Kanavat ja levyt muodostivat pohjan maan kastelulle ja tulvien torjunnalle muinaisessa Sumerissa. Tigrisin ja Eufratin jokien alaosassa Etelä-Mesopotamiassa, nykypäivän Irakissa, tällä alueella on vähän sateita, mutta suuria tulvia lopputalvella ja keväällä. Noin 3500 eaa. ja seuraavien kahden vuosituhannen aikana sumerit olivat edelläkävijöitä vesivirtauksen hallinnassa ja maatalouden kehittämisessä, jonka tuotanto ruokkii yli 20 kaupunkivaltion väestöä. Tätä prosessia haittasivat kuitenkin lisääntyneet suolapitoisuudet maaperässä.
Ympäristö ja maisema
Eteläiset Mesopotamian tasangot, joissa sumerit asuivat, näyttivät tasaisilta, mutta kuten nykyäänkin, muodostivat muuttuvan maiseman. Lopputalvella ja keväällä lumen sulaminen vuorilla pohjoiseen ja itään toi katastrofaalisia tulvia joka kuljetti valtavia määriä lietettä ja muita sedimenttejä yli 1800 kilometrin (1118 mailia) alueelle etelään. Tigrisin ja Eufratin alajokien oksat mutkittelivat ja sulautuivat - anastomoiduiksi - tasankojen yli tuottaen jokien suonien, kilpikonna-kaarevien saarten, dyynikenttien ja soiden muuttuva kuvio, joka muuttui seuraavan kanssa tulva. Loppuvuoden aikana maaperä paistui kovasta ja kuivasta auringosta ja tuulen heikentämästä.
Levee rakentaminen
Luonnolliset suonet ovat pengerryksiä, jotka syntyvät kerrostuneista jokisadeista joen tulvien aikana. Ne ovat epäsymmetrisiä rakenteita, joiden melkein pystysuorat seinät ovat joen vieressä ja kapenevat maata pitkin lempeää kaltevuutta. Sumerien aikana leveen leveydet olivat yleisesti yli kilometri (.62 mailia). Joen taso voi vaihdella 4-6 metrin välillä tulvan aikana. Levee-harjanne voi nousta jopa 10 metriin (32,8 jalkaa) ympäröivien tasankojen yläpuolelle. Sumerilaiset rakensivat leveejä tekemällä bitumilla kyllästettyjen ruokoalusten perustan, aurinkoisella paistamalla alueella yleistä raakaöljyä. Leivotut muta tiilet, jotka on myös sidottu bitumiin, asetettiin perustusten päälle. Tämä paitsi lisäsi joenrannan korkeutta, myös suojeli niitä vesivirtausten aiheuttamalta eroosiolta. Kuivina aikoina sumerilaiset tekivät yksinkertaisen viemäröintijärjestelmän nostamalla vettä ämpäreinä levien ja kastellun viljelymaan päälle. He työntivät reikiä myös koviin ja kuiviin leviseiniin, jolloin vesi pääsi virtaamaan ja kastelemaan satoja viereisillä pelloilla.
Kanavan rakentaminen
Alun perin sumerit olivat riippuvaisia luonnollisten, anastomosoivien jokikanavien verkostosta vesihuollossaan. He alkoivat kaivaa keinotekoisia syöttökanavia ja kanavia kolmannen ja toisen vuosituhannen eKr. Välillä hyödyntäen jokien avulsioita. Nämä ovat vesistöjen siirtymiä, jotka johtuvat luonnonmurtoista seinämissä tai heikentyneestä osasta tasoseinää, jonka aiheuttavat ihmisen aiheuttamat viemärireiät. Tämä prosessi aiheutti vesireitin jakautumisen kahteen osaan. Uusi joen haara joko vei kokonaan uuden kurssin tai mutkaisi ja liittyi takaisin alkuperäiseen kanavaan. Sumerit kaivivat kanavia pitkin näitä uusia vesistöjä ja kaivivat pienempiä syöttökanavia. He käyttivät kaivettua maaperää ja roskia rakentaakseen lisää levoja. Kanavat voivat olla jopa 16 metriä (52,5 jalkaa) leveitä. Veden virtausta sääteltiin säätimillä - patoilla ja sulkuporteilla - jotka pystytettiin erityisesti vahvistettujen leviseinien väliin. Sumerien maanviljelijät joutuivat jatkuvaan taisteluun ruoppaamalla kanavia vapaaksi laskeutuneesta lietteestä.
Suolausongelmat
Koska Tigris- ja Eufrat-jokivedet ovat peräisin sulatuksesta, ne ovat aina olleet suuria pitoisuuksia liuenneita suoloja. Vuosisatojen ajan nämä suolat kerääntyvät pohjaveteen ja imeytyvät pintaan kasvien juurien kapillaarivaikutuksen kautta. Geologisten aikojen meririkkomukset jättivät myös pienempiä suolakertymiä maaperän alapuolisiin kiviin. Persianlahden tuulet puhaltivat lisää suolaa Sumerien tasangoille. Sademäärä ei ollut riittävä pohjaveden huuhteluun, mutta lisääntynyt kastelu pahentaa suolaantumista. Haihtunut suola muodosti valkoisen kuoren peltojen ja leviseinien pinnalle. Nykyaikaiset menetelmät suolankertymien hallitsemiseksi ovat poraus alas vesipohjaan ja huuhtelemalla pohjavesi. Sumerilaisilla ei ollut tätä tekniikkaa, ja heidän täytyi jättää pellot kesantoiksi vuorovuosiksi tai hylätä ne yhdessä viereisten levien ja kanavien kanssa.