیقات باستان‌شناسی ایران و عراق در دانشگاه توکیو، از پیشگامان مطالعه در باب ساختار و سازمان قنات‌ها و شبکه‌های آبیاری در ایران بوده، و دو اثر تحقیقی، تحت عناوین «قنات در ایران»، و «بررسی آبیاری در غرب آسیا از نظر جغرافیای انسانی» نگاشته‌است. محقق ژاپنی دیگری که در این زمینه تحقیقاتی کرده پروفسور اودا (oda) است. پروفسور اودا، پروفسور سوئه‌وو (Suewo) و پروفسور اوچی (Ochi) نتایج تحقیقات خود را در سال ۱۹۶۷ در گزارشی تحت عنوان «کشاورزی و روستاهای زراعی در غرب آسیا» عرضه کردند. این گزارش دربردارندهٔ نتایج بررسی‌ها و پژوهش‌های ژاپنی‌ها در ۱۰۵ روستای ایران است؛ و عمدتاً حول محور تقسیم‌بندی روستاها برحسب نحوه آبیاری و نظام کشت و زرع تنظیم و تدوین یافته‌است.
از دهه ۱۹۷۰ به این سو چندان کار اساسی‌ای در ژاپن دربارهٔ قنات‌های ایران انجام نشده‌است. در این سال‌ها، پروفسور اوکازاکی مدخل و معرفی‌ای بر آثار دکتر جواد صفی‌نژاد (استاد دانشگاه تهران) دربارهٔ اصل و منشأ قنات‌ها، کای‌ها یا اشکال پیشینی قنات و نحوه حفر و احداث قنات، نوشته‌است؛ و علاوه بر آن، یکی از «جمعیت‌های پژوهشی و دانشگاهی» زیر نظر وزارت آموزش ژاپن نیز با مشارکت مؤسسه خاک‌شناسی ایران از سال ۱۹۷۰ تا ۱۹۷۵ دربارهٔ شبکه‌های آبیاری ایران تحقیق و مطالعه می‌کرد.