X
تبلیغات
مهندسی آبخیزداری میم - قنات

به نام خدا

    به عنوان مثال:پس حفر قنواتی که به طول2500 کیلومتر توسط ایرانیان،در ایالت گودی تورفان چین صورت گرفت ، چینیان از شگفت زدگی این فن را بی نظیر خواندند واین  ابداع را در عظمت با دیوار یا کانال چین همسان شمردند.

 

     بنا بر این ما با داشتن بیشترین قناتها در دنیا  بزرگترین وارثان وصاحبان  شاهکار بشریت در دوران باستان هستیم.چرا که در کشور ما درحدود  34000  رشته قنات  باطولی در حدود 400000 کیلو متر وجود دارد.از این رو می توانیم نتیجه بگیریم که قنات اهمییت و نقش بسزایی در تاریخ، تمدن و زندگی مردم ایران که به صورت کشاورزی بوده ، داشته. است


* تولمن—(کتاب آب و زمین)

                                                    

ابداع  وتاریخچه 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 50000 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

     ایرانییا ن 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 35 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  5 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 6 تا4 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 ی خود قرار داد وبا اعطای حق بهره برداری از زمین های بایر بدون پرداخت هیچگونه وجهی ،برای حد اقل 5 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 ی 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 اهمییت قنات پی نبردند و در دوره ی حکومتی آنها(ربع آخر قرن 4 ق م تا ربع اول قرن 2. 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 3تا اواسط قرن  8 بعد از میلاد مسیح )و از سر گیری زندگی یکجا نشینی دوباره قنات مورد توجه قرار گرفت و دوباره قنات  مبنای توسعه شهر های 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 7 تا پایان قرن 18 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  واین در مورد قنات ها نیز مصداق دارد.با توجه به

 دستورات اسلام ،فقهای عباسی اعلام کردند:کسانی که زمین های موات را آباد کنند از پرداخت مالیات معاف اند و حق مالکیت آنها به رسمیت شناخته می شود. (که این فتوا یاد آور سیاست هخامنشیان است.)   

در قرن نهم میلادی اولین کتاب در مورد قنات توسط فقهای اسلامی تدوین شد که آنها این کتاب را القانی نامیدند. 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 ی حقوقی بود.و اصولا به مبانی تکنیکی قنات کمتر توجه داشت .در قرن یازدهم میلادی (سال 1010 میلادی )مهمترین و کاملترین کتاب در مورد قنات و مسایل تکنیکی آن توسط ابوبکرمحمدبن 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 که اغلب کاملا بی سواد بودند 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 صورت متوالی صورت 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 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 باروی 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 با2000 لیتر در ثانیه بود. البته گسترش قنات تنها به تهران محدود نشد بلکه با تقسیم کشور بین مقامات عالی و

 

شاهزاده گان 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 ی 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 بر داری 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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


*توجه امیر کبیر به حدی نسبت به قنات زیاد بوده است که تاریخ نگاران نوشته اند :روزی کارگری مقنی از او پرسید :چرا پول کشور را صرف قنواتی می کنی که آبی ندارند و او در پاسخ گفت :اگر این قنات ها برای ما آب ندارد برای تو و خانواده ات که نان دارد.

 

 

 

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 27 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 ورتارا.

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 ریخته اند 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 وبا 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 ی مناسب که مانع عبور ابرهای باران زا شود موجود باشد.بنا بر این محل ایده آلدر 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 ها ی پایین ست 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.بنا بر این 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  ها ی کار کشته و با تجربه که عموما کهنسال هستند بر حسب   تجربه و شناخت از طبیعت این کار را انجام می دهند.مقنی ها معمولا از 4 روش پی به وجود آبهای زیر زمینی می برند.

 

 

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 مقدر به یافتن چنین مناطقی می پردازد.البته به نظر می رسد اندیشه وجرقه ی ابداع قنات های اولیه از چشمه ها نشأت گرفته باشد.زیرا با فرا رسیدن خشکسالی و پایین آمدن سطح آبهای زیر زمینی ،بشر برای یافتن آب در محل چشمه ها ی 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 ی مطالعه فقط اطلاعاتی در مورد زمین های نمناک و احتمالاً آب های موجود در

عمق بسیار کم در اختیار ما می گذارد.به گفته ی کرجی :« زمین های نا کشته 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 هی 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 روبه 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 آنه 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 ی 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 محظی که به اختلاف سطحی نزدیک به 2 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 2 چاه در مسیرقنات به فاصله ی (20تا150) متر حفر می کردند.اندازه ی این قواصل 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 ی 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 ی 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 وتا 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 و.ضعیت خود را در زیر زمین در اثر پیچ وخم 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 کندو 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

                     نحوه ی حفر قنات

 

پس از آنکه مقدر 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 رأس قنات قرار دارد « مادر چاه » گفته می شود. مادرچاه معمولا عمیق ترین چاه قنات است.دامنه ی عمق مادر چاه های ایران معمولا از 3 متر تا 400 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 کار گر مقنی به سرعت شروع به کندن می کند و قشر خاک را به اندازه 2 تا3 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 50 الی 60 سانتی متر و اگر سنگ باشد تا 20 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 ی 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.بنا بر این مقنی می بایست به تراز یابی 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 تراز یابی

شرح این روش از این قرار است :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 تراز یابی 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 تراز یابی

  ابتدا در این دوش 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 اب طول های برابر ساخته می شده است برای تراز یابی 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 تراز یابی 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 تراز یابی 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 جلو گیری 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 5/ 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 ی قنات با سطح ایستابی (نقطه ی  cدر شکل 1-1) 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.

 

 

 

حفر قنات با استفاده از امكانات جديد

با توجه به هزينه ي زياد و وقت گير بودن حفر قنات در شرايط كنوني لازم است كه احداث قنات مكانيزه شود .براي تحقق اين امر بايد ميله ها را بوسيله ي ماشين آلات حفاري وكوره را بوسيله ي بيل هاي مكانيكي و دستي وساير وسايل حفر كرد.همچنين بايد خاك كوره را بوسيله ي سيستم ريل گذاري بيرون برد  و جهات وارتفاعات رابايد از طريق اصول فني و نقشه برداري تعيين كرد .ضمنا تامين محيط امن وبهداشتي (روشنايي وتهويه مناسب)با استفاده از آخرين دستاورد هاي فني  ضروري است.همچنين لازم است مطالعات كاملي در زمينه ي استفاده از وسايل مكانيكي وماشين آلات  به منظور تسريع در فن حفاري قنات  صورت گيرد .فيلسوفي در حدود سال 1335 عنوان مي كند كه با استفاده از وسايل مكانيكي جديدحفر قنواتي كه قبلا 20تا 30 سال طول مي كشيد در كمتر از يك سال خاتمه مي يابد.در زير به صورت اختصار به امكاناتي كه جديدا براي حفر قنات استفاده مي شود اشاره مي كنيم.

مقنيان امروزه براي تعيين مظهر با استفاده از دوربين هاي نقشه برداري و قطب نما كار تراز يابي را سرعت بخشيده اند.همچنين امروزه با استفاده از كمپرسور و مته هاي حفاريمي توان حفر ميله وكوره رابه سرعت انجام داد.نته طوري طراحي شده است كه اگر كلنگ دار شاسي مته را فشار دهد ؛هواي فشرده شده در پشت مته ؛ سوزن مته را به لرزش در مي آورد.با قرار دادن مته در روي زمين  يا جدار چاه و زمين  ؛هنگام كندن ميله يا كوره ؛ سوزن مته عمل حفاري را انجام مي دهد.در ضمن مي توان با استفاده از يك كمپرسور  و 2تا 3 مته به صورت همزمان عمل حفاري را در چند نقطه  انجام داد.

كمپرسور

 

براي بالا كشيدن خاك نيز مي توان از تراكتور يا الكتورو موتور استفاده کرد در این حالت تراکتور را در نزدیک چاه ثابت نگه می دارند و یکی از دو لاستیک چرخ عقب را برداشته وبه دور رینگ آن سیم می پیجند و از رینگ به جهی چرخ چاه استفاده می کنند.در صورت در دسترس بودن نیروی برق می توان از الکترو موتور برای خروج خاک از چاه استفاده کرد.

البته در کل هزینهی تمام شده در این روش تقریبا با روش سنتی یکسان است.ولی به علت زیاد بودن سرعت حفاری  زمان بهره برداری از قنات و لذا برگشت سرمایه سریعتر انجام می گردد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

اندازه گیری دبی قنوات وبررسی آبدهی آنها در فصول مختلف سال

دبی قنات ها توسط فمول و مانینگ قابل اندازه گیری است .در این حالت کوره ی قنات به صورت یک نهر روباز در نظر گرفته می شود.

 

 که در آن  Qبرابر با دبی جریان وn                    Q=1/n.A.R^(2/3)S^(1/2)

برابر باضریب زبری مربوط به پوشش کف و A

   برابر با مساحت سطح مقطع وrRشعاع هیدرولیکی  مقطع عبور آب

و S   شیب طولی کوره قنات می باشد

Q=CA(RS)^1/2 

 

همچنین بوسیله ی مولینه و نصب پارشال فلوم در مسیر کوره نیز می توان دبی را بدست آورد.در گذشته برای تعیین میزان دبی قنات از تخم انداز قنات برای بیان آبدهی آن استفاده می کردند. تخم انداز مساحتی است که آب یک قنات برای مشروب کردن آن برای یک دوره ی کشت کفایت می کند.

در گذشته در مناطق مختلف از روش های محلی  در مناطق مختلف برای اندازه گیری دبی استفاده می شده است.مثلا در تبریز از یک صفحه ی فلزی مشبک و متشکل از روزنه های متعدد برای اندازه گیری دبی استفاده می شود.این صفحه را در مقابل جریان آب قرار می دهند و تعداد سوراخ های پر را می شمارند.اگر بعضی سوراخ های فوقانی نیمه پر باشند با تقریب به پر تبدیل می کنند.(مثلا سه سوراخ معادل یک سوراخ است).

هر سوراخ پر یک لوله نامیده می شود.قطر هر سوراخ یک سانتی متر و فواصل عرضی و طولی سوراخ ها کاملا با یکدیگر برابر است. هر 8 تا 10 لوله معادل یک لیتر بر ثانیه آب دارد.

دبی قنوات  موجود در ایران  که منابع آبی آنها از آبهای زیر زمینی تامین  می شود ؛بسیار متغییر است دامنه ی دبی قنوات  از مقداری ناچیز تا متجاوز از 500 لیتر در ثانیه متغیر است.ولی تعداد قنواتی که بده  آنها بیش از 100 لیتر در ثانیه باشد کم است.

بر اساس بررسی های انجام شده تغییرات فصلی بده قنات با تغییرات سطح ایستایی متناسب است. در اوایل بهار و تابستان به علت بالا بودن سطح ایستایی ،قنوات  بیشترین آبدهی را دارند همچنین در اواخر تابستان و پاییز به علت پایین رفتن سطح ایستایی کمترین بده را دارد.

 

 

 

البته این اختلاف دبی درقنوات نسبت به اختلاف بده آبهای سطحی در فصول مختلف سال بسیار نا چیز است.در نمودار زیر بده 44 رشته قنات در دشت قزوین در هر ماه نسبت به کل دبی سالانه شنان داده شده است.                                                            

 

عوامل موثر در بده قنات

  مهمترین عامل در دبی قنات وسعت و ظرفیت لایه آبدار در تره کار و موقعیت لایه غیر قابل نفوذ می باشد.   ظرفیت لایه آبدار قنات از طریق تغیرات سطح ایستابی در فصول سال و تعین وسعت لایه آبدار و عمق آن و همچنین نوع ومبدا تغذیه لایه آبدارمشخص می شود .البته میزان بیلان آبیس منطقه نیز در آن موثر است. همانطور که می دانیم علاوه بر آنکه یک قنات باید در یک لایه آبدار با آب مناسب حفر شود لازم است که آن لایه دارای ضریب تراوایی خوبی باشد.

تراوایی زمین در قسمت تره کار بسیار مهم است .زیرا تراوایی زمین در قسمت تره کار در صورت مناسب و بزرگ بودن موجب آبدهی قنات می شود.        

ودر قسمت خشكه كار باعث تلفات اب مي شود در شكل هاي زير خطوط جريان وپتانسيل در قسمت تره كار وخشكه كار نشان داده شده است . در شكل اول نخوه ي توزيع خطوط جريان در هنگام نفوذ عمقي  در قسمت خشكه كارنشان داده شده است.در دو شكل ديگر چگونگي نشت آب به داخل كوره ي قنات وخطوط جريان و هم پتانسيل در قسمت تره كار و در دو حالت مختلف نشان داده شده است . در شكل دوم  نحوه ي تراوش آب به داخل كوره از قسمت تره كار و در شكل سوم چگونگي نشت آب در محلي كه كوره قنات به صورت  غير مستغرق در لايه آبدار قرار دارد نشان داده شده است.

 

 

 

 

به علت انكه ميزان تراوايي زمين در قسمت تره كار سبب ابدهي قنات مي شود ودر قسمت خشكه كار مي تواند باعث تلفات اب شود .

 

به علت انكه ميزان تراوايي و نفوذ پذيري رسوبات سطحي به مراتب بيشتر از رسوبات عمقي است لذا بيشترين تغذيه قنات از كوه هاي آهكي وبرف گير صورت مي گيرد . علاوه بر موارد ذكر شده در فوق شكل هندسي قنات وخصوصا گستردگي آندر قسمت تره كار وكوچك بودن محيط خيس شده آن در قسمت خشكه كار تاثير بسيار زيادي در بده فنات دارد  معمولا پس از حفر قنات مقني در قسمت تره كار چندين كوره ي فرعي (دستك ) به منظور افزايش آبدهي قنات ايجاد مي كند . همچنين مقني ها با كاهش تلفات

آب در قسمت خشكه كار بده را افزايش مي دهند .اين عمل به سه طريق قابل اجرا است .

روش اول : با گذشت زماني برابر با چند سال از حفر قنات به دليل رسوب زنگابه (كه  قسمت عمده آن رس است )  در كف كوره قنات وديواره ها در قسمت تره كار ضريب تراوايي قنات كاهش مي يابد بنابر اين مقني هنگام لايروبي قنات با ماليدن پا در كف قنات در قسمت تره كار وحركت به سمت خشكه كار امكان حركت رس از قسمت تره كار به سمت خشكه كار ورسوب در آنجا وكاهش نفوذ پذيري خشكه كار را فراهم مي سازد .

روش دوم :   افزايش دبي قنات وكاهش تلفات با استفاده از كول در قسمت خشكه كار مرسوم بوده است

 

روش سوم :  امروزه به منظور كاهش نفوذ پذيري خاك وتلفات آب در خشكخ كار از بنتونيت – رس وامولوسيون قير استفاده مي شود . 

 

 

مشكلات مربوط به حفر قنات

در حين حفاري ميله ها وكوره هاي قنوات ممكن است مشكلاتي نظير : كم هوايي وتراكم گازهاي تنفسي ،سست يا سخت بودن زمين ، وجود رودخانه ها ، دره ها ومسيل ها در ممر قنات (مسير حفر قنات ) بروز كند وموجب كاهش سرعت يا توقف عمليات حفاري مي شود . زماني كه عمق ميله اي زياد شود يا ميله به دليل وجود مواد گوگردي وتركيبات گاززاي  خاك وسوختن چراغ براي رشن نگه داشتن داخل كوره دم داشته باشد ، در ته ميله كمبود اكسيژن بوجود مي آيد .

به منظور حل این مشكل معمولا دو كار صورت مي گرفته است . در حالت اول يك ميله ديگر در نزديكي ميله اي كه دچار دم شده است در مسير فنات يا در كنار آن به فاصله 1.5-2 متري آن حفر مي نمودند و انتهاي اين دو ميله با يك كوره ي كوتاه به هم متصل مي كردند. در شكل زير قنات رغيوه كه در آن اين كار صورت گرفته است نشان داده شده است.

 


 

در حالت ديگر با استفاده از يك دستگاه ساده دم كه در آهنگري استفاده از آن رايج است براي تهويه و جابه جايي هوا كمك گرفته مي شده است.

 

 

درحالتي كه زمين سست بوده است به علت ريزش ماسه هاي اطراف ميله ؛كار حفاري با مشكل مواجه مي شده است .در حال حاضر به منظور جلوگيري از ريزش ديواره ي ميله از كول هاي بتوني گرد كه روي هم سوار مي شوند استفاده مي كنند .با خارج كردن ماسه از داخل ميله، كول تحت تاثير نيروي وزنش به پايين رانده مي شود و از ريزش ديواره جلوگيري ميكند سپس يك كول ديگر روي ديگر روي آن قرار مي دهند.و به همين ترتيب به حفاري ادامه مي دهند.قطر الين كول ها به منظور سهولت عبور كار گر ها بايد حدود

 

 70 سانتي متر باشد. همچنين گاهي در حين حفاري در زمين هاي شولاتي ،سست قسمت هايي ارز كوره ريزش مي كند و نياز به خاكبرداري مجدد دارد.پس از خاكبرداري ،آن قسمت هايي از لوله كه ريزشي هستند كول كشي مي شود. دربعضي از قنوات  به علت اين مشكل قسمت اعظم كوره كول كشي مي شود .

هنگام حفر كوره ممكن است مناطق لجني زير زمين يا حفره هاي  پر شده از لجن وآب برخورد شود. اين مناطق خطر ناك اند زيرا ممكن است مقني به قعر برده وكشته مي شود.مقنيان معتقدند كه اين مناطق از صداي  كلنگ قابل تشخيص اندو لذا پس از تشخيص منطقه ي مزبور براي جلو گيري از خطر احتمالي مسير  را منحرف مي ساختند.

در صورتي كه مقني با سنگهاي بزرگ سخت ويكپارچه مواجهخ مي شود در صورتي كه سنگ قابل خرد كردن بود، آنرا با شكستن به قطعات كوچك تري تبديل مي كرد تا بتواند آنها را به خارج انتقال دهد كه اين كار موجب افزايش زمان حفاري مي شده است ودر صورتي كه سنگ خيلي سخت وغير قابل شكستن بود مجبور مي شد كه سنگ را دور بزند .

 گاهي به اجبار مي بايست كوره قنات از عرض يك رودخانه يا يك دره عبور مي كرد اگرقنات از عرض رود خانه عبور كند بايد كول گزاري شود وبراي آب گيري از رود خانه نبايد بند كشي شود . همچنين از آنجا كه امكان حفر ميله در عرض رود خانه وجود ندارد لذا طول پشته ها را در اين قسمت بسيار مي كنند ( به فاصله ي بين دو ميله مجاور  قنات  پشته مي گويند ) به طوري كه طول پشته ها در اين قسمت گاهي به 200 متر مي رسد .

آن قسمت از قنات كه بابد از دره عبور كند به شكل شتر گلو ساخته مي شود وكول گزاري مي شود وبه منظور جلوگيري از تلفات آب بند كشي مي شود.  قنات بختگان  واقع در باغ ملك شهرستان ايزه در قسمتي از مسير خود از يك دره عبور مي كند وكوره آن به شكل شتر گلو ساخته شده است .

 

 

عمليات مربوط به ترميم و نگهداري قنات

 عمده ترين مساله درتعمير قنات جلوگيري از ريزش آن است كه اين كار لاز طريق ايجاد سنگ چين وكول گزاري قابل كنترل است .

 

 

 

 

البته در برخي موارد به جاي ايجاد پوشش در قنات در نزديكي وبه موازات قسمتي از كوره قنات كه ريزش آن زياد است ، كوره جديدي حفر مي شود كه دو قسمت سالم ومحكم يك فنات را از طريق يك مسير ميان بر به هم وصل مي كنند كه به اين كوره جديد بغل برگفته مي شود

يكي از مهمترين عمليات هاي نگه داري وتعمير قنات ته زني مي باشد . ته زني يعني عميق تر كردن ميله هاي فنوات و پايين تر بردن سر تا سر كوره ي  قنات  باير به منظور دسترسي به سطح ايستابي كه در لايه هاي پايين تر قرار دارد . همچنين يكنواخت وعميق تر كردن كف كوره قهوات به منظور اصلاح رورفتگي ، تنظيم پستي وبلندي ، رفع پسچالها ودر نتيجه تحصيل آب بيشتر ته زني نام دارد حداكثر ته زني كه موجب ايجاد كوره ي ايجاد جديدي در زير كوره ي موجود مي شود كف شكني نام دارد . همچنين به منظور جلوگيري از قطع آب  قنات مي بايست  آن را لايروبي كرد روي برداري يا به عبارت ديگر بيرون آوردن گل ولاي ورسوبات جمع شده در كف كوره قنات لايروبي نام دارد . اگر طبقات رسوبات زياد باشد ، به اين عمل گل كشي مي گويند . لايروبي در قنوات بدون پوشش ، هر ساله ضروري است در حالي كه ايت كار در قنوات پوشش دار هر چند سال يكبار صورت مي گيرد بنابر اين به منظور كاهش لايروبي بهتر است قنات كول گذاري شود يكي از خطر هايي كه قوات را تهديد مي كند وجود ماسه ها وشن هاي روان است . وزش بادهاي نسبتا شديد، تپه هاي ماسه اي را جابه جا مي كند و چنانچه دهانه ي ميله اي باز باشد اين ماسه ها از طريق  ميله به داخل كوره ي قنات وارد شده و موجب انسداد وپر شدن آن مي گردد به همين علت براي جلو گيري از ورود خاك ، خاشاك ، ماسه هاي روان وشن به داخل قنات ، بستن سر ميله هاي قنوات با سنگ يا قطعات سيماني ضروري است . همچنين به منظور جلوگيري از خطر سيل ، خاك حاصي از حفر قنات را به عنوان يك محافظ  و دايك  به شكل حلقه هايي در اطراف ميله ها قرار مي دهند .

 

 

 

حريم قنات

 

حريم قنات  عبارت ايت از فاصله ي محور كورهي قنات تا نقطه اي كه  در اثر بهره برداري از قنات بر سطح آب زير زميني در آن نقطه ناچيز وقابل اغماز باشد  

 حريم قنات در نزديكي مادر چاه به حداكثر ودر نزديكي چاه تران خشكان به حداقل خود  .

   مي رسد .در ايران بنا بر سنت رايج وقانون متداول در هر منطقه يك عدد ثابت براي حريم قنات در نظر مي گيرند .

مثلا : حريم قنات در دشت هاي آبرفتي ومناطق كوهستاني درحدود 250متر ودر مناطق خشك 750 متر در نظر گرقته مي شود البته از نظر اكثر مقدر ها حريم قنات در ايران بايد 1500 تا 2000 متر در نظر گر فته شود .

آنچه در فوق ذكر شد مربوط به حريم حقوقي قنات است وحريم فني قنات از طريق روابط و معادلات تيس ، زيشارت و دوپويي  قابل اندازه گيري است

 

 

معادله ي زيشارت  :           R=3000 (  h0-h ).k                  

 

معادله ي دوپويي :                       2-h^2 )  R=K /2q .(  h0^

 

 

كه در آنها  h:  ارتفاع آب در كوره قنات بر حسب متر

h0: ارتفاع سطح ايستابي نسبت به كف كوره  بر حسب متر

K: ضريب نفوذ پذيري لايه آبداريكه قنات در آن حفر شده است بر حسب متر بر ثانيه

q :  دبي استخراجي در قسمت تره كار ودر واحد طول قنات بر حسب متر مكعب بر ثانيه است 

R: حريم فني قنات بر حسب متر مي باشد

 

                              مقایسه قنات به چاه

مقایسه قنات با چاه عمیق در حقیقت مقایسه دو نظام سنتی و جدید  بهره برداری از آب های زیر زمینی است .مقایسه این دو شیوه به منظور انتخاب یکی از این دو ،یعنی ایجاد یا احیای قنات ،و احداث چاه های عمیق یا نیمه  عمیق ،در هر زمان و هر جا ضروری است.در اینجا با اتکا بر نظریات منتشر شده  در باره ی  قنات با چاه ذعمیق به لررسی مزایا و محدودیت های  قنات در مقابل چاه می پردازیم.

 

مزایا ی قنات نسبت به چاه عمیق:

1-اطمینان بیشتر به قنات زیرا  تداوم آبدهی قنات بیش از تداوم آبدهی چاه عمیق است.

 2-به دلیل عدم وابستگی قنات به انرزی الکتریکی یا شیمیایی سوخت و همچنین عدم نیاز به ماشین آلات و همچنین عدم  نیاز به تعمیر وتامین قطعات یدکی  آنها قناتدر اولویت قرار دارد.

3-عمر مفید قنات در مقایسه با عمر مفید چاه طولانی تر است.عمر مفید چاه هادر حدود 20 سال  است در حالی که بسیاری از قنات ها سال های متمادی است که بدون لحظه ای توقف همچنان پا بر جا هستند.

 

4-هزینه ی نگهداری قنات نسبت به چاه و موتور کمتر است.

5-قنات ها بر عکس چاه ها ضخایر آبی لایه های آبدار را متعادل نگه می دارند و به علت استفاده تدریجی از این آب ها از لحاظ کمی و کیفی آسیبی به لایه آبدار وارد نمی کنند.

6-قناط ها می توانند نقش زهکش را در مقیاس  محلی منطقه ای ایفا کنند. عمل زهکشی  قنات در اعصار گذشته بسیار مفید واقع شده است واز بالا آمدن آب زیر زمینی جلو گیری کرده است .به عنوان مثال در دشت ورامین با توجه به بالا بودن بیلان آبی و خصوصیات منطقه ای به علت وجود قنات  مشکلات زهکشی وجود ندارد.

7-آب قنات نسبت به چاه ارزان تر است و بر اساس تخمین هزینه ها قیمت تمام شده برای استخراج هر واحد حجم  آب  ازطریق چاه دو برابر قیمت آب استحصالی از طریق قنات است.

8-از طریق حفر قنات امکان دسترسی وانتقال آب های زیر زمینی در مناطق کوهستانی وجود دارد.

                        

 

                         محدودیت های قنات نسبت به چاه عمیق

1-دامنه نوسان دبی قنات در طول زمان بیشتر است.

2-تکنولوژی حفر قنات سنتی و کند است.

3-در دشت های کم شیب امکان حفر قنات وجود ندارد.

4-دامنه های مرتفع را نمی توان بوسیله ی قنات آبیاری کرد.زیرا فقط امکان آبیاری مناطقی که  نسبت به مظهر قنات در نقاط پست تر هستند ممکن است.

5-در هنگام حفر ومرمت قنات خطرات جانی وجود دارد.

6-آب استخراج شده از قنات دوباره در قسمت خشکه کار نفوذ می کند.

7-هزینه وسرمایه اولیه برای حفر چاه عمیق بسیار کمتر است.

8-آب قنات در حدود نیمی از سلا مصرف آبیاری ندارد و هرز می رود.

 

 

البته با توجه به عمر کم چاه های عمیق (عمر این چاه ها به طور متوسط 20 سال می باشد)و اینکه بسیاری از مشکلات قنات قابل حل است، لذا می توان با استفاده از تکنولوژی و ماشین آلات جدید بسیاری از مشکلات قنات را بر طرف نمود . به دعنوان مثال می توان برای رفع مشکلات هرز آب قنوات در فصول  غیر زراعی با ایجاد یک مانع یا دریچه در محل چاه تران خشکان  راه خروج آب را مسدود ،و از تلف شدن و هدر رفتن آب جلو گیری کرد.این کار قبلا در یک قنات در وزوان شهرستان اصفهان در 300 سال قبل صورت گرفته است وکاملا سودمند واقع شده است.شرح مختصر اين سيستم چنين است كه يكي از ميله هاي قنات را كه معمولا همان چاه تران خشكان است را تا حدي كه قطر آن در حدود سه متر شود گشاد مي كنند و ديواري به بلندي كل عمق چاه كه از جنس سنگ و ساروج و داراي ضخامتي در حدود يك متر است  ايجاد مي كنند.بر روي اين ديوار ،به فاصله ي يك متر به يك متر ، 7 سوراخ استوانه اي به قطر  حدود 30 سانتي متر تعبيه كرده اند.كوره اين قنات از انتهاي اين ديوار عبور مي كندو هفتمين سوراخ هفت متر از لبه ي تاج كوره قنات فاصله دارد.اول آذر ماه هر سال ،هم دهانه ي كوره وهم دهانه ي هفت سوراخ را با  سنگ وسيمان پر مي كنند.طبيعي است كه مقداري آب در پشت اين سد زير زميني ذخيره مي شود.در اواخر فروردين هر سال اولين سوراخ را باز مي كنند.حدود ده روز طول مي كشد سطخ آب به زير سوراخ اول افت پيدا كند.به اين ترتيب هر ده روز يك بار يكي از اين سوراخ ها را باز مي كنند وپس از گشودن هر هفت سوراخ كه تقريبا در اوايل تير ماه است، كوره قنات را باز مي كنند.

 

                                                                                     
آمار قنات‌هاي‌ كشور

        اولين‌ مطلبي‌ كه‌ به‌ ذهن‌ مي‌رسد اين‌ است‌ كه‌ ما در ايران‌ براستي‌ چند قنات‌ داريم‌؟ با مطالعه‌ چند مدرك‌ گردآوري‌ شده‌ نتايج‌ زيرحاصل‌ شد:

  ع‌. بهينا در كتاب‌ "قنات‌ سازي‌ و قنات‌ داري‌" نوشته‌ كه‌  قريب‌ 40000 رشته‌ قنات‌ در سراسر ايران‌ موجود است‌(1).

  كاظم‌. صدر و حبيب‌ ا...سلامي‌ تعداد قنات‌ها را 3000 رشته‌ اعلام‌ كرده‌اند(2.)

  اچ‌،اي‌. وولف‌ در مقاله‌اي‌ تعداد قنات‌هاي‌ ايران‌ را 22000 رشته‌ با بيش‌ از 274000 كيلومتر درازا اعلام‌ مي‌ كند (3).

نتيجه‌ اين‌ كه‌ ما دقيقاً نمي‌دانيم‌ در ايران‌  چند رشته‌ قنات‌ داريم‌ و اين‌ قنات‌ها در كجا قرار دارند.

        در سال‌ 1372 پايان‌ نامه‌ كارشناسي‌ ارشدي‌ با عنوان‌ «روش‌ EM-VLF و كاربرد آن‌ در اكتشاف‌ قنات‌ ها با استفاده‌ ازدستگاه‌ABEM-WADI» در موسسه‌ ژئوفيزيك‌ دانشگاه‌ تهران‌ كار شده‌ (4) و درآن‌ راه‌ها عملي‌ و پيشنهادهاي‌ ارزشمندي‌ در ارتباط‌ بااكتشاف‌ قنات‌هاي‌ كشور ارائه‌ شده‌ است‌.

        در سال‌ 1372 در سمينار كاربرد كامپيوتر در علوم‌ كشاورزي‌ مقاله‌اي‌ با عنوان‌ "جمع‌ آوري‌ اطلاعات‌ و ايجاد پايگاه‌ اطلاعاتي‌براي‌ قنوات‌ ايران‌" ارائه‌ شده‌ (5) كه‌ بيشتر جنبة‌ آماری دارد.

 

قنات های معروف وقدیمی ایران

تعدادی از قنات هابه دلایلی نظیر طول کوره ،عمق مادر چاه و زیاد بودن بده معرف هستند.وتعدادی دیگر به علت قدمت زیادی که دارند معروف اند.در این قسمت تعدادی از قنوات مهم ومعروف را معرفی می کنیم.

استان خراسان:از مشهور ترین قنوات قدیمی این استان می توان دو قنات را در ناحیه ی گناباد ذکر کرد،یکی قنات بیدخت ودیگری قنات صالح آباد است که در حال حضر

دایر می باشند.عمق مادر چاه بیدخت در حدود 350 متر ومیزان دبی آن در حدود 150 لیتر در ثانیه است.همچنین قدمت قنات سناباد واقع در مشهد به قبل از اسلام باز می گردد.

قنات قصبه داراي 30 كيلومتر طول و 470 حلقه چاه است ب اين پديده مي تواند با ارائه طرح مناسب به مكان توريستي بسيار جذاب و ديدني تبديل شود.قنات قصبه گناباد به عنوان يكي از پديده هاي شگفت انگيز دست ساخته انسان در طول تاريخ و

نمادي از همنوايي بشر با طبيعت  وتوجه بسياري از مورخان و پژوهشگران را به. خود جلب كرده است
براساس تحقيق فرامرز صابرمقدم عضو سازمان ميراث فرهنگي خراسان اين قنات از ميانه اراضي كوي شرقي گناباد از محلي معروف به برج  ضامن علی در داخل رسوب هاي ريزدانه آغاز شده و از هفت كانال متصل به هم شكل گرفته است.
براساس آخرين مطالعات ، طول اين قنات 33 هزار و 113 متر و تعداد چاه هاي آن افزون بر 470 حلقه و عمق مادر چاه آن نيز 280 تا 300 متر است .

استان کرمان:طویل ترین قنات های این استان قنوات حشویه وهامون می باشند.همچنین پر آب ترین قنات کرمان (قنات پای کم)واقع در حومه ی شهرستان بم است که متوسط بده ی آن 312 لیتر در ثانیه است.4000 متر از کل طول این قنات (طول این قنات برابر با 4600 متر است ) در قسمت تره کار قرار دارد.وعمق مادر چاه آن 46 متر است.قدیمی ترین قنات کرمان قنات چوپار است که مربوط به عصر پرستش آناهیتا ( ملکه باران)می باشد.

استان یزد :قدیمی ترین قنات این اسان قنات یعقوبی است که قدمت آن برابر با 900 سال میباشد.همچنین طویل ترین قنات های ایران در یزد می باشند.منابع مختلف ارقام متفاوتی برای طول ، طویلترین قنات این استان ذکر کرده اندکه حداقل آن 48 کیلو متر وحد اکثر آن 120 کیلو متر است.

استان اصفهان :از قنوات معروف استان اصفهان، يكي قنات ارونه اردستان است كه در واقع يك نهر پر آب زيرزميني است ، و ديگري قنات دوطبقه مون اردستان كه نشانه نهايت هوشمندي و دقت استادكاران مقني و آب شناسان آن زمان است .

استان سمنان: در اين استان قنات شاهرود از لحاظ مقدار آب حايز اهميت است.مقدار

بده آن 250 ليتر در ثانيه و عمق مادرچاه آن 60 متر است . قنات مذكور تنها منبع آب شهر شاهرود است.

قنات کیش بیش از 2500 سال قدمت دارد و از آب شیرین قابل شرب ساکنان جزیره را تامین می کرده  است

يكي ديگر از نكات جالب توجه در مورد قنات هاي كيش وسعت و ارتفاع گذرگاه‌هاي آب در زيرزمين است كه چندين برابر نمونه هاي مشابه در ساير نقاط كشور است. اين گذرگاه‌ها به گونه‌اي احداث گرديده‌اند كه چند نفر مي توانند در كنار هم و به راحتي در آن راه بروند. به همين دليل باستان شناسان به آن «قنات آب انبار» گفته اند و احتمال مي‌دهند كه در گذشته از اين گذرگاه‌ها به عنوان مخفي گاه هم استفاده مي‌شده است.

 

 

 

پاياب، دهليز يا نقبي است كه در سطح زمين در كنار دهانه چاه قنات حفر با شيب تند و با استفاده از تعدادي پله به سطح آب جاري قنات در زيرزمين مي رسد. هر چه عمق چاه بيشتر باشد، اين نقب طولاني تر و تعداد پله هاي آن زيادتر مي شود. زاويه حفر دهليز را طوري محاسبه مي كنند كه آخرين پله پاياب به انتهاي ميله (چاه) قنات برسد تا از روشنايي نوري كه از دهانه چاه به سطح آب مي تابد براي روشنايي محوطه پاياب استفاده شود. معمولا در اطراف آخرين پله محوطه ايجاد مي شود كه در روزهاي گرم تابستان، هوايي ملايم و دلپذير دارد و براي استراحت از آن استفاده مي شود

پاياب كيش كه قدمتي دو هزارساله دارد در محلي در نزديكي مجموعه درخت سبز قرار گرفته است . اين محل در سال هاي اخير به نحو زيبايي بازسازي شده و هم اكنون يكي از جاذبه هاي سياحتي جزيره است كه تعداد زيادي از مسافران را به سوي خود مي‌كشاند. در اين محل يك چايخانه و رستوران غذاهاي سنتي ايراني براي پذيرايي از گردشگران داير گرديده است

 

 

 

آخرين اقداماتي كه در مورد قنات صورت گرفته است

ایران و یونسکو مرکز بین المللی قنات و سازه های تاریخی آب را تأسیس کردندو

تکنولوژی قنات به نام ایرانیان ثبت شد. روز شنبه ششم فروردین ماه 1384موافقنامه مرکز بین المللی قنات و سازه های تاریخی آب به امضای " بیطرف " – وزیر نیروی ایران – و " ماتسورا" – دبیرکل یونسکو – رسید هدف این مرکز بین المللی ، انتقال دانش و فن آوری قنات ، حفاظت از ارزش های مادی و معنوی این میراث تمدن ایرانی و تحقیق و توسعه برای احیای قنوات کشور به منظور توسعه پایدار منابع آب است .
پیشنهاد تشکیل مرکز بین المللی قنات در حلسه 24 مهرماه 1383 توسط دکتر اردکانیان نماینده جمهوری اسلامی ایران در شورای بین الدول برنامه آب یونسکو در مجمع عمومی یونسکو مطرح و به تصویب رسید پیش بینی می شود این مرکز تا پایان سال جاری در یزد به بهره برداری برسد. مرکز بین المللی قنات و سازه های تاریخی ابی ، اولین مرکز بین المللی در ایران است که با همکاری یونسکو تشکیل می شود و تهنا مرکز بین المللی در زمینه قنات و سازه های تاریخی آب در جهان است به گفته دکتر اردکانیان از آغاز فرایند طرح و تصویب این مرکز تمام کشورهای شرکت کننده در مجمع عمومی یونسکو ، بدون استثنا تقاضای همکاری استفاده از خدمات این مرکز را داشتند تمام کشورهای شرکت کننده در مجمع عمومی یونسکو ، بدون استثنا تقاضای همکاری و استفاده از خدمات این مرکز را داشتند آمریکا نیز که پس از سالیان طولانی در نشست اخیر مجمع عمومی یونسکو شرکت کرده بود ، از این جمع مستثنی نبود پیش از این ، اولین همایش بین المللی قنات توسط سازمان یونسکو از 19 تا 22 اردیبهشت ماه سال 1379 در یزد برگزار شده بود. در پایان این همایش بیانیه ای 13 ماده ای صادر شد که در آن با تأکید بر آموزش نیروی انسانی برای ادامه حیات قنات بر تأسیس مرکز بین المللی قتات در ایران تأکید شده بود تا حدود 50 سال قبل بخش زیادی از آب شرب و کشاورزی ایران از طریق قنات تأمین می شد. در خال حاضر سالانه 72 میلیارد متر مکعب آب از منابع زیرزمینی ایران استحصال می شود حدود 9میلیارد متر

 

 مکعب از این زقم سهم قنوات است ، به عبارت دیگر حدود 13 درصد از منابع آب زیرزمینی توسط 31943 رشته قنات موجود در ایران بهره برداری می شود ورود فنآوری های جدید حفاری چاه های عمیق در همه دنیا اندک اندک حیات قنات ها را تهدید می کند . این در حالی است که شرایط طبیعی و زیستی در نقاط بیابانی به گونه ای است که قنات به عنوان یک منبع استحصال آب و سازگار با محیط زیست می تواند پاسخ گوی نیازهای بشر باشد . بدین ترتیب ثبت تکنولوژی قنات و معرفی آن به عنوان یک روش استحصال پایدار منابع آب زیرزمینی به نسل های آینده ، هدف اصلی مرکز بین المللی قنات و سازه های تاریخی آب است ، ایران بیش از 30000 قنات دارد. قدمت دیرینه تمدن ایرانی در زمینه حفر و بهره برداری از قنوات و صدور فن آوری آن به دیگر کشورها، موجب شده است تا کشور ما به عنوان جایگاه اصلی قنات انتخاب شود علت قرار گرقتن این مرکز در یزد برخورداری فلات مرکزی کشور از تمدن کاریزی و وجود دانشکده قنات موزه اب و بسیاری از سازه های تاریخی آب است که در انتخاب این شهر جه تأسیس مرکز بین المللی قنات مؤثر و مهم بوده است . دانشکده قنات در شهر تفت ( واقع در 20 کیلومتری شهر یزد) قرار دارد این دانشکده قصد دارد تا تحربیات و فن آوری مربوط به حفر و نگهداری و بهره برداری و مدیریت قنات و سایر ابنیه تاریخی آب را منتقل کند. استقبال دانشجویان از این رشته تخصصی گسترده بوده است . به گفته مهندس مرتضی تفتی – رییس مرکز آموزش قنات تفت بیشتر افراد پذیرفته شده در این رشته از اهالی و ساکنان شهرهای کویری و تاریخی هستند موزه آب یزد همزمان با برگزاری نخیتبن همایش بین المللی قنات در اردیبهشت ماه سال 1379 در شهر یزد افتتاح گردید . این موزه محل مناسبی برای شناخت آثار و ابنیه تاریخی در زمینه های مختلف مربوط به آب است ، این موزه در یکی از ارزشمند ترین آثار معماری سنتی یزد به ام خانه کلاهدوزها واقع شده است که قدمتی بیش از یک قرن دارد قنات یک سیستم پایدار طبیعی است ، این سیستم نه تنها سفره های آبی را تهدید نمی کند که به عنوان یک منبع آبی پایدار برای استحصال آب شناخته شده است . اکنون بسیاری از مراکز علمی و تحقیقاتی بین المللی ، علاقمند به بررسی این دستاورد کهن ایرانی هستند بدین ترتیب مرکز بین المللی قنات و سازه های تاریخی آب می تواند گام های مثبتی در زمینه احیای این فن آوری باشد جمهوری اسلامی ایران تعهد کرده تا امکانات و نیازهای سرمایه ای مرکز بین المللی قنات و سازه های تاریخی آب را تأمین کن یونسکو هم متعهد به در اختیار گذاشتن منابع مورد نیاز مرکز در قالب برنامه ها و طرح های خود شده است مرکز بین المللی قنات و سازه های تاریخی آبی توسط شورای حکام متشکل از نمایندگان کشورها و سازمان های علاقمند که در برنامه های مرکز منعقده رئیس شورای حکام مرکز از سوی وزیر نیروی جمهوری اسلامی ایران تعیین شده که این مسئولیت برعهده دکتر رضا اردکانیا  ن است.

+ نوشته شده در 2006/8/10ساعت 3:27 توسط محمد ملکشاهی |