Kanalen en dijken vormden de basis van landirrigatie en overstromingen in het oude Sumerië. Gelegen in de benedenloop van de rivieren de Tigris en de Eufraat in het zuiden van Mesopotamië, het huidige zuiden van Irak, is dit een gebied met schaarse regenval maar grote overstromingen in de late winter en lente. Vanaf ongeveer 3500 v. Chr. en gedurende de volgende twee millennia pionierden de Sumeriërs met het beheersen van de waterstroom en de ontwikkeling van landbouw waarvan de producten de bevolking van meer dan 20 stadstaten zouden voeden. Dit proces werd echter bemoeilijkt door toenemende zoutconcentraties in de bodem.
Milieu en landschap
De zuidelijke Mesopotamische vlaktes waar de Sumeriërs leefden leken vlak, maar vormden net als vandaag een veranderend landschap. In de late winter en het voorjaar zorgde de smeltende sneeuw in de bergen in het noorden en oosten voor catastrofale overstromingen die enorme hoeveelheden slib en ander sediment over meer dan 1800 kilometer naar de zuiden. Takken van de lagere rivieren de Tigris en de Eufraat kronkelden en versmolten – met anastomose – over de vlakten, waardoor een veranderend patroon van rivierdijken, turtleback -- gewelfde -- eilanden, duinvelden en moerassen die verschoven met de volgende overstroming. De rest van het jaar werd de grond hard en droog gebakken door de zon en geërodeerd door de wind.
Dijk constructie
Natuurlijke dijken zijn dijken die zijn ontstaan door afgezette riviersedimenten als een rivier overstroomt. Het zijn asymmetrische constructies met bijna verticale wanden die grenzen aan de rivier, terwijl ze landwaarts langs een flauwe helling taps toelopen. Dijkbreedtes tijdens de Sumerische periode waren gewoonlijk meer dan 1 kilometer (0,62 mijl). Rivierniveaus kunnen tijdens overstromingen variëren van 4 tot 6 meter (13 tot 19,7 voet). De dijkkam kan tot 10 meter (32,8 voet) boven de omliggende vlaktes uitsteken. Sumeriërs bouwden de dijken door funderingen te maken van riet geïmpregneerd met bitumen, zonovergoten oppervlakte-insijpeling van ruwe olie die veel voorkomt in de regio. Bovenop de funderingen werden gebakken leemstenen, eveneens verlijmd met bitumen, geplaatst. Dit verhoogde niet alleen de hoogte van rivieroevers, het beschermde ze ook tegen erosie door waterstromingen. Tijdens droge perioden maakten de Sumeriërs een eenvoudig drainagesysteem door water in emmers over de dijken te hijsen en het gecultiveerde land water te geven. Ze prikten ook gaten in de harde en droge dijkmuren, waardoor het water kon stromen en gewassen in aangrenzende velden konden worden geïrrigeerd.
Kanaalconstructie
Aanvankelijk waren de Sumeriërs voor hun watervoorziening afhankelijk van een netwerk van natuurlijke, anastomose rivierkanalen. Ze begonnen kunstmatige voedingskanalen en kanalen te graven tussen het derde en tweede millennium voor Christus, gebruikmakend van de avulsies van de rivieren. Dit zijn de verschuivingen van waterlopen die ontstaan door natuurlijke breuken in dijkmuren, of een verzwakt deel van een dijkmuur veroorzaakt door kunstmatige drainagegaten. Door dit proces spleet de waterloop in tweeën. De nieuwe riviertak sneed ofwel een geheel nieuwe koers of kronkelde en voegde zich weer bij het oorspronkelijke kanaal. De Sumeriërs hebben kanalen uitgegraven langs deze nieuwe waterlopen en kleinere toevoerkanalen gegraven. Ze gebruikten de uitgegraven grond en puin om verdere dijken aan te leggen. De kanalen kunnen tot 16 meter (52,5 voet) breed zijn. De waterstroom werd geregeld door regelaars - dammen en sluisdeuren - die waren opgesteld op punten tussen speciaal versterkte dijkmuren. Sumerische boeren stonden voor een constante strijd bij het uitbaggeren van de kanalen, vrij van afgezet slib.
Verziltingsproblemen
Vanwege hun oorsprong als gesmolten sneeuw, hebben de rivieren van de Tigris en de Eufraat altijd hoge concentraties opgeloste zouten bevatten. In de loop van millennia hopen deze zouten zich op in het grondwater en worden ze via capillaire werking in plantenwortels naar de oppervlakte gebracht. Mariene overtredingen tijdens geologische tijden lieten ook kleinere zoutophopingen achter in gesteenten onder de grond. Door de wind uit de Perzische Golf werd nog meer zout in de Sumerische vlaktes geblazen. Neerslag was en blijft onvoldoende om het grondwater weg te spoelen, terwijl verhoogde irrigatie de verzilting verergert. Verdampt zout vormde een witte korst op het oppervlak van velden en dijkmuren. Moderne methoden om zoutophopingen te beheersen zijn door te boren naar de grondwaterspiegel en het grondwater door te spoelen. De Sumeriërs beschikten niet over deze technologie en moesten de velden afwisselend braak laten liggen, of ze samen met de aangrenzende dijken en kanalen achterlaten.
