Kanali i nasipi činili su osnovu navodnjavanja zemljišta i kontrole poplava u drevnom Sumeru. Smješteno u donjem toku rijeke Tigris i Eufrat u južnoj Mezopotamiji, današnjem južnom Iraku, ovo je područje oskudnih kiša, ali velikih poplava krajem zime i proljeća. Otprilike od 3500. pr. i tijekom sljedeća dva tisućljeća Sumerani su pionirski kontrolirali protok vode i razvoj poljoprivrede čiji bi proizvodi prehranili stanovništvo preko 20 gradskih država. Međutim, taj je postupak otežan povećanjem koncentracije soli u tlu.
Okoliš i krajolik
Južne mezopotamske ravnice u kojima su živjeli Sumerani činile su se ravnima, ali kao i danas, predstavljale su promjenjiv krajolik. Krajem zime i proljeća, otapanje snijega u planinama na sjeveru i istoku donijelo je katastrofalne poplave koja je prenijela ogromne količine mulja i drugih sedimenata preko 1800 kilometara (1118 milja) do jug. Grane donjeg rijeka Tigris i Eufrat vijugale su i stapale se - anastomozirale - preko ravnica, stvarajući promjena uzorka riječnih nasipa, kornjača - lučnih otoka, polja dina i močvara koje su se pomakle sa sljedećim poplava. Tijekom ostatka godine sunce je tvrdo i suho peklo tlo, a vjetar ga je nagrizao.
Izgradnja nasipa
Prirodni nasipi su nasipi stvoreni taloženim riječnim sedimentima kao poplava rijeke. To su asimetrične građevine s gotovo okomitim zidovima uz rijeku, dok se prema blagoj padini sužavaju prema zemlji. Širine nasipa tijekom sumerskog razdoblja obično su prelazile jedan kilometar (.62 milje). Tijekom poplave razine rijeka mogu varirati između 4 i 6 metara (13 do 19,7 stopa). Vrh nasipa mogao bi se popeti i do 10 metara (32,8 stopa) iznad okolnih ravnica. Sumerani su izgradili nasipe stvarajući temelje od trske impregnirane bitumenom, na suncu ispečenom površinskom procurivanju sirove nafte uobičajenoj u regiji. Pečena opeka od blata, također vezana bitumenom, postavljena je na vrh temelja. To ne samo da je povećalo visinu obala rijeka, već ih je i zaštitilo od erozije vodenim strujama. Tijekom sušnih razdoblja Sumerani su napravili jednostavan sustav odvodnje dižući vodu u kante preko nasipa i zalijevajući obrađenu zemlju. Također su probušili rupe u tvrdim i suhim zidovima nasipa, dopuštajući vodi da teče i navodnjava usjeve na susjednim poljima.
Izgradnja kanala
U početku su Sumerani ovisili o mreži prirodnih, anastomozirajućih riječnih kanala za opskrbu vodom. Počeli su kopati umjetne napojne kanale i kanale između trećeg i drugog tisućljeća prije Krista, koristeći avulije rijeka. To su pomaci vodotoka stvoreni prirodnim lomovima zidova nasipa ili oslabljenim dijelom zida nasipa uzrokovanim ručnim drenažnim rupama. Taj je postupak doveo do razdvajanja vodotoka na dva dijela. Novi krak rijeke ili je isklesao potpuno novi tok ili je vijugao i pridružio se izvornom kanalu. Sumerani su iskopavali kanale duž ovih novih vodotoka i kopali manje dovodne kanale. Iskopano tlo i krhotine koristili su za izgradnju daljnjih nasipa. Kanali su mogli biti široki i do 16 metara. Protok vode kontrolirali su regulatori - brane i zapornice - postavljeni na točkama između posebno ojačanih zidova nasipa. Sumerski poljoprivrednici suočeni su s neprestanom bitkom u bageriranju kanala bez taloženog mulja.
Problemi zaslanjivanja
Zbog svog podrijetla kao topljenja snijega, rijeke Tigris i Eufrat uvijek su sadržavale visoke koncentracije otopljenih soli. Tijekom tisućljeća ove se soli akumuliraju u podzemnoj vodi i izvlače se na površinu kapilarnim djelovanjem u biljnim korijenima. Morske transgresije tijekom geoloških vremena također su ostavile manje nakupine soli u stijenama ispod tla. Dalje sol vjetrovi su iz Perzijskog zaljeva upuhivali u sumerske ravnice. Oborine su bile i ostaju nedovoljne za ispiranje podzemnih voda, dok pojačano navodnjavanje pogoršava zaslanjenje. Uparena sol stvorila je bijelu koru na površini polja i zidovima nasipa. Suvremene metode kontrole nakupljanja soli su bušenjem do podzemlja i ispiranjem podzemne vode. Sumerani nisu imali ovu tehnologiju i morali su napuštati polja neoštećena nekoliko godina ili ih napustiti zajedno sa susjednim nasipima i kanalima.