Senovės Šumerų slėniai ir kanalai

Senovės Šumeruose kanalai ir užtvankos sudarė žemės drėkinimo ir potvynių kontrolės pagrindą. Mesopotamijos pietuose, dabartiniame pietiniame Irake, esančiame Tigrio ir Eufrato upių žemupyje, tai yra nedaug kritulių, bet žiemą ir pavasarį dideli potvyniai. Maždaug nuo 3500 m. Pr. Kr. ir per ateinančius du tūkstantmečius šumerai pradėjo kontroliuoti vandens srautą ir plėtoti žemės ūkį, kurio produkcija pamaitins daugiau nei 20 miestų valstybių gyventojus. Tačiau šį procesą apsunkino padidėjusi druskos koncentracija dirvožemyje.

Pietinės Mesopotamijos lygumos, kuriose gyveno šumerai, pasirodė plokščios, tačiau, kaip ir šiandien, buvo besikeičiantis kraštovaizdis. Žiemos pabaigoje ir pavasarį sniegas tirpstant kalnuose šiaurėje ir rytuose sukėlė katastrofiškus potvynius kuris pernešė didžiulius dumblo ir kitų nuosėdų kiekius daugiau nei 1800 kilometrų (1118 mylių) link į pietus. Tigrio ir Eufrato žemupio atšakos vingiavo ir susiliejo (susiaurino) virš lygumų, sukurdamos besikeičiantis upių užtvankų, vėžlių - arkinių salų, kopų laukų ir pelkių, besikeičiančių su kitais, modelis potvynis. Per likusius metus dirvožemis buvo kietai iškeptas ir sausas saulės, o vėjo ardomas.

Natūralūs užutėkiai yra pylimai, susidarantys dėl nusodintų upių nuosėdų, upei patvinstant. Jie yra asimetriški statiniai, kurių beveik vertikalios sienos yra greta upės, o siaurėja žemyn palei švelnų šlaitą. Šumerų periodo užtvankos plotis paprastai buvo didesnis nei 1 kilometras (.62 mylios). Potvynių metu upių lygis gali svyruoti nuo 4 iki 6 metrų (13–19,7 pėdos). Viršutinė viršūnė gali pakilti iki 10 metrų virš aplinkinių lygumų. Šumerai pastatė užtvankas, padarydami nendrės, įmirkytos bitumu, pamatus, saulėje kepamą žalio aliejaus nutekėjimą, paplitusią regione. Ant pamatų buvo dedamos keptos purvo plytos, taip pat sujungtos su bitumu. Tai ne tik padidino upių krantų aukštį, bet ir apsaugojo juos nuo vandens srovių sukeliamos erozijos. Sausuoju periodu šumerai padarė paprastą drenažo sistemą, kibirais pakeldami vandenį virš užtvankų ir laistydami dirbamą žemę. Jie taip pat įsmeigė skylutes į kietas ir sausas užtvankos sienas, leisdami vandeniui tekėti ir laistyti pasėlius gretimuose laukuose.

Iš pradžių šumerai vandens tiekimui priklausė nuo natūralių, anastomozuojančių upių kanalų tinklo. Jie pradėjo kasti dirbtinius tiekimo kanalus ir kanalus tarp trečiojo ir antrojo tūkstantmečio pr. Kr., Naudodamiesi upių avulijomis. Tai yra vandens telkinių poslinkiai, atsirandantys dėl natūralių užtvankų sienų lūžių arba susilpnėjusios užtvankos sienos dalies, kurią sukelia žmogaus sukurtos drenažo angos. Šis procesas paskatino vandens telkinį padalyti į dvi dalis. Naujoji upės atšaka arba iškalė visiškai naują trasą, arba vingiavo ir vėl prisijungė prie pradinio kanalo. Šumerai iškasė kanalus palei šiuos naujus vandens telkinius ir iškasė mažesnius tiekimo kanalus. Jie naudojo iškastą gruntą ir šiukšles, kad sukonstruotų tolesnius griovelius. Kanalai gali būti iki 16 metrų (52,5 pėdos) pločio. Vandens srautą kontroliavo reguliatoriai - užtvankos ir šliuzo vartai -, pastatyti taškuose tarp specialiai sustiprintų užtvankos sienų. Šumerų ūkininkai susidūrė su nuolatine kova gilindami kanalus be nuosėdų.

Dėl to, kad Tigrio ir Eufrato upių vandenyse yra sniego tirpsmo vanduo, juose visada buvo didelė koncentracija ištirpusių druskų. Per tūkstantmečius šios druskos kaupiasi požeminiame vandenyje ir kapojasi veikdamos augalų šaknyse. Jūrų nusižengimai geologiniais laikais taip pat paliko mažesnį druskos kaupimąsi uolose, esančiose po dirvožemiu. Persijos įlankos vėjai į Šumerų lygumas įpūtė dar druskos. Kritulių buvo ir išlieka nepakankama gruntiniam vandeniui nuplauti, o padidėjęs drėkinimas sustiprina druskėjimą. Išgaravusios druskos laukų ir upių sienų paviršiuje susidarė balta pluta. Šiuolaikiniai druskos kaupimosi kontrolės metodai yra gręžimas iki vandens lygio ir vandens praplovimas. Šumerai neturėjo šios technologijos ir turėjo palikti laukus pūdymams pakaitiniams metams arba apleisti juos kartu su gretimomis užtvankomis ir kanalais.