Forntida sumeriska sjöar och kanaler

Kanaler och sjöar bildade grunden för markbevattning och översvämningskontroll i forntida Sumer. Beläget i nedre delen av floderna Tigris och Eufrat i södra Mesopotamien, dagens södra Irak, är detta ett område med knapp nederbörd men stora översvämningar på senvinter och vår. Från omkring 3500 f.Kr. och under de kommande två årtusendena var sumerierna banbrytande för kontrollen av vattenflödet och utvecklingen av jordbruket vars produkter skulle mata befolkningen i över 20 stadstater. Emellertid hindrades denna process av ökande saltkoncentrationer i jorden.

De södra Mesopotamiska slätterna där sumererna bodde verkade platta men utgjorde som idag ett föränderligt landskap. På slutet av vintern och våren kom snösmältningen i bergen i norr och öster med katastrofala översvämningar som bar enorma mängder silt och andra sediment över mer än 1800 kilometer (1118 miles) till söder. Grenar av de lägre floderna Tigris och Eufrat slingrade sig och slogs samman - anastomoserade - över slätterna och producerade en förändrade mönster av flodvägar, turtleback - välvda - öar, dynfält och myrar som skiftade med nästa översvämning. Under resten av året bakades jorden hårt och torr av solen och urholkades av vinden.

Naturliga sjöar är vallar som skapas av deponerade flodsediment när en flod översvämmar. De är asymmetriska strukturer med nästan vertikala väggar intill floden medan de smalnar nedåt längs en mild sluttning. Vattenbredder under den sumeriska perioden var vanligtvis över 1 kilometer (0,62 mil). Flodnivåerna kan variera mellan 4 och 6 meter (13 till 19,7 fot) under översvämning. Dammen kan stiga upp till 10 meter (32,8 fot) över omgivande slätter. Sumerierna byggde upp vägarna genom att göra grundar av vass impregnerat med bitumen, solbakad ytbeläggning av råolja som är vanligt i regionen. Bakade lertegel, även bundna med bitumen, placerades ovanpå fundamentet. Detta ökade inte bara flodbankernas höjd, det skyddade dem också från erosion genom vattenströmmar. Under torra perioder gjorde sumererna ett enkelt dräneringssystem genom att lyfta vatten i hinkar över sjöarna och vattna odlad mark. De stack också hål i de hårda och torra flodväggarna, så att vattnet flödade och bevattnade grödor i intilliggande fält.

Ursprungligen var sumerierna beroende av ett nätverk av naturliga, anastomoserande flodkanaler för deras vattenförsörjning. De började gräva konstgjorda matarkanaler och kanaler mellan tredje och andra årtusendet f.Kr. och utnyttjade flodernas avulsioner. Det här är förskjutningarna av vattendrag som skapas av naturliga brott i väggarna, eller en försvagad del av en vägg som orsakas av konstgjorda dräneringshål. Denna process gjorde att vattendraget delades i två. Den nya flodgrenen ristade antingen en helt ny bana eller slingrade sig och återförenades med den ursprungliga kanalen. Sumerierna grävde kanaler längs dessa nya vattendrag och grävde mindre matarkanaler. De använde den utgrävda jorden och skräp för att bygga ytterligare sjöar. Kanalerna kan vara upp till 16 meter (52,5 fot) breda. Vattenflödet kontrollerades av regulatorer - dammar och slussportar - uppförda vid punkter mellan speciellt förstärkta väggar. Sumeriska bönder stod inför en ständig kamp när de muddrade kanalerna fria från deponerad silt.

På grund av sitt ursprung som snösmältning har Tigris och Eufrats flodvatten alltid innehöll höga koncentrationer av upplösta salter. Under årtusenden ackumuleras dessa salter i grundvattnet och försvinner upp till ytan genom kapillärverkan i växtrötterna. Marina överträdelser under geologiska tider lämnade också mindre saltansamlingar i stenar som ligger under jorden. Ytterligare salt blåstes in i de sumeriska slätterna av vindar från Persiska viken. Nederbörden var, och förblir, otillräcklig för att spola grundvattnet medan ökad bevattning förvärrar försaltningen. Avdunstat salt bildade en vit skorpa på ytan av fält och väggar. Moderna metoder för att kontrollera saltansamlingar är genom att borra ner till vattnet och spola grundvattnet. Sumerierna hade inte denna teknik och var tvungna att lämna fält dolda under andra år eller överge dem tillsammans med intilliggande sjöar och kanaler.