Starożytne sumeryjskie groble i kanały

Kanały i wały stanowiły podstawę nawadniania gruntów i ochrony przeciwpowodziowej w starożytnym Sumerze. Położony w dolnym biegu rzek Tygrys i Eufrat w południowej Mezopotamii, w dzisiejszym południowym Iraku, jest to obszar o niewielkich opadach deszczu, ale dużych powodziach późną zimą i wiosną. Od około 3500 p.n.e. a przez następne dwa tysiąclecia Sumerowie byli pionierami w kontrolowaniu przepływu wody i rozwoju rolnictwa, którego produkty wyżywiłyby populacje ponad 20 miast-państw. Jednak proces ten był utrudniony przez wzrastające stężenie soli w glebie.

Równiny południowej Mezopotamii, na których żyli Sumerowie, wydawały się płaskie, ale podobnie jak dzisiaj stanowiły zmieniający się krajobraz. Późną zimą i wiosną roztopy śniegu w górach na północy i wschodzie przyniosły katastrofalne powodzie które przeniosły ogromne ilości mułu i innych osadów przez ponad 1800 kilometrów (1118 mil) do południe. Gałęzie dolnego Tygrysu i Eufratu meandrowały i łączyły się – zespolone – nad równinami, tworząc zmieniający się układ wałów rzecznych, turtleback – łukowate – wyspy, pola wydmowe i bagna, które zmieniały się wraz z kolejnymi powódź. Przez pozostałą część roku gleba była twarda i sucha przez słońce i erodowana przez wiatr.

Naturalne wały to nasypy utworzone przez osadzone osady rzeczne podczas powodzi rzecznych. Są to asymetryczne konstrukcje o prawie pionowych ścianach przylegających do rzeki, zwężających się ku lądowi po łagodnym zboczu. Szerokość wałów w okresie sumeryjskim wynosiła zwykle ponad 1 kilometr (0,62 mili). Podczas powodzi poziomy rzek mogą wahać się od 4 do 6 metrów (13 do 19,7 stóp). Grzbiet tamy mógł wznieść się do 10 metrów (32,8 stóp) nad okoliczne równiny. Sumerowie zbudowali tamy, robiąc fundamenty z trzciny impregnowanej bitumem, spieczone słońcem powierzchniowe wycieki ropy naftowej powszechne w regionie. Na fundamenty ułożono wypalane cegły mułowe, również wiązane bitumem. To nie tylko zwiększyło wysokość brzegów rzek, ale także uchroniło je przed erozją przez prądy wodne. W okresach suchych Sumerowie stworzyli prosty system odwadniający, podnosząc wodę w wiadrach nad tamami i podlewając ziemię uprawną. Wywiercili również dziury w twardych i suchych ścianach wałów, umożliwiając przepływ wody i nawadnianie upraw na sąsiednich polach.

Początkowo zaopatrzenie w wodę Sumerów polegało na sieci naturalnych, łączących się ze sobą kanałów rzecznych. Zaczęli kopać sztuczne kanały zasilające i kanały między trzecim a drugim tysiącleciem p.n.e., wykorzystując wyrwy w rzekach. Są to przesunięcia cieków spowodowane naturalnymi przerwami w ścianach wałów lub osłabieniem części ściany wałów spowodowanym przez wykonane przez człowieka otwory drenażowe. Ten proces spowodował rozdzielenie cieku wodnego na dwie części. Nowe odgałęzienie rzeki albo wyrzeźbiło zupełnie nowy bieg, albo wiło się i łączyło z pierwotnym kanałem. Sumerowie wykopali kanały wzdłuż tych nowych cieków wodnych i wykopali mniejsze kanały zasilające. Wykorzystali wykopaną ziemię i gruz do budowy kolejnych wałów przeciwpowodziowych. Kanały mogą mieć do 16 metrów szerokości. Przepływ wody kontrolowano za pomocą regulatorów – zapór i zastawek – wzniesionych w miejscach pomiędzy specjalnie wzmocnionymi ścianami wałów. Sumeryjscy rolnicy toczyli nieustanną walkę o pogłębianie kanałów, aby uwolnić je od nagromadzonego mułu.

Ze względu na pochodzenie z roztopów w rzekach Tygrys i Eufrat zawsze zawierały duże stężenia rozpuszczonych soli. Przez tysiąclecia sole te gromadzą się w wodzie gruntowej i są odprowadzane na powierzchnię poprzez działanie kapilarne w korzeniach roślin. Morskie transgresje w czasach geologicznych pozostawiły również mniejsze nagromadzenie soli w skałach leżących pod ziemią. Dalsza sól została naniesiona na równiny sumeryjskie przez wiatry z Zatoki Perskiej. Opady deszczu były i pozostają niewystarczające do spłukiwania wód gruntowych, podczas gdy wzmożone nawadnianie nasila zasolenie. Sól warzona utworzyła białą skorupę na powierzchni pól i ścianach wałów. Nowoczesne metody kontrolowania nagromadzeń soli polegają na wierceniu w dół do lustra wody i spłukiwaniu wód gruntowych. Sumerowie nie mieli tej technologii i musieli pozostawiać pola odłogiem na kolejne lata lub porzucać je wraz z przyległymi wałami i kanałami.