دانستنیها

قنات چیست؟

قنات یکی از شاهکارهای ایرانی است که باعث گردید انسانها بتوانند به کویرهای ایران حیات ببخشند. ایران در منطقه خشک و بیابانی قرار داره به همین دلیل تهیه آب برای ایرانیان خیلی مشکل بوده است و به همین دلیل قنات را برای تهیه آب ابداع کردند.

قنات

طبق اسناد قنات ( کاریز ) از حدود ۳۸۰۰ سال قبل توسط ایرانیان ابداع گردید و پس از آن از ایران به دیگر کشورها رفت.

در ابتدا قناتها برای آبیاری ابداع نشده اند بلکه تکنیکی بوده برای استخراج معادن بوده است. در این معادن برای خارح کردن آبهای اضافی از راه معادن ، آبها را با کمک چاههایی خارج میکرده اند . اما آرام آرام این روش را برای آبیاری و انتقال آب هم استفاده کرده اند.

ساختمان قنات

قنات از تعدادی میله ( چاه ) تشکیل شده است که این میله ها توسط کانالی ( کوره ) به هم متصل شده اند که این کوره به دهانه ( هرنج ) ختم میگردد. این چاهها در هنگام علاوه بر خروج مواد حفاری و لای روبی ، کار تهویه و تعویض هوا را هم در قنات انجام میدهند.

قنات چگونه حفر میگردد؟

برای حفر قنات ، از مظهر قنات ( دهانه ، جایی که آب از قنات خارج میگردد ) شروع کرده و در انتها ، به مادر چاه میرسند . به این معنی که ابتدا مظهر قنات را حفر میکنند و میله های اولیه که خشک هستند ( قسمت خشک کار قنات ) حفر شده و بعد به قسمتهای آبدار قنات ( قسمتهای آبده ) انتقال پیدا میکنند.

طولانی ترین قنات ایران ، در شهرستان گناباد قرار داشته و ۷۰ کیلومتر طول دارد و عمیق ترین مادر چاه هم بین ۳۵۰ تا ۴۰۰ متر عمق دارد.

طرز کار قنات

قنات بدون کمک هیچ انرژی و فقط با کمک نیروی جاذبه زمین ، آب را خارج میکند. بنا براین آب قنات کم هزینه تر از آب چاه است و در مقابل ، دائمی هم میباشد.

آیا قنات دارای اشکال و معایبی هم هست؟

بله . قنات در زمینهای کم شیب و در زمینها ماسه ای قابل استفاده نیست و نمیتوان آب آن را کنترل کرد . آّ قنات در مقابل تغییرات آبهای زیر زمینی دچار تغییر میگردد و بر اثر خشک سالی ، آب قنات هم کم شده  و یا حتی خشک میگردد . علاوه بر این باید قنات را به طور مرتب لایروبی کرد و در برخی موارد لایروبی قنات ارزش اقتصادی کافی را ندارد.

قنات

ابداع و تاریخچه قنات

در عصر حجر بشر برای تامین سلاح به جمع آوری سنگ هایی نظیر سیلیکس وچخماق از بستر رودخانه ها می پرداخت. با ظهور عصر نو سنگی و رواج کشاورزی و دامداری تقاضا برای سنگ های مزبور افزایش یافت. به این ترتیب بشر اولیه برای تامین نیازش به جستجو در عمق زمین و کشف معادن پرداخت.  با گذشت زمان و افزایش جمعیت، بشر به اهمیت تقسیم کار پی برد و به این ترتیب اولین معدنچیان پا به عرصهی ظهور گذاشتند. با گسترش معادن به تدریج تکنیکهای معدنچیان تکامل یافت و آنها ضمن کشف و استخراج معادن به ابداع روشهای اندازه گیری توپوگرافی زیرزمینی پرداختند. یکی از بزرگترین موانعی که بر سر راه معدنچیان وجود داشت وجود آبهای زیر زمینی در معادن بود و همین امر آنها را به جستجوی روشی برای استخراج آب اضافی معادن و پایین آوردن سطح آب زیر زمینی وا داشت. سرانجام معدنچیان با ایجاد دهلیزهای زیر زمینی با شیبی کمتر از شیب سطح زمین، موفق به خارج کردن آب اضافی شدند. پس از ایجاد قنات اولیه توسط معدنچیان آب حاصل به شکل استخر یا برکه در پای کوهپایه ها جمع می شد. به علت فراوانی منابع آب در آن زمان (چشمه، رودخانه) این آب توسط بشر اولیه مورد استفاده واقع نشد.

هانری گوبلو در کتاب خود موسوم به ( قنات فنی برای دسترسی به آب) در مورد تاریخچه ابداع قنات در دنیا و مکان شکل گیری و تکامل این فن، عنوان می کند: در اروپا برای اولین بار در کشورهای آلمان وبلژیک از قنات وکانالهای زیر زمینی برای استخراج اب اضافی معادن استفاده شد و به این منظور حدود ۵۰۰۰۰ کیلو متر کانال زیر زمینی حفر شده است. البته سالها پیش و قبل از اروپاییان، در عصر اگوست از این شیوه در رم غربی استفاده می شده است و اروپاییان این فن را دوران رنسانس و قرون وسطی آموختند. در ادامه به نقل از (F. KLEMAN) می گوید: ریشه حفر قنات به قرنها قبل از عصر اگوست باز میگردد یعنی در اواخر هزاره ی سوم و اوایل هزاره ی دوم قبل از میلاد مسیح. یعنی زمانی که ایرانیان برای استخراج معادن مس واقع در کوهپایه های دامنه های زاگرس، با مشکل آبهای اضافی در معادن مواجه بودند، ایرانیان با حفر دهلیز های زیر زمینی آبهای مزاحم در معادن را خارج می کردند و بعدها مهاجرانی از ایران این تکنیک را به رم غربی بردند. سپس با گذشت زمانی در حدود ۳۵ قرناروپا این فن را از ایران آموخت.

بعد ها با افزایش جمعیت و مهاجرت مهاجران اروپایی و هندی به ایران، اقوام مهاجر در اواخر هزاره ی دوم قبل میلاد مسیح مجبور به استفاده از فاضلاب ناشی از معادن به منظور کشاورزی شدند. به این ترتیب ایرانیان نخستین، اولین کسانی بودند که به منظور کشاورزی و استفاده از آب قنوات در کوهپایه ها سکنی گزیدند.  با گذشت زمان و رواج کشاورزی به تدریج کشاورزان با معدنچیان ارتباطی صلح آمیز بر قرار کردند و از آنها خواستند تا برایشان قناتهای بیشتری حفر کنند. به این ترتیب معدنچیان تغییر شغل داده و به معدنچیان آب تبدیل شدند. سر انجام در این زمان قنات به معنای امروزی پا به عرصه ی وجود نهاد و بشر با در هم شکستن حصار سفرهای آبهای زیر زمینی به نبرد با کویر به منظور فتح و نابودی آن پرداخت. و به این ترتیب قنات به صورت جسته و گریخته در نقاط معدودی از فلات ایران ایجاد شد و در حدود ۵ قرن به همین منوال گذشت. مرحله اساسی توسعه قنات در ایران پس از مهاجرت اقوام پارس و ماد به فلات ایران صورت گرفت. با روی کار آمدن هخامنشیان (در قرن ۶ تا۴ قبل از میلاد) مناطق مسکونی فلات ایران که به صورت پراکنده و محدود به نقاطی واقع در حاشیه ی چشمه ها و رود خانه ها بودند، به سرعت گسترش یافتند.

هخامنشیان به یاری قنات به ایجاد شهر های با شکوهی چون اکتابان(همدان)، پاسارگاد، تخت جمشید و راگس یا راجس (ری) پرداختند. قدرت مرکزی در امپراتوری هخامنشی توسعه ی قنوات و رواج کشاورزی را مهمترین برنامه خود قرار داد و با اعطای حق بهره برداری از زمین های بایر بدون پرداخت هیچگونه وجهی، برای حداقل ۵ نسل به کسانی که در این زمین ها قنات می ساختند، مردم را تشویق به حفر قنات و کشاورزی می نمود. به این ترتیب قنات ها زیر بنای تکنیکی (وسیله ای برای بدست آوردن آب)، اقتصادی(توسعه ی کشاورزی)، جمعیتی (افزایش کشاورزی و آبادانی و جذب و اسکان جمعییت) در امپراتوری هخامنشی بودند و موجب دوام و توسعه این امپراتوری بزرگ شدند.

پس انقراض هخامنشیان توسط اسکندریان توسعه قنات در دوران حکومت اسکندریان به شدت دچار افول شد. اسکندریان از اقوام پارت بودند و پارت ها کوچ نشین بودند، به همین علت هیچ گونه آشنایی با کشاورزی نداشتند. به همین علت به اهمیت قنات پی نبردند و در دوره ی حکومتی آنها (ربع آخر قرن ۴ ق م تا ربع اول قرن ۲٫ م ) علاوه بر آنکه هیچگونه قناتی حفر نشد، بسیاری از قنات های ایران تخریب شده و از بین رفتند و ایران دوباره به سرزمینی خشک تبدیل شد.  با روی کار آمدن ساسانیان (ربع دوم قرن ۳تا اواسط قرن ۸ بعد از میلاد مسیح ) و از سرگیری زندگی یکجا نشینی دوباره قنات مورد توجه قرار گرفت و دوباره قنات مبنای توسعه شهرهای ساسانی قرار گرفت و تا حدودی خسارات ناشی از حکومت اسکندریان جبران گشت اما در این دوره قنات نتوانست همچون دوران هخامنشیان توسعه یابد و آثار کم توجهی اسکندریان در عدم رشد قنات نمایان بود.

بعد از سقوط ساسانیان (اوسط قرن ۷ تا پایان قرن ۱۸ بعد از میلاد) و ورود اسلام به ایران تغیرات سیاسی، اجتماعی و زبانی عمیقی در ایران به وجود آمد. اما به نظر می رسد بعضی عناصر ساختاری، اقتصادی پایه از ظهور تازه رسیده ها صدمه چندانی ندیده اند و این در مورد قنات ها نیز مصداق دارد. در آن دوران فقهای عباسی اعلام کردند، کسانی که زمین های موات را آباد کنند از پرداخت مالیات معاف اند.

در قرن نهم میلادی اولین کتاب در مورد قنات تدوین شد که نام آن القانی بود. مردم با استفاده از این کتاب تا قرن یازدهم میلادی قنوات زیادی حفر کردند که این دوران مصادف بوده است با دوران حکومت سامانیان که بیانگر اهمیت قنات و کشاورزی در آن دوران است. کتاب القانی بیش از هر چیز یک رساله حقوقی بود. و اصولا به مبانی تکنیکی قنات کمتر توجه داشت. در قرن یازدهم میلادی (سال ۱۰۱۰ میلادی )مهمترین و کاملترین کتاب در مورد قنات و مسایل تکنیکی آن توسط ابوبکر محمد بن حسن الکرجی با عنوان رساله آبهای زیر زمینی کرجی نوشته شد. اما از آنجاکه این کتاب به زبان عربی (زبان علمی اسلامی) نوشته شده بود، متاسفانه برای مردم عادی آن زمان قابل استفاده نبوده است. به طور کلی می توان گفت که از قرن یازدهم تا اواسط قرن هجدهم میلادی قنات دارای رشد خوب و تقریبا یکنواختی بوده است. البته به موازات زمانها و دوران جنگ یا صلح، تخریب یا احیای قناتها به صورت متوالی انجام می گرفته است.

در اوایل قرن هجدهم که با انقراض سلسله ی صفویه و تسخیر ایران توسط افغانها همراه بود بخاطر آشوب و بی سروسامانی موجود در آن زمان وضعیت قنات با یک افول شدید مواجه شد. تعمیر و مرمت قنوات به حالت تعطیل در آمد و به سبب آن بخش اعظم باغات و کشاورزی رو به نابودی گرایید. در اوایل قرن نوزدهم میلادی با روی کار آمدن سلسله ی قاجاریه توسط آقا محمد خان قاجار تغییرات بنیادی در رابطه با احیا و بازسازی قنوات صورت گرفت. یکی از نخستین تدابیری که این تجدید حیات را تسهیل کرد انتخاب تهران به عنوان پایتخت جدید ایران بود. تهران در آن زمان دارای ده هزار نفر جمعیت بود و این درحالی بود که همدان با پنجاه هزار نفر و اصفهان با دویست هزار نفر جمعیت بزرگترین شهرهای ایران بودند. بدیهی است که تنها قناتها قادر بودند عدم کفایت نهر کوچک توچال را جبران و نیاز شهر جدید تهران را تامین کنند. با توجه به شرایط بسیار مناسب تهران، زمین های رسوبی دوران پلیوس با شیب ملایم، حاوی سفره ها و مخزن های زیر زمینی با کیفیت عالی در زیر پوششی از رسوبات دوران رشد کردند به طوری که آبدهی قنوات جدید مجموعا برابر با۲۰۰۰ لیتر در ثانیه بود. البته گسترش قنات تنها به تهران محدود نشد بلکه با تقسیم کشور بین مقامات عالی و شاهزادگان قناتهای متعددی در محل اقامت آنها حفر شد. به علاوه حکومت با تشویق مردم، کسانی را که استطاعت مالی جهت حفر قنات داشتند و به آبادانی زمینهای بایر بوسیله قنات می پرداختند از پرداخت مالیات معاف می کرد و حق مالکیت آنها را به رسمیت می شناخت.

سر انجام با روی کار آمدن نظام پهلوی و با توجه به تمایلات این رژیم بر مدرنیزه کردن تجهیزات کشور از جمله در زمینه آب، کشور به سوی فنون جدید روی آورد و از سیاست سد سازی برای تامین آب و انرژی شهرها استفاده کرد. اما به زودی بعضی الزامات جغرافیایی ثابت کرد که نمی توان از مزایای فنون قدیم چشم پوشی کرد. در واقع واحد های بهره برداری از آبهای زیر زمینی در ایران با توجه به ضعف پوشش گیاهی بیشتر برای نفوذ آب به داخل زمین مناسب است تا جاری شدن بر سطح زمین و پر کردن دریاچه های پشت سدها. به علاوه آب این منابع بر خلاف دریاچه های پشت سدها تبخیر نمی شوند و این ثابت کرد که هنوز هم وجود قنات برای کشور لازم است. به این ترتیب هنوز زمان مرگ قنات در ایران فرا نرسیده است و همیشه امکان بهره بهره برداری از این منابع عظیم زیر زمینی وجود دارد. این منابع آب مدت های مدیدی پس از آنکه معادن نفت به پایان رسیده باشند باز هم وجود خواهند داشت و از آنجا که ایران کشوری کم آب است این منابع ثروتی عظیم محسوب می شوند.

قنات در گستره‌ی تاریخ

پژوهشگران به‌اتفاق معتقدند که بهره‌برداری از قنات ابتدا در ایران صورت گرفته و در دوره‌ی هخامنشی توسط ایرانیان به عمان، یمن و شاخ آفریقا نیز راه یافت سپس مسلمانان آن را به اسپانیا بردند. مهم‌ترین و قدیمی‌ترین کاریزها در ایران، افغانستان و تاجیکستان وجود دارد. در حال حاضر در ٣۴ کشور جهان قنات وجود دارد ولی چهل‌هزار قنات فعال موجود در ایران چند برابر بیش‌تر از مجموع قنات‌ها در سایر کشورهای جهان است. مهم‌ترین قنات‌های ایران در استان‌های کویری خراسان، یزد، کرمان، مرکزی و فارس وجود دارد.

قنات یا کاریز یکی از شگفت‌انگیزترین کارهای دسته‌جمعی تاریخ بشری است که برای رفع یکی از نیازهای مهم و حیاتی جوامع انسانی، یعنی آب‌رسانی به مناطق کم آب و تأمین آب شرب انسان، حیوان و زراعت و با کار گروهی و مدیریت و برنامه‌ریزی به وجود آمده است. این پدیده‌ی شگفت‌انگیز آب‌رسانی از دیرباز و از عصر آهن به‌عنوان یکی از منابع تأمین آب شرب و کشاورزی در مناطقی که با خطرات خشک‌سالی در فلات ایران روبه‌رو بوده‌اند، نقش کلیدی و مؤثری در نظام اقتصادی و حیات اجتماعی کشور داشته و موجب شکوفایی اقتصاد کشاورزی و ایجاد کار و فعالیت‌های متعدد شهری و روستایی و باعث آرامش مردم بوده است. به گواه تاریخ، و کشفیات باستان‌شناسی این فن‌آوری مهم از ابتکارات ویژه‌ی ایرانیان بوده و به تدریج، به سایر مناطق جهان، از جمله منطقه‌ی اروپای غربی، شمال آفریقا، چین و حتی به بخش‌هایی از آمریکای جنوبی چون شیلی راه یافته است.

تاریخ قنات در ایران به‌طور مشخص، به دوره‌ی ایران باستان و ماقبل کتابت و به عصر آهن بر می‌گردد. تمدن پنج‌هزار ساله‌ی شهر سوخته و تمدن هکمتانه و وجود قنات در این شهر دلیل روشنی بر ساخت قنات در دوره‌ی ماقبل هخامنشی است. یکی از قدیمی‌ترین اسناد مکتوب شناخته شده که در آن به قنات اشاره شده، شرح هشتمین نبرد سارگون دوم، (پادشاه آشور است که در سده هشتم قبل از میلاد می‌زیسته) علیه امپراطوری اوراتور در سال ٧١۴ قبل از میلاد مسیح است (محقق فرانسوی گوبلو به کمک یک لوح بزرگ مسی که با خط میخی و به زبان آکادی نوشته شده، از آن مطلع شده است. این لوح، اکنون در موزه‌ی لوور پاریس موجود می‌‌باشد). سارگون از کوه‌های زاگرس می‌گذرد و به ناحیه‌ای واقع در اطراف شهر اوهلو (مرند کنونی) در حدود ۶٠ کیلومتری شمال غرب تبریز در شمال دریاچه‌ی ارومیه می‌رسد. او متوجه می‌شود که در این ناحیه رود وجود ندارد. مع‌هذا ناحیه‌ای است که با آبیاری سبز و خرم شده، اما او از این امر تعجب نمی‌کند برای این که او در دشت‌هایی فرمانروایی کرده که چنین تکنیک‌ها یا سیستم‌هایی از حداقل دو هزار سال پیش در آن‌ها معمول بوده است اما آن‌چه که او را شگفت‌زده می‌کند، بی‌اطلاعی از منشاء این آب‌ها بوده است. به طور قطع، سارگون موفق شد که قنات را ببیند. اما این قنات‌ها را چه کسانی ساخته‌اند؟ و چه کسی این تکنیک را به منطقه آورده است؟

به استناد کتیبه‌ی سارگون، اورسای اول پادشاه هم‌عصر او بوده که اولین قنات را احداث کرده است. بنابراین فرمانروای آشور، رواج این تکنیک را که به گفته‌ی او پدیده‌ای تازه بوده است، به اهالی اوراتور نسبت می‌دهد. از طرف دیگر در ناحیه‌ی دریاچه وان (که در آن زمان جزء خاک ایران بوده) ناظری در آغاز قرن هشتم قبل از میلاد، به وجود ٢١ رشته قنات اشاره کرده است. در کتابی تحت عنوان «ارمنستان در گذشته و حال» نوشته‌ی لهمان ـ مورخ ١٩٢۵، آمده است که ابداع قنات به اوراتور‌ها تعلق دارد و می‌دانیم که اهالی اوراتور، اعقاب بلافصل ارمنی‌ها هستند.

برابر مطالب اوستایی و مطابق شاه‌نامه‌ی فردوسی هوشنگ مخترع قنات بوده است و جم یا جمشید مخترع لباس، تبر، شمشیر، بیل و ادوات کشاورزی است می‌دانیم که شاهان پیشدادی بر اساس داستان‌های شفاهی تا دوره‌ی زرتشت ادامه داشتند واین روایت ها تا زمان فردوسی در میان مردم نیز نقل می‌شدند این داستان‌های شفاهی ریشه‌ی هفت تا ده هزار ساله دارند.

اشغال فلات ایران از سوی مادها و پارس‌ها با ایجاد شهرهای بزرگ و باشکوه همراه است مانند شهرهای اکباتان (همدان) و پاسارگاد پایتخت قدیمی امپراطور ماد که از سوی کوروش دوم بنیان گذاشته شد. هم‌چنین تخت‌جمشید که داریوش اول آن را در نزدیکی پاسارگاد به وجود آورد و به صورت پایتخت هخامنشیان درآمد. شهر راگس یا راجس (ری) در چند کیلومتری شهر ری کنونی یکی از پرجمعیت‌ترین شهرها بود. تمامی این شهرها با استفاده از سیستم قنات توانستد آب خود را تامین کنند و به حیات خود ادامه دهند زیرا در آن زمان رودها و یا چشمه‌هایی بیش از امروز وجود نداشته است. اما به هر حال قدیمی‌ترین قنات ثبت‌شده در تاریخ به سه‌هزار سال پیش (٣٠ قرن قبل)، برمی‌گردد که در آذربایجان و ارمنستان حفر گردیده است. در پی آن، در دوره‌ی داریوش کبیر (۴٨۶-۵٢١ ق. م) که اوج شکوفایی و اقدامات آبیاری و حفر کاریز در سرتاسر فلات ایران به شمار می‌رود. قنات‌های متعددی در قلمرو فلات ایران و در عمان و مصر حفر شده است. بر اساس کاوش‌های باستان‌شناسی این باور وجود دارد که کاریزهای ایجاد شده در نواحی جنوبی خلیج‌فارس، خراسان، یزد و کرمان در دوره‌ی هخامنشیان ساخته شده و قنوات قدیمی قم و بسیاری دیگر از مناطق ایران در عصر ساسانیان و قنوات تهران در دوره‌ی صفویه و قاجاریه حفر شده است.

از مطالعه‌ی کتب قدیم و آثار باستانی ایران پی‌می‌بریم که کندن کاریز و تعمیر آن و آبیاری و زراعت کاری مقدس محسوب می‌شده است. در وندیداد که زرتشتیان آن را کتاب الهی می‌دانند و بعضی نیز آن را دایرة‌المعارف فرهنگ باستان محسوب می‌کنند چنین جملاتی وجود دارد: «سوگند یاد می‌کنم به جاری کردن آب خنک در خاک خشک (کاریز) و عمارت راه و سوگند یاد می‌کنم به زراعت و کاشتن درخت میوه».

آقای گوبلو، دانشمند فرانسوی که حدود بیست سال در ایران اقامت داشته و در زمینه‌ی آب در ایران کار کرده است، این سیستم باستانی دست‌یابی به آب زیرزمینی را قابل مطالعه می‌یابد و بر این اساس وقتی به وطن خود (فرانسه) برمی‌گردد موضوع دکترای خود را قنات انتخاب می‌کند و با سفرهای متعدد به مناطق مختلف جهان و با استفاده از ۵٣۴ منبع علمی، تحقیقی، کتاب یا تز دکترای خود را تحت عنوان «قنات فنی برای دست‌یابی به آب در ایران» می‌نویسد او در این نوشته‌ی خود ثابت می‌کند که قنات اختراع ایرانیان است و ده‌ها قرن هم قدمت دارد در حالی که چینی‌ها فن قنات را تازه چند قرن پس از ایرانیان آموخته‌اند، گوبلو در کتاب خود که در سال ١٩٧٩ انتشار یافته می‌نویسد: «همه چیز دال بر آن است که نخستین قنات‌ها در محدوده‌ی فرهنگی ایران ظاهر شده‌اند و انگیزه‌ی اصلی از حفر قنات، باور و فرهنگ یک‌جانشینی و توسعه‌ی کشاورزی و آبادی بوده است به طوری که این صنعت در میان ترک‌های شرقی و اعراب که فرهنگ کوچ‌نشینی داشته‌اند رونق نیافته است».

گوبلو ده‌ها صفحه از کتاب خود را به بررسی صادر شدن فن قنات از ایران به دیگر کشورهای شرق و غرب و غیره اختصاص داده است اما برای جلوگیری از طولانی‌شدن مقاله فقط به ذکر نکات زیر که در واقع نتیجه‌گیری کوچکی از نوشته‌های مهم این دانشمند فرانسوی است اکتفا می‌شود: این دانشمند در نتیجه‌ی سال‌ها تحقیق و نیز سفر به کشورهای مختلف و هم‌چنین استفاده از صدها منبع، معتقد است که خاستگاه اصلی قنات ناحیه‌ی آذربایجان غربی ایران و ارمنستان فعلی در منطقه‌ی معادن سرب این نواحی می‌باشد و این فن دست‌یابی به آب زیرزمینی، در محیط فرهنگی ایران در اوائل هزاره‌ی اول قبل از میلاد مسیح، اختراح شد و سپس به سرعت در دیگر نقاط کشور و در خارج از آن رواج یافت این فن دست‌یابی به آب زیرزمینی در سال‌های ٨٠٠ قبل از میلاد به وسیله‌ی کشاورزان در داخل فلات ایران رواج پیدا کرد و از آن‌جا به سایر نقاط جهان گسترش یافت. به عنوان مثال حدود ۵٠٠ سال قبل از میلاد مسیح ایرانیان، آموزش فن حفر قنات را به مصر و حدود ٧۵٠ میلادی مسلمانان بنی‌امیه این فن را از آن‌جا به اسپانیا منتقل کردند و سپس از آن‌جا به مراکش منتقل شد و حدود سال ١۵٢٠ میلادی به آمریکا به ویژه منطقه‌ی لس‌آنجلس فعلی، انتقال یافت (به موجب بررسی‌ها، آب لس‌آنجلس آمریکا ابتدا به وسیله‌ی قنات تأمین می‌شده است) و در سال ١۵۴٠ میلادی به ناحیه‌ی پی‌کارد شیلی منتقل شده است. بررسی‌های گوبلو ثابت می‌کند که سیستم قنات تازه در سال ١٧٨٠ یعنی در حدود ٢٢۵ سال قبل به چین شرقی (ناحیه تورفان) رسیده است.

برگی از تاریخ

اصولا شاهان قاجار به قنات علاقه‌ی وافری داشتند و نکته‌ی جالب یکی از ضرب‌المثل‌های معروفی است که به خاطر یک واقعه‌ی تاریخی در مورد قنات شکل گرفته است‌. همان ضرب‌المثل قدیم «برای حاجی آب نداره‌، برای تو که نون داره‌.» نقل است که حاجی میرزا آغاسی صدراعظم تلاش بسیار نمود تا آب رودخانه‌ی کرج را با حفر قنات‌های متعدد به سوی شهر تهران روانه سازد. ولی با کارشکنی متمادی افراد معاند این کار به تعویق افتاد. یک روز حاجی میرزا آغاسی خود تصمیم گرفت بدون تشریفات و به تنهایی به سر یکی از قنات‌ها برود. وقتی به نزد کارگران می‌رسد از کارگر چرخ‌کش می‌پرسد، قنات به آب رسیده‌؟ چرخ‌کش از همه جا بی‌خبر با کمال سادگی جواب می‌دهد، آب کجا بود؟ این حاجی آغاسی بی‌خود ما را معطل کرده که برای کبوتران خدا در چاه لانه بسازیم‌. حاجی هم از این جواب چرخ‌کش ناراحت شده و جواب می‌دهد بنده‌ی خدا، اگر « برای حاجی آب نداره‌، برای تو که نون داره ‌»! به هر حال کاری که حاجی میرزا آغاسی شروع کرده بود توسط رضا شاه پهلوی تکمیل شد و امروز هم آبی که در بلوار کشاورز جریان دارد همان آب قنات از کرج است‌.

تعریف قنات  

قنات مجموعه ای است از چند میله و یک یا چند کوره (دهلیز یا کانال زیر زمینی )که با شیبی کمتر از شیب سطح زمین، آب موجود در لایه آبدار مناطق مرتفع زمین مثل رودخانه ها، مرداب ها و برکه ها را به کمک نیروی ثقل زمین و بدون کاربرد نیروی کشش و هیچ نوع انرژی الکتریکی یا حرارتی با جریان طبیعی جمع آوری می کند و به نقاط پست و کم ارتفاع می رساند. به عبارت دیگر قنات را می توان نوعی زهکش زیر زمینی دانست که آب جمع آوری شده توسط این زهکش به سطح زمین آورده می شود و به مصرف آبیاری یا شرب میرسد. همچنین چاه های نیمه عمیق که در کف با یک شعاع خاص عریض می شوند و بوسیله ی پمپ آب از آنها خارج می شود حالت خاصی از یک قنات است که پمپ به جای خشکه کار وظیفه به سطح آوردن آب را انجام می دهد.

اسامی معادل قنات

در ایران و سایر کشورهای جهان برای قنات بیش از ۲۷ نام وجود دارد. این اسامی در جنوب غربی آسیا عبارتند از: قونات، کنات، کانات، فنات، فاد، کنایت، قنات، کارز، کاریز، کاه ریز، کاه رز، کرز، کاکوریز، کهریز و چین آوولز. همچنین اسامی معادل قنات در آفریقای شمالی عبارتند از: فوگارا، فقره، فقاره، فگاره، مایون، ایفلی، نگولا، ختارا، خوتارا و رتارا. این اسامی در عربستان عبارتند از: فلج، افلج، فََلَج.

در ایران لغت کاریز نسبت به سایر واژها رایجتر بوده و هست. پس از پایان حفر قنات و آماده سازی آن، برای آنکه به درستی و مناسب بودن شیب کف کوره قنات پی ببرند در ابتدای قنات مقداری کاه می ریختند تا بدین صورت سرعت آب قنات را بدست آورند. به همین علت قنات را کاه ریز نامیدند و به مرور زمان به نامهایی چون کهریز و کاریز، کاه رز و… تبدیل شده است.

 مقدمات حفر قنات

برای حفر یک قنات ابتدا مقنی به شناسایی یک سفره ی آب عمیق می پردازد که شرایط لازم برای حفر قنات را داشته باشد. با توجه به صعوبت کارهای لازم برای احداث قنات، معمولا آن را در مناطقی حفر می کنند که دارای اقلیم کم آب و خشک هستند و با توجه به این که این کم آبی اقلیم باید از طریق سفره های زیر زمینی جبران شود معمولا سعی در یافتن سفره های دائمی و بزرگ می شود. درون زمین دو نوع سفره ی آبی وجود دارد. نوع اول، سفره های سطح الارضی هستند که منشاء آب موجود در رودخانه ها و چشمه ها می باشد. نوع دوم سفره های عمیق زیر زمینی هستند که آب آنها تنها از طریق حفر قنات یا چاه عمیق امکان پذیر است. البته این سفره های آب زیر زمینی تنها زمانی قابل استفاده هستند که به طور مرتب و به اندازه کافی تغذیه شود و این در شرایطی ممکن است که یک سری رشته کوه با ارتفاعی به اندازه مناسب که مانع عبور ابرهای باران زا شود موجود باشد. بنا بر این محل ایده آل در قسمت کوهپایه ها قرار دارد جایی که نزولات آسمانی به حد اکثر می رسد و سیلاب ها جمع می شود و همچنین قشر و لایه های خاک آن بسیار نفوذ پذیر باشد. از دیگر شرایط حفر یک قنات وجود یک شیب از طرف سطح آب سفره زیر زمینی به سوی رشته های پایین سمت کوهپایه است تا به این صورت آب های سفره ی زیر زمینی امکان جاری شدن و به قول محلی سوار شدن بر دشت را داشته باشد. بنابراین همان طور که دیدیم اولین مسئله در احداث یک قنات تشخیص سفره آب زیر زمینی است. معمولا برای یافتن سفره ی زیر زمینی مقنی با دو حالت مواجه است. در حالت اول مقنی از سفره ی آب زیر زمینی که قبلا یک قنات اولیه از آن استخراج شده است و دارای ظرفیت حجمی و آبی زیادی است قنات دیگری حفر می کند.

اما در حالت دوم مقنی مجبور به یافتن سفره ی آب زیر زمینی مناسب است که معمولا مقنی های کارکشته و با تجربه که عموما کهنسال هستند بر حسب تجربه و شناخت از طبیعت این کار را انجام می دهند. مقنی ها معمولا از ۴ روش پی به وجود آبهای زیر زمینی می برند.

چگونگی شناسایی آبهای زیر زمینی

 الف: شناخت آبهای زیر زمینی از طریق شناخت منطقه

معمولاًً در مناطق مرتفعی که آب به صورت چشمه یا مانداب مشاهده می شود سطح آب زیر زمینی بالا است، از این رو مقنی به یافتن چنین مناطقی می پردازد. البته به نظر می رسد اندیشه وجرقه ی ابداع قنات های اولیه از چشمه ها نشات گرفته باشد. زیرا با فرا رسیدن خشکسالی و پایین آمدن سطح آبهای زیر زمینی، بشر برای یافتن آب در محل چشمه های خشکیده زمین را حفر می کرده است. همچنین پس از رسیدن به آب، بوسیله ی یک کانال کوچک در مسیر شیب زمین آن را به طرف سطح زمین هدایت می کرده است.

ب: شناخت آب های زیر زمینی با توجه به پوشش گیاهی و وجود جانداران یا پرواز حشرات

این نحوه مطالعه فقط اطلاعاتی در مورد زمین های نمناک و احتمالاً آب های موجود در عمق بسیار کم در اختیار ما می گذارد. به گفته کرجی: « زمین های ناکشته که بر سطح آن ها گیاه فراوان وجود دارد دارای آب هستند و آبشان در ژرفای کم قرار دارد. مخصوصا اگر در صبح بر روی گیاهانش رطوبت و شبنم قرار گرفته باشد، همچنین زمینی که بر سنگهایش گیاه دوئیده باشد دارای آب پنهانی است. » گیاهان خاصی مانند :خرفه، نی، نازک میان پر، گاو زبان کنگر، پرسیاوشان، گزنه، شیرین بیان، درخت بنه، خار شتر و علف هفت بند و… گواه بر وجود آب های زیر زمینی هستند. همچنین روئیدن تعدادی از گیاهان مانند نی و خزه در زمین های مرطوب دلالت بر وجود آب های زیر زمینی دارد. وجود تعدادی از جانداران مانند قورباغه، حلزون و بعضی از حشرات در زمین هایی که فاقد چشمه یا برکه و مرداب هستند نیز نشان دهنده ی وجود آب های زیر زمینی است.

 ج: شناخت آب های زیر زمینی از روی رنگ و شکل زمین

کرجی در این زمینه نظریاتی داده است که هنوز با وجود گذشت ده قرن اکثر آنها صادق است. «… کوه های سیاه رنگ وپر نم که دارای سنگ های آمیخته به گل باشند و پس از آن در کوه های سبز رنگ و زرد رنگ و سرخ رنگ همگی دارای آب هستند و به ترتیب مقدار آب های پنهانی آن ها کاهش می یابد. هر چه سنگ کوه نسبت به خاکش افزونتر و سخت تر باشد آب درونی آن کمتر است و همچنین در کوه های کوچک و منفرد آبی وجود ندارد مخصوصا اگر سنگشان بسیار سخت باشد، زیرا برف درون آنها نفوذ نمی کند و پس از ذوب شدن تبخیر می گردد. بیشتر سلسله کوه های به هم پیوسته که مسافت زیادی از سطح زمین را به خود اختصاص داده اند و در میانشان دره های عمیق با قابلیت حفظ برف در فصول تابستان و زمستان قرار دارد با هر رنگی که باشند پر آب هستند و هر چقدر فرازشان مسطح تر باشد پر آب ترند. به خصوص دامنه هایی که با قطب شمال رو به رو است آب بیشتری دارند. همچنین صخره های قائم که از خاک بر آمده ای پوشیده اند نشانگر آب پنهانی هستند. زمین هایی که دارای کوه های سفید رنگ باشند یا کلوخ هایشان مثل سفال باشد یا طول و عرض آن را صخره های فراوان و نازک پوشانده باشد یا زمین های پست که تابش خورشید بر آن ها شدید است، فاقد آب هستند و همچنین زمین های فاقد پوشش گیاهی نیز دارای آب نیستند.

 د: شناخت آب های زیر زمینی با استفاده از روش های جدید

امروزه از روش های زمین شناسی و شناسایی از بالا به وسیله ی عکس های هوایی تهیه شده توسط هواپیما یا ماهواره وهمچنین تکنیک های ژئوفیزیکی می توان برای یافتن آب های زیر زمینی استفاده کرد.

مشخص نمودن مسیر قنات در زیر و روی سطح زمین

پس از محاسبه شیب مناسب به آشکار سازی مسیر قنات در سطح زمین می پردازند. هر چند نزدیک ترین مسیر، مسیر مستقیم بین مادر چاه و مظهر است اما در برخی از موارد به علت طبیعی یا قضایی (مالکیت زمین)مجبور به تعیین مسیر دیگری می شویم که حتی المکان سعی می شود این مسیر به مسیر اصلی نزدیک تر باشد. پس تعیین مسیر قنات در سطح زمین نوبت به حفر دهلیز می رسد. این دهلیز از مظهر آغاز و به مادر چاه ختم می شود. در ابتدا این دهلیز به صورت در باز است اما به محضی که به اختلاف سطحی نزدیک به ۲ متر رسید به صورت تونل در می آید. مقنیان پس از آنکه مجبور به حفر تونل می شدند با مشکلات زیادی مواجه می شدند زیرا با طولانی شدن تونل هم مسیر یابی دشوار تر می شد و هم تنفس به سختی صورت می گرفت و هم این که برای خارج کردن خاک کوره قنات مسیری طولانی باید طی می شد.

مقنیان برای رفع و یا کاهش این مشکلات چاه هایی موسوم به(میله)در مسیر قنات حفر می کردند تا هم هوا بتواند داخل کوره گردش کند و هم خاک را بتوان به راحتی خارج کرد وهم اینکه در فاصله های کوتاه تری مجبور به مسیریابی باشند.  مقنیان به منظور مسیر یابی درون زمین ۲ چاه در مسیرقنات به فاصله ی (۲۰تا۱۵۰) متر حفر می کردند. اندازه این فواصل با توجه به عمق حفر و سختی خاک و موانعی نظیر تپه یا رود خانه در مسیر قنات متغیر است. عمق این چاه ها با توجه به فاصله سطح زمین در آن نقاط تا سطح آب ایستابی در مادر چاه مشخص می کردند.  پس از تطبیق خط اتصال دو چاه مجاور با مسیر کوره ی قنات آنگاه مقنیان ابتدا ریسمانی بین دو میله می کشیدند به طوری که جهت ریسمان و جهت کوره در زیر زمین همسو می بوده است. سپس در هر سوی ریسمان که در بالای چاه قرار داشت دو شاغول آویزان می کردند این دو شاغول به صورت موازی با راستای نخ قرار می گرفتند و مسیر حفر قنات را مشخص می کردند. با مشخص شدن راستای قنات کارگر مقنی هر چند متری که کوره حفر می شد در پشت دو شاغول می ایستاد و استاد مقنی را از درستی یا کجی مسیر حفر با خبر می کرده است. پس از مشخص شدن مسیر در دو چاه، دو مقنی کار حفر کوره را همزمان به سوی همدیگر آغاز می کردند. پس از آنکه فاصله مقنی از چاه زیاد می شده است به منظور راحتی در مسیر یابی از یک چراغ پیه سوز استفاده می کرده اند. با توجه به این که نور به صورت خط مستقیم حرکت می کند از آن برای جهت یابی استفاده می شود به این صورت که استاد مقنی یک چراغ پیه سوز را از سقف آویزان می کرده است به طوری که چراغ درست در وسط کوره قرار می گرفته است سپس مقنی پشت به چراغ می ایستاده است آنگاه به سوی سایه اش در روی جبه ی کار شروع به حفاری می کرده است و تا زمانی که به مقنی یا چاه بعدی برسد به این کار را ادامه می داده است. البته در صورتی که مسیر کوره بنا به عللی مثل وجود موانع در زیر زمین و…. با خط مستقیم بین دو میله تطابق نکند یا اینکه مقنی موقعیت و وضعیت خود را در زیر زمین در اثر پیچ و خم خوردن های اجباری نداند آنگاه ابتدا در مسیر کوره یک چند ضلعی باز پیاده می کند بعد آن را با اندازه گیری طول اضلاع واندازه زوایا روی زمین پیاده می کند و به این ترتیب موقعیت و محل خود را در زیر سطح زمین مشخص می کند.

همچنین مقنی شیب را به کمک گونیایی که با شاغول از سقف آویزان است و یک ضلع آن افقی است، تعیین می کند.

 نحوه حفر قنات:

پس از آنکه مقنی حدس زد که در یک منطقه در صورت حفر به سفره آب زیر زمینی میرسد با حفر چاه هایی موسوم به « گمانه» به ارزشیابی نشانه های یاد شده می پردازد و همان گونه که از نام این چاه ها پیداست این چاه ها مشخص می کنند آیا حدس مقدر صحیح بوده است یا خیر. پس از احداث این چاه و صحت گمان مقدر به این چاه که در راس قنات قرار دارد « مادر چاه » گفته می شود. مادرچاه معمولا عمیق ترین چاه قنات است. دامنه ی عمق مادر چاه های ایران معمولا از ۳ متر تا ۴۰۰ متر ذکر شده است. زمانی که مقنی به سقف سفره ی آب رسید آب از کف و دیواره های چاه شروع به تراویدن می کند در این هنگام کارگر مقنی به سرعت شروع به کندن می کند و قشر خاک را به اندازه ۲ تا ۳ متر حفر می کند البته این کار با توجه به سرعت کم تراوش آب امکان پذیر است. پس از آنکه کارگران سر چاه متوجه شدند که گل و لای هر چه بیشتر مرطوب می شود آنگاه خود را برای بالا کشیدن همکار خود آماده می کند.

ممکن است کار گر مقنی به طبقه سختی بر خورد کند که به نظرش غیر قابل نفوذ بنماید. در این هنگام او با احتیاط سوراخ کوچکی در طبقه سخت ایجاد می کند تا بررسی کند که آیا آب در زیر این طبقه تحت فشار است یا نه. اما این احتمالی نادرست است زیرا ماهیت رسوبات آبرفتی کوهپایه ها با تشکیل چنین طبقه ای در تضاد است. از سوی دیگر فشار آب در خیلی دور تر یعنی در سمت پایین شیب زیاد خواهد شد، در حالی که مادر چاه در نزدیکی منطقه ی نفوذ آب و در ارتفاعاتی نسبتاً زیاد قرار گرفته اند. البته در مورد عمق چاه های گمانه دو نظریه متفاوت وجود دارد که بر اساس یکی باید حفر این چاه ها تا زمانی که به آب دائم و لایه غیر قابل نفوذ برسیم ادامه می یابد و بر اساس نظریه دوم این عمق بستگی به بافت خاک کف کوره دارد. مثلا زمانی که جنس آن رس باشد تا یک متر پایین تر از سطح آب زیر زمینی و در صورتی که شنی باشد تا عمق ۵۰ الی ۶۰ سانتی متر و اگر سنگ باشد تا ۲۰ سانتی متر پایین تر از سطح آب زیر زمینی چاه حفر می شود.

هنگامی که آب در ته چاه پدیدار می شود حفر کوره قنات می تواند آغاز شود. با این همه ضروری است چند روزی صبر کرد تا سطح آب در چاه تثبیت شود، چرا که این سطح یکی داده های مهم برای ادامه عملیات است. پس از حفر مادر چاه مقنی با توجه به عمق و میزان آب آن به بررسی ارزش قنات می پردازد و در صورتی که حفر آن توجیه اقتصادی داشت حفر قنات به معنای واقعی را آغاز می کند.

پس از حفر گمانه و مشخص شدن مادر چاه دومین مرحله ی بزرگ و دشوار حفر قنات یعنی احداث دهلیز ازجانب مظهر قنات به سمت مادر چاه پیش روی مقنی قرار می گیرد.

قبل از آنکه محل دقیق ابتدای دهلیز قنات ( مظهر )مشخص شود، مقنی مناطقی که این نقطه ممکن است در آن انتخاب شود را با توجه به سطح آب ایستابی در مادر چاه و میزان شیب سطح زمین مشخص می کند (یعنی نقاطی را که با سطح آب ایستابی هم ارتفاع هستند) سپس با توجه به شرایط اقلیمی و حاصلخیزی خاک بهترین نقطه را به عنوان مظهر قنات انتخاب می کند. بنابراین مقنی می بایست به ترازیابی بپردازد. این کار در گذشته به دو روش انجام می گرفته است که ما در اینجا به هر دو روش می پردازیم.

الف)روش اول ترازیابی

این روش از این قرار است که در ابتدا به انتهای یک نخ وزنه ای می بستند و آن را در چاه گمانه می انداختند سپس در حالی که وزنه در کف چاه قرار داشت نخ را قدری می کشیدند تا به صورت قائم قرار گیرد. بعد نقطه ای از نخ را که در راستای سطح زمین در بالای مادر چاه قرار می گرفت را گره می زدند. در نتیجه به این صورت عمق مادر چاه را تخمین میزدند. سپس نخ دیگری را مرطوب می کردند و محکم می کشیدند تا خوب کش بیاید و بعد یک سر آن را در روی زمین در سطح گمانه قرار می دادند و سر دیگر آن را در راستای حفر قنات تا جایی که طول نخ اجازه می داد خوب می کشیدند سپس با قرار دادن یک قطره آب روی نخ سعی می کردند تا نخ به صورت کاملاً افقی قرار گیرد. به این صورت که قطره آب با توجه به قانون جاذبه به سمتی متمایل می شود که پایین تر است به این ترتیب سر آزاد نخ را آنقدر بالا و پایین می کردند تا قطره آب به حالت ساکن قرار می گرفت.

پس از تراز شدن نخ فاصله ی بین سطح زمین و نخ را اندازه گیری می کردند که این فاصله برابر با اختلاف ارتفاع بین سطح زمین در آن نقطه و مادر چاه است. سپس این فاصله را روی نخ اول منتقل می کردند و این کار را آنقدر ادامه می دادند که مجموع این اختلاف ارتفاعات با طول نخ اول برابر شود. بعد مقدار اختلاف ارتفاع ناشی از شیب مربوط به خود کوره (دهلیز) قنات را محاسبه می نمودند و از طریق آن نقطه ای را که اختلاف ارتفاع آن با مادر چاه برابر با مجموع زیر می بوده است را از طریق ترازیابی بدست می آوردند و آن رابه عنوان مظهر قنات مشخص می کردند.

(شیب کوره قنات)×(فاصله طولی مظهر تا مادر چاه)+طول نخ اول

m×D+Η= h∆

h∆ ( برابر با اختلاف ارتفاع بین مظهر ومادر چاه است)

m شیب کوره قنات

 Dفاصله طولی مظهر تا مادر چاه

 Hطول نخ اول یا عمق مادر چاه

  ب)روش دوم ترازیابی

 ابتدا در این روش همانند روش قبل عمق مادر چاه را بدست می آورند ولی از روش دیگری برای ترازیابی و یافتن مظهر استفاده می شده است.

در این روش از یک لوزی که از چهار قطعه چوب با طول های برابر ساخته می شده است برای ترازیابی استفاده می کردند. بر اساس یکی از قضایای ریاضی ثابت می شود که اقطار لوزی بر هم عمود هستند. در گذشته از همین اصل برای ترازیابی استفاده می شده است. به این ترتیب که پس از ساختن یک لوزی به وسیله ی چهار قطعه چوب با طول های برابر به هر یک از زوایای لوزی حلقه ای متصل می کردند. سپس یک شاقول را به یکی از حلقه ها می بستند و لوزی را از طریق حلقه ی مقابل درون مادر چاه آویزان می کردند. در این حالت یکی از اقطار لوزی موازی با راستای شاقول و قطر دیگری موازی با راستای افق و عمود بر قطر دیگر قرار می گرفت. در این حالت چوب صاف و مستقیمی را از قطر دیگر لوزی عبور می دادند و از این وسیله همانند دوربین های امروزی استفاده می کردند. راستایی را که چوب نشان می داد همان راستای خط تراز است و از طریق آن می توانستند اختلاف ارتفاع بین نقاط مختلف را بدست آورند. آنها از این طریق مظهر قنات را مشخص می کردند.

تعیین شیب قنات

پس از عملیات ترازیابی و شناخت مظهر قنات سر انجام نوبت به حفر دهلیز می رسد. دهلیز می بایست با یک شیب مناسب از مظهر به سمت مادر چاه حفر گردد. بر اساس تحقیقات انجام شده معمولاً شیب قنات در سراسر طول خود یکسان نیست. غالبا به منظور ایجاد سرعت کافی برای جریان آب در قنات و جلوگیری از نفوذ آب در خشکه کار* شیب قنات در این قسمت را کمی بیشتر از قسمت تره کار** ایجاد می کنند. بر این اساس شیب در قسمت تره کار بین صفر تا چند در هزار و در قسمت خشکه کار بین ۵/۰ در هزار تا چند در هزار در نظر گرفته می شود. شیب تند تر از این مقدار موجب خوردگی کف قنات میشود و شیب کمتر از این مقدمات رسوب گذاری را فراهم می کند. از دیگر نکات قابل توجه در تعیین میزان شیب کف کوره این است که این شیب می بایست کمتر از شیب سطح زمین و بیشتر از شیب سطح ایستابی باشد. در غیر این صورت امکان حفر قنات وجود نخواهد داشت.

*خشکه کار: فاصله بین محل تقاطع کف کوره قنات با سطح ایستابی (نقطه ی c در شکل ۱-۱) تا مظهر خشکه کار نام دارد و شامل تمام میله ها و طول کوره در این فاصله است. در برخی از منابع (صفی نژاد) خشکه کار را قسمتی از قنات در نظر گرفته اند که در هنگام حفر خاک آن خشک است.

**تره کار: فاصله بین مادر چاه تا محل تقاطع کف کوره ی قنات با سطح ایستابی، تره کار نامیده می شود. تره کار شامل کوره ی قنات و میله هایی که در این مسیر قرار گرفته اند می باشد. کف کوره ی قنات در قسمت تره کار زیر سطح ایستابی قرار گرفته است به همین علت آب از زمین های اطراف به دلیل اختلاف ارتفاع، در کوره قنات نشت می کند. در اصل تره کار قسمت آبده قنات است از این رو طول کوره و همچنین ضخامت لایه آبدار در این قسمت از قنات نقش بسیار مهمی در میزان دبی دارند.

ابزار و وسایل جهت حفر قنات:

چرخ چاه

چرخ چاه اصلی‌ترین ابزار برای حفر چاه، حفر قنات و لایروبی قنات است زیرا بدون آن امکان کشیدن بار از ته چاه و دل قنات وجود ندارد. چرخ چاه ظاهراً ابزاری ساده است. اما از نظر فنی پیچیدگی‌های مهمی دارد. به‌خصوص چرخ چاه‌هایی که با آن‌ها می‌بایست خاک را از چاه‌های عمیق بالا کشید. چرخ چاه در قدیم تماماً از چوب ساخته می‌شد اما امروزه بعضی از عناصر آن به‌خصوص محور میانی لوله‌ای آهنی است.

طناب، ریسمان

ریسمان یکی از مهم‌ترین ابزار حفر قنات است. زیرا کشیدن خاک و در موارد استثنایی مثل موقع خطر بالا کشیدن مقنی به وسیله‌ی آن انجام می‌شود، لذا استحکام و وزن ریسمان بسیار مهم است. هر چه عمق بیش‌تر باشد ریسمان باید ضخیم‌تر باشد و در نتیجه سنگین‌تر می‌گردد. در یک چاه ٣٠٠ متری وزن ریسمان از وزن خاکی که بالا کشیده می‌شود بیشتر است یک ریسمان ٣٠٠ متری که حداقل ١۵٠ کیلو وزن دارد حداقل ٣ برابر وزن خاکی است که می‌شود با آن بالا کشید.

دلو

دلو (که به فتح دال و سکون لام و واو تلفظ می‌شود) ظرفی لاستیکی همانند سطل با بدنه‌ای بلندتر از آن است با دست‌گیره‌ی فلزی که درزهای آن معمولاً به‌وسیله‌ی میخ دوخته شده و از وزن زیادی برخوردار است. دلو لاستیکی از تیوپ‌های بزرگ و یا از لاستیک نازک شده‌ی تراکتور ساخته می‌شود. معمولاً این دلوهای بزرگ و سنگین برای چاه‌هایی است که با دینام خاک از چاه کشیده می‌شود. این‌گونه دلوهای سنگین در چرخ چاه دستی کاربرد چندانی ندارد.

درقدیم دلو از پوست گوساله یا بز ساخته می‌شد. دلو پوستی از دلوهای لاستیکی وزن کمتری داشت و کشیدن آن نیز در کف قنات با سهولت بیشتری همراه بود. دلو پوستی یا از ابتدا از پوست‌های دباغی‌شده و آماده‌شده ساخته می‌شد و یا از مشک‌ها و انبان‌های کهنه و فرسوده‌ای بود که دوباره مورد استفاده قرار می‌گرفت. دهانه‌ی دلو گشاد بوده و برای باز نگاه داشتن آن از چوب انار، یک حلقه‌ی دایره، معروف به چمبره ساخته می‌شد و در جوف دهانه قرار می‌گرفت. به دو سمت دهانه نیز دو سر طناب کوتاهی بسته می‌شد که نقش دسته‌ی دلو را داشته و در وقت نقل و انتقال آن مورد استفاده قرار می‌گرفت.

کلنگ و بیلچه

این دو ابزار از جمله وسایل ضروری مقنیان است. بیلچه در همه حال تقریباً یکسان است اما نوع کلنگ به تناسب فضای کار و جنس خاک فرق می‌کند. در اوایل کار و جهت کندن خاک‌های سست، کلنگ سبک آهنی کارساز است. اما زمانی که مقنی بخواهد در لایه‌های سفت و محکم مثل کنگلومرا کار کند یا تونلی را از رسوبات آهکی معروف به تورس عبور دهد نیاز به کلنگ فولادی و سنگین دارد تا نوک یا نیش کلنگ خم نشود و وزن زیاد کلنگ باعث وارد آمدن ضربه‌ای محکم شود. در بعضی موارد کلنگ به تنهایی کارساز نیست بلکه به قلم و پتک نیز نیاز است و آن هنگامی است که بخواهند در میان سنگ یا لایه‌های بسیار محکم و متراکم پیش بروند. بیلچه هم دارای دسته‌ی کوتاه چوبی است و تنه‌ی اصلی آهنی بیلچه هم کوچک‌تر از بیل‌های معمولی است. بیلچه دم کار مقنی معمولی است اما هرگاه دلوکش بخواهد مقدار زیادی خاک را از دم کار عقب بکشد ترجیح می‌دهد که از کج بیل استفاده کند. تفاوت کج بیل و بیل معمولی در این است که بدنه‌ی کج بیل از ناحیه‌ی شانه برگشته و نسبت به امتداد دسته نزدیک به نود درجه انحنا دارد. کج بیل نیز دارای دسته‌‌ی کوتاه می‌باشد.

چراغ

معمولاً داخل قنات تاریک است و نقش چراغ بسیار تعیین کننده است در گذشته‌های دور برای روشنایی کوره‌ها و داخل چاه قنات از چراغ روغنی یا پیه‌سوز استفاده می‌کردند و برای پیش‌گیری از دم گرفتگی در آن‌ها روغن منداب می‌ریختند. البته از پیه هم می‌توانستند استفاده کنند اما مقنی‌ها روغن منداب را بر پیه ترجیح می‌دادند، زیرا بو و دم گرفتگی بسیار کم‌تری داشت. چراغ روغنی یا پیه‌سوز سفالی بود و ظاهری گلابی شکل داشت که به‌دنبال آن دسته‌ای تعبیه شده بود. روغن را در مخزن آن می‌ریختند و از پنبه‌ی آب ‌ندیده فتیله‌ای می‌پیچیدند و در آن قرار می‌دادند و سر فتیله را بر روی زایده‌ی ناودانی‌شکل می‌گذاشتند و آن را شعله‌ور می‌کردند. روغن به مرور جذب فتیله شده در سر فتیله با نور زرد رنگی می‌سوخت.

 چند نمونه از قنات‌های ایران

در حال حاضر عمیق‌ترین قنات ایران، قنات قصبه‌ی گناباد است با حدود ٣۴٠ متر عمق مادر چاه آن، و طولانی‌ترین قنات در منطقه‌ی یزد قرار دارد با طول ١٠٠ کیلومتر. قنات قصبه‌ی گناباد پیشینه‌ی تاریخی ٢۵٠٠ ساله دارد و بیش از دو هزار هکتار از اراضی کشاورزان این شهرستان را به صورت سنتی آبیاری می‌کند. در قنات قصبه با ٣٣١٣٣مترطول، ٣۴٠ مترعمق و ۴٧٠ حلقه چاه که در دوران هخامنشیان و یا قبل از آن حفر شده است با یک محاسبه‌ی سرانگشتی می‌توان گفت ۵۶ هزار تن خاک و سنگ برای حفر مادر چاه و چاه‌های عمودی اتصالی و کانال افقی سراسری توسط کارگران و مقنیان جابه‌جا شده است و جابه‌جایی این حجم خاک بدون تردید کمتر از عظمت اهرام مصر نیست. قنات قصبه به عنوان عمیق‌ترین قنات دنیا، میراث فرهنگی و تمدنی عظیمی است و بدون شک یکی از عجایب تمدن بشری به شمار می‌رود. قنات قصبه از نظر طولی (۶٠ کیلومتر) دومین قنات ایران بعد از قنات زارچ یزد محسوب می‌شود و پرآب ‌ترین قنات منطقه‌ی کویری است.

پرآب‌ترین قنات ایران، قنات اکبرآباد فسا است و قدیمی‌ترین قنات ایران، قنات ابراهیم‌آباد اراک می‌باشد و عجیب‌ترین قنات ایران، قنات دوطبقه‌ی مون اردستان است که حدود ٨٠٠ سال پیش احداث شده است. این قنات چاه‌های مشترک ولی مادر چاه‌ها و مظهر متفاوت دارد. قنات‌های تهران و ری که دشت ورامین را آبیاری می‌کردند تا ٣٠ سال قبل جزء پرآب‌ترین قنات‌های دنیا بودند ولی در ٢٠ سال گذشته به دلیل تخریب مادر چاه‌ها و عدم لایروبی از رونق افتاده‌اند. تاریخ حفر این قنات‌ها به دوره‌ی صفوی و قاجاریه برمی‌گردد. در تهران حدود ٣٠٠ قنات وجود دارد که بعضی از آن‌ها یک‌دیگر را به صورت ضربدری قطع می‌کنند قنات‌های تهران در منطقه‌ی محمود آباد به دلیل خاک‌برداری‌های زیاد کوره‌پزخانه‌ها و به دلیل عمق کم، به صورت روباز مسیر خود را تا ورامین ادامه می‌دهند. یکی دیگر از قنات‌های جالب و قدیمی ایران قنات کیش می‌باشد که در سال ١٣٧١ کشف شد. قنات دو هزار ساله کیش با شهر زیرزمینی ساخته شده در آن از مکان‌های دیدنی کیش است. در مسیر این قنات، چاه‌هایی به چشم می‌خورد که در گذشته برای لایروبی قنات حفر شده بود. تاکنون ٢٠٠ حلقه از این چاه‌ها در مسیر قنات شناسایی شده است که فاصله‌ی هر کدام از یک‌دیگر به ١۴ تا ١۶ متر می‌رسد. سقف قنات را لایه‌های مرجانی به ضخامت ٢ تا ١۵ متر و لایه‌های زیرین قنات را خاک نفوذناپذیر مارنی تشکیل می‌دهد که این خاصیت باعث شده است تا آب باران پس از نفوذ از لایه‌های مرجانی در عمق نفوذناپذیر زمین تشکیل سفره‌های آب زیرزمینی را بدهد. چهار کیلومتر از مسیر این قنات تاکنون حفاری و لایروبی شده است و هم اکنون در عمق ١۵ متری این قنات شهری زیرزمینی با کاربری سیاحتی و تجاری در حال ساخت و تکمیل است.

در حال حاضر در ایران حدود ۴٠٠٠٠ قنات به طول ٢٧٢٠٠٠ کیلومتر وجود دارد که فقط در استان خراسان ٧٢٣٠ رشته قنات با آب‌دهی ١٨۵٠٠٠٠٠٠٠ سانتی متر مکعب در ثانیه وجود دارد یعنی ٩ برابر ذخیره‌ی سد کرج و ١۴٠ برابر ذخیره‌ی سد طرق. در تهران، دست کم ٣٠٠ رشته قنات شناخته شده، خفته‌اند که طول بعضی از آن‌ها به ١٨٠٠٠ متر می‌رسد.

حفر قنات با استفاده از امکانات جدید

با توجه به هزینه ی زیاد و وقت گیر بودن حفر قنات در شرایط کنونی لازم است که احداث قنات مکانیزه شود. برای تحقق این امر باید میله ها را بوسیله ی ماشین آلات حفاری وکوره را بوسیله ی بیل های مکانیکی و دستی وسایر وسایل حفر کرد. همچنین باید خاک کوره را بوسیله ی سیستم ریل گذاری بیرون برد و جهات و ارتفاعات را باید از طریق اصول فنی و نقشه برداری تعیین کرد. ضمنا تامین محیط امن و بهداشتی (روشنایی و تهویه مناسب) با استفاده از آخرین دستاورد های فنی ضروری است. همچنین لازم است مطالعات کاملی در زمینه ی استفاده از وسایل مکانیکی و ماشین آلات به منظور تسریع در فن حفاری قنات صورت گیرد. فیلسوفی در حدود سال ۱۳۳۵ عنوان می کند که با استفاده از وسایل مکانیکی جدید حفر قنواتی که قبلا ۲۰ تا ۳۰ سال طول می کشید در کمتر از یک سال خاتمه می یابد. در زیر به صورت اختصار به امکاناتی که جدیدا برای حفر قنات استفاده می شود اشاره می کنیم.

مقنیان امروزه برای تعیین مظهر با استفاده از دوربین های نقشه برداری و قطب نما کار تراز یابی را سرعت بخشیده اند. همچنین امروزه با استفاده از کمپرسور و مته های حفاری می توان حفر میله وکوره رابه سرعت انجام داد. مته طوری طراحی شده است که اگر کلنگ دار شاسی مته را فشار دهد ؛هوای فشرده شده در پشت مته ؛ سوزن مته را به لرزش در می آورد. با قرار دادن مته در روی زمین یا جدار چاه و زمین ؛هنگام کندن میله یا کوره ؛ سوزن مته عمل حفاری را انجام می دهد. در ضمن می توان با استفاده از یک کمپرسور و ۲ تا ۳ مته به صورت همزمان عمل حفاری را در چند نقطه انجام داد.

برچسب ها

سیدرضا بازیار

به وب سایت شخصی من خوش آمدید! من سیدرضا بازیار هستم، متولد 1374 شهرستان کازرون. در حال حاضر دانشجوی رشته مهندسی فناوری اطلاعات هستم، مسلط به زبان های: HTML5 - CSS3 - JavaScript در حال یادگیری زبان های PHP و Python هستم و علاقه بسیار زیادی به برنامه نویسی تحت وب ، هوش مصنوعی و زمینه امنیت اطلاعات دارم.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بستن