Kanály a hráze tvořily základ starodávného zavlažování a protipovodňové ochrany ve starověkém Sumeru. Nachází se na dolním toku řek Tigris a Eufrat v jižní Mezopotámii, dnešním jižním Iráku, jedná se o oblast vzácných srážek, ale velké záplavy na konci zimy a na jaře. Od asi 3500 př. N.l. a v průběhu příštích dvou tisíciletí byli Sumerové průkopníkem kontroly nad vodním tokem a rozvojem zemědělství, jehož produkce by uživila populace více než 20 městských států. Tomuto procesu však bránilo zvyšování koncentrací solí v půdě.
Životní prostředí a krajina
Jižní mezopotámské pláně, kde Sumerové žili, vypadaly ploché, ale stejně jako dnes představovaly měnící se krajinu. Na konci zimy a na jaře přineslo tání sněhu v horách na severu a východě katastrofické záplavy která přepravovala obrovské množství bahna a dalších sedimentů na více než 1 800 kilometrech k jižní. Větve dolních řek Tigris a Eufrat se klikatily a spojovaly - anastomosovaly - nad pláněmi a vytvářely měnící se vzor říčních hrází, turtleback - klenutý - ostrovy, dunová pole a bažiny, které se posunuly s dalším zaplavit. Po zbytek roku byla půda vypálena tvrdým a suchým sluncem a erodována větrem.
Stavba hráze
Přírodní hráze jsou náspy vytvořené uloženými říčními sedimenty jako říční povodně. Jsou to asymetrické struktury s téměř svislými stěnami přiléhajícími k řece, které se zužují po mírném svahu směrem k pevnině. Šířky hráze během sumerského období byly obvykle přes 1 kilometr (0,62 míle). Hladiny řeky se během povodní mohly pohybovat mezi 4 a 6 metry (13 až 19,7 stop). Hřeben hráze by se mohl zvednout až 10 metrů nad okolní pláně. Sumerové vybudovali hráze vytvořením běžných základů rákosí impregnovaných asfaltem, sluncem vypáleného povrchového prosakování ropy. Pečené hliněné cihly, také pojené asfaltem, byly umístěny na základy. To nejen zvýšilo výšku břehů řek, ale také je chránilo před erozí vodními proudy. Během suchých období vytvořili Sumerové jednoduchý drenážní systém zvedáním vody do kbelíků přes hráze a zaléváním obdělávané půdy. Rovněž zastrčili díry do tvrdých a suchých stěn hráze, aby voda mohla proudit a zavlažovat plodiny v přilehlých polích.
Stavba kanálu
Zpočátku Sumerové záviseli na dodávce vody ze sítě přírodních, anastomujících říčních kanálů. Začali kopat umělé přiváděcí kanály a kanály mezi třetím a druhým tisíciletí před naším letopočtem a využívali avulze řek. Jedná se o posuny vodních toků způsobené přirozenými zlomy ve stěnách hráze nebo oslabenou částí stěny hráze způsobenou uměle vytvořenými odvodňovacími otvory. Tento proces způsobil, že se vodní tok rozdělil na dvě části. Nové říční rameno buď vytesalo zcela nový směr, nebo se klikatilo a znovu se připojilo k původnímu kanálu. Sumerové vyhloubili kanály podél těchto nových vodních toků a vykopali menší přívodní kanály. Vytěženou zeminu a trosky použili k vybudování dalších hrází. Kanály mohly být široké až 16 metrů (52,5 stop). Průtok vody byl řízen regulátory - přehradami a stavidly - postavenými v místech mezi speciálně zesílenými stěnami hráze. Sumerští farmáři čelili neustálému boji při bagrování kanálů bez usazeného bahna.
Problémy s zasolováním
Kvůli svému původu jako tání sněhu obsahovaly říční vody Tigris a Eufrat vždy vysoké koncentrace rozpuštěných solí. Během tisíciletí se tyto soli hromadí v podzemních vodách a kapilárním působením v kořenech rostlin se odvádějí nahoru na povrch. Mořské přestupky během geologických časů také zanechaly menší akumulaci solí ve skalách pod půdou. Další sůl byla vháněna do sumerských plání větry z Perského zálivu. Dešťové srážky byly a zůstávají nedostatečné k vypláchnutí podzemní vody, zatímco zvýšené zavlažování zhoršuje zasolení. Odpařená sůl vytvořila bílou kůru na povrchu polí a stěn hráze. Moderní metody řízení akumulace solí jsou vrtáním dolů k hladině podzemní vody a splachováním podzemní vody. Sumerové tuto technologii neměli a museli střídavě opouštět pole ladem nebo je opouštět společně s přilehlými hrázemi a kanály.