نحوه حفر کاریز (قنات)، بخش نخست: مقدمات حفر کاریز (قنات)

آنچه در صفحات + + پیش‌گفته شد مروری بود بر نقش و اهمیت کاریز (قنات)، چگونگی پیدایش این فناوری درخشان توسط مردمان فلات ایران و تاریخچه توسعه کاریز (قنات) یا شاهکار مهندسی سازه‌های آبی که باعث شکوفایی سرزمین‌های خشک فلات ایران و بعدها سایر نقاط دور و نزدیک گشت؛ در ادامه به توضیح نحوه حفر کاریز و چگونگی پیدا نمودن بهترین نقطه برای حفر آن می‌پردازم، از همراهی شما سپاسگزارم.

 مقدمات حفر کاریز (قنات)

برای حفر یک کاریز (قنات) ابتدا مقنی به شناسایی یک سفرهٔ آب عمیق می‌پردازد که شرایط لازم برای حفر کاریز (قنات) را داشته باشد.

با توجه به‌سختی کارهای لازم برای احداث کاریز (قنات)، معمولاً آن را در مناطقی حفر می‌کنند که دارای اقلیم کم آب و خشک هستند و با توجه به این‌که

این کم‌آبی اقلیم باید از طریق سفره‌های زیرزمینی جبران شود معمولاً سعی دریافتن سفره‌های دائمی و بزرگ می‌شود. درون زمین دو نوع سفرهٔ آبی وجود دارد. نوع اول، سفره‌های روی زمین هستند که منشأ آب موجود در رودخانه‌ها و چشمه‌ها است. نوع دوم سفره‌های عمیق زیرزمینی هستند که آب آن‌ها تنها از طریق حفر کاریز (قنات) یا چاه عمیق امکان‌پذیر است. البته این سفره‌های آب زیرزمینی تنها زمانی قابل‌استفاده هستند که به‌طور مرتب و به‌اندازه کافی تغذیه شود و این در شرایطی ممکن است که یکسری رشته‌کوه با ارتفاعی به‌اندازه مناسب که مانع عبور ابرهای باران‌زا شود موجود باشد؛ بنابراین محل ایدئال در قسمت کوهپایه‌ها قرار دارد جایی که نزولات آسمانی به حداکثر می‌رسد و سیلاب‌ها جمع می‌شود و همچنین قشر و لایه‌های خاک آن بسیار نفوذپذیر باشد. از دیگر شرایط حفر یک کاریز (قنات) وجود یک شیب از طرف سطح آب سفره زیرزمینی به‌سوی رشته‌های پایین سمت کوهپایه است تا به این صورت آب‌های سفرهٔ زیرزمینی امکان جاری شدن و به قول محلی سوارشدن بر دشت را داشته باشد؛ بنابراین همان‌طور که دیدیم اولین مسئله در احداث یک کاریز (قنات) تشخیص سفره آب زیرزمینی است. معمولاً برای یافتن سفرهٔ زیرزمینی مقنی با دو حالت مواجه است. در حالت اول مقنی از سفرهٔ آب زیرزمینی که قبلاً یک کاریز (قنات) اولیه از آن استخراج‌شده است و دارای ظرفیت حجمی و آبی زیادی است کاریز (قنات) دیگری حفر می‌کند.

اما در حالت دوم مقنی مجبور به یافتن سفرهٔ آب زیرزمینی مناسب است که معمولاً مقنی‌های کارکشته و باتجربه که عموماً کهن‌سال هستند برحسب تجربه و شناخت از طبیعت این کار را انجام می‌دهند. مقنی‌ها معمولاً از ۴ روش پی به وجود آب‌های زیرزمینی می‌برند.

چگونگی شناسایی آب‌های زیرزمینی

الف: شناخت آب‌های زیرزمینی از طریق شناخت منطقه

معمولاً در مناطق مرتفعی که آب به‌صورت چشمه یا ماند آب مشاهده می‌شود سطح آب زیرزمینی بالا است، ازاین‌رو مقنی به یافتن چنین مناطقی می‌پردازد. البته به نظر می‌رسد اندیشه و جرقهٔ ابداع کاریز (قنات)‌های اولیه از چشمه‌ها نشاءت گرفته باشد؛ زیرا با فرارسیدن خشک‌سالی و پایین آمدن سطح آب‌های زیرزمینی، بشر برای یافتن آب در محل چشمه‌های خشکیده زمین را حفر می‌کرده است. همچنین پس از رسیدن به آب، به‌وسیلهٔ یک کانال کوچک در مسیر شیب زمین آن را به‌طرف سطح زمین هدایت می‌کرده است.

 

ب: شناخت آب‌های زیرزمینی با توجه به پوشش گیاهی و وجود جانداران یا پرواز حشرات

این نحوه مطالعه فقط اطلاعاتی در مورد زمین‌های نمناک و احتمالاً آب‌های موجود در عمق بسیار کم در اختیار ما می‌گذارد. به گفته کرجی: «زمین‌های نکاشته که بر سطح آن‌ها گیاه فراوان وجود دارد دارای آب هستند و آبشان در ژرفای کم قرار دارد. مخصوصاً اگر در صبح بر روی گیاهانش رطوبت و شبنم قرارگرفته باشد، همچنین زمینی که بر سنگ‌هایش گیاه دویده باشد دارای آب پنهانی است.» گیاهان خاصی مانند خرفه، نی، نازک میان‌پر، گاوزبان کنگر، پرسیاوشان، گزنه، شیرین‌بیان، درخت بنه، خارشتر و علف هفت‌بند و… گواه بر وجود آب‌های زیرزمینی هستند. همچنین روئیدن تعدادی از گیاهان مانند نی و خزه درزمینهٔ ای مرطوب دلالت بر وجود آب‌های زیرزمینی دارد. وجود تعدادی از جانداران مانند قورباغه، حلزون و بعضی از حشرات در زمین‌هایی که فاقد چشمه یا برکه و مرداب هستند نیز نشان‌دهندهٔ وجود آب‌های زیرزمینی است.

 

ج: شناخت آب‌های زیرزمینی از روی رنگ و شکل زمین

دانشمند بزرگ کرجی در این زمینه نظریاتی داده است که هنوز باوجود گذشت ده قرن اکثر آن‌ها صادق است. … کوه‌های سیاه‌رنگ و پر نم که دارای سنگ‌های آمیخته به گل باشند و پس‌ازآن در کوه‌های سبزرنگ و زردرنگ و سرخ‌رنگ همگی دارای آب هستند و به ترتیب مقدار آب‌های پنهانی آن‌ها کاهش می‌یابد. هر چه سنگ کوه نسبت به خاکش افزون‌تر و سخت‌تر باشد آب درونی آن کمتر است و همچنین در کوه‌های کوچک و منفرد آبی وجود ندارد مخصوصاً اگر سنگشان بسیار سخت باشد، زیرا برف درون آن‌ها نفوذ نمی‌کند و پس از ذوب شدن تبخیر می‌گردد. بیشتر سلسله کوه‌های به‌هم‌پیوسته که مسافت زیادی از سطح زمین را به خود اختصاص داده‌اند و در میانشان دره‌های عمیق باقابلیت حفظ برف در فصول تابستان و زمستان قرار دارد با هر رنگی که باشند پر آب هستند و هرچقدر فرازشان مسطح‌تر باشد پرآب‌ترند. به‌خصوص دامنه‌هایی که با قطب شمال روبه‌رو است آب بیشتری دارند. همچنین صخره‌های قائم که از خاک برآمده‌ای پوشیده‌اند نشانگر آب پنهانی هستند. زمین‌هایی که دارای کوه‌های سفیدرنگ باشند یا کلوخ‌هایشان مثل سفال باشد یا طول و عرض آن را صخره‌های فراوان و نازک پوشانده باشد یا زمین‌های پست که تابش خورشید بر آن‌ها شدید است، فاقد آب هستند و همچنین زمین‌های فاقد پوشش گیاهی نیز دارای آب نیستند.

 

د: شناخت آب‌های زیرزمینی با استفاده از روش‌های جدید

امروزه از روش‌های زمین‌شناسی و شناسایی از بالا به‌وسیلهٔ عکس‌های هوایی تهیه‌شده توسط هواپیما یا ماهواره و همچنین فن‌های ژئوفیزیکی می‌توان برای یافتن آب‌های زیرزمینی استفاده کرد.

 

مشخص نمودن مسیر کاریز (قنات) در زیر و روی سطح زمین

پس از محاسبه شیب مناسب به آشکارسازی مسیر کاریز (قنات) در سطح زمین می‌پردازند. هرچند نزدیک‌ترین 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 می‌شویم که حتی امکان سعی می‌شود این مسیر به مسیر اصلی نزدیک‌تر باشد. پس تعیین مسیر کاریز (قنات) در سطح زمین نوبت به حفر دهلیز می‌رسد. این دهلیز از مظهر آغاز و به مادر چاه ختم می‌شود. در ابتدا این دهلیز به‌صورت درباز است اما به محضی که به اختلاف سطحی نزدیک به ۲ متر رسید به‌صورت تونل درمی‌آید.

مقنیان پس‌ازآنکه مجبور به حفر تونل می‌شدند با مشکلات زیادی مواجه می‌شدند زیرا با طولانی شدن تونل هم مسیریابی دشوارتر می‌شد و هم تنفس به‌سختی صورت می‌گرفت و هم این‌که برای خارج کردن خاک کوره کاریز (قنات) مسیری طولانی باید طی می‌شد.

مقنیان برای رفع و یا کاهش این مشکلات چاه‌هایی موسوم به (میله) در مسیر کاریز (قنات) حفر می‌کردند تا هم هوا بتواند داخل کوره گردش کند و هم خاک را بتوان به‌راحتی خارج کرد وهم اینکه در فاصله‌های کوتاه‌تری مجبور به مسیریابی باشند.

مقنیان به‌منظور مسیریابی درون زمین ۲ چاه در مسیر کاریز (قنات) به فاصلهٔ (۲۰ تا ۱۵۰) متر حفر می‌کردند؛ اندازه این فواصل با توجه به عمق حفر و سختی خاک و موانعی نظیر تپه یا رودخانه در مسیر کاریز (قنات) متغیر است. عمق این چاه‌ها با توجه به فاصله سطح زمین در آن نقاط تا سطح آب ایستابی در مادر چاه مشخص می‌کردند. پس از تطبیق خط اتصال دو چاه مجاور با مسیر کورهٔ کاریز (قنات) آنگاه مقنیان ابتدا ریسمانی بین دو میله می‌کشیدند به‌طوری‌که جهت ریسمان و جهت کوره در زیرزمین همسو می‌بوده است. سپس در هر سوی ریسمان که در بالای چاه قرار داشت دو شاغول آویزان می‌کردند این دو شاغول به‌صورت موازی با راستای نخ قرار می‌گرفتند و مسیر حفر کاریز (قنات) را مشخص می‌کردند. با مشخص شدن راستای کاریز (قنات) کارگر مقنی هرچند متری که کوره حفر می‌شد در پشت دو شاغول می‌ایستاد و استاد مقنی را از درستی یا کجی مسیر حفر باخبر می‌کرده است. پس از مشخص شدن مسیر در دو چاه، دو مقنی کار حفر کوره را هم‌زمان به‌سوی همدیگر آغاز می‌کردند. پس‌ازآنکه فاصله مقنی از چاه زیاد می‌شده است به‌منظور راحتی در مسیریابی از یک چراغ پیه‌سوز استفاده می‌کرده‌اند. با توجه به این‌که نور به‌صورت خط مستقیم حرکت می‌کند از آن برای جهت‌یابی استفاده می‌شود به این صورت که استاد مقنی یک چراغ پیه‌سوز را از سقف آویزان می‌کرده است به‌طوری‌که چراغ درست در وسط کوره قرار می‌گرفته است سپس مقنی پشت به چراغ می‌ایستاده است آنگاه به‌سوی سایه‌اش درروی جبهٔ کار شروع به حفاری می‌کرده است و تا زمانی که به مقنی یا چاه بعدی برسد به این کار را ادامه می‌داده است. البته درصورتی‌که مسیر کوره بنا به عللی مثل وجود موانع در زیرزمین و…. با خط مستقیم بین دو میله تطابق نکند یا اینکه مقنی موقعیت و وضعیت خود را در زیرزمین در اثر پیچ‌وخم خوردن‌های اجباری نداند آنگاه ابتدا در مسیر کوره یک‌چند ضلعی باز پیاده می‌کند بعد آن را با اندازه‌گیری طول اضلاع وانداده زوایا روی زمین پیاده می‌کند و به‌این‌ترتیب موقعیت و محل خود را در زیر سطح زمین مشخص می‌کند.

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

در گفتار بعد به ادامه این مبحث می‌پردازم.