Qanat

A qanāt (arabul قناة, perzsául کاریز‎ kariz) a meleg, száraz és félszáraz éghajlatokon használt vízrendszer, mely az emberi települések és az öntözés vízellátását biztosítja. Megbízhatósága miatt elterjedt. Más ismert elnevezései: kārīz vagy kārēz (Irán, Afganisztán, Pakisztán és Közép-Ázsia területén, a perzsa كاهریز-ból), kahan (a perzsa کهن-ból), kahriz vagy kəhriz (Azerbajdzsán), khettara (Marokkó), galeria (Spanyolország), falaj (Egyesült Arab Emírségek és Omán), kahn (Beludzsisztán), foggara vagy fughara (Észak-Afrika). Emellett Ázsiában és Észak-Afrikában használatosak a kakuriz, chin-avulz és mayun elnevezések is.

Khettara Erfoud (Marokkó) közelében

A qanat technológiáját feltehetőleg a perzsák fejlesztették ki az i.e. 1. évezred elején, ahonnan aztán lassan terjedt el Nyugat, illetve Kelet irányába.

Egy qanat értékét nagyban befolyásolta minősége, mérete és a vízhozam folytonossága. Irán és más száraz éghajlatú ázsiai, illetve észak-afrikai ország népességének jelentős része függött a qanatok vizétől, településeik, élőhelyeik olyan területeken alakultak ki, ahol lehetséges volt qanatok kiépítése. Bár a kiépítés igencsak költséges volt, hosszútávú értéke a közösség – így a megépítésbe és karbantartásba befektetők is – számára jelentős volt.

Műszaki jellemzők

A qanat kútszerű függőleges aknák sorozata, melyeket enyhén lejtő járatok kötnek össze. Szivattyúzás nélkül vezet a felszínre nagy mennyiségű talajvizet. A víz a gravitáció hatására lefolyik egy, a forrásnál alacsonyabban fekvő célhelyre, ami általában egy felszín fölötti víztároló. A qanat lehetségessé teszi a talajvíz hosszú távolságokra való elszállítását meleg, száraz éghajlatokon, a párolgás miatti veszteség lecsökkentésével.

Nagyon gyakori egy qanat kialakításakor, hogy a forrás egy hegylánc előhegyeinek lábánál legyen, ahol a talajvízszint a legközelebb van a felszínhez. Ettől a ponttól lejtése sokkal kisebb a föld felszínének lejtésénél, így a víz a víztárolóig folyik, ehhez azonban sokszor nagy távolságokat kell megtennie.

Helyenként a qanatokat földalatti elosztórendszerek alkotják, ezek a kisebb járatokból álló karizok. Akárcsak a qanatok üregei, ezek a kisebb járatok is a földfelszín alatt találhatóak, a szennyezés elkerülése végett. Néhány esetben a qanatok vizét gyűjtőmedencében tárolják, az éjszakai áramlatot nappali használatra fenntartva. Az ab anbar tipikus példája a qanatok által táplált ivóvízgyűjtő medencékre az ókori Perzsiában.

A qanat rendszerének előnye, hogy nem befolyásolják a környezetében lejátszódó természeti (pl. földrengés, árvíz) vagy emberi katasztrófák (pl. háború). Továbbá majdnem teljesen független a csapadék mennyiségétől, csupán enyhe hozami eltérést mutatva a száraz és nedves időszakok között.

Gyakori jellemzői a qanat technológiáját használó régióknak

A qanat technológiája olyan helyeken elterjedt, ahol a következők jellemzők:

• nagyobb folyók, folyamok hiánya, melyek egész évben kellő vízmennyiséget biztosítanának öntözésre és más szükségletek kielégítésére
• potenciálisan termékeny és csapadékdús hegyek vagy hegyvonulatok közelsége
• száraz éghajlat, ahol nagy a felszíni párolgás mennyisége és így a felszín feletti gyűjtőmedencék, illetve vízjáratok fokozottan veszteségesek lennének
• olyan víztároló jelenléte a potenciálisan termékeny területen, mely túl mélyen van egyszerű kutak ásásához

A qanatok hatása a települések szerveződésére

Egy jellegzetes iráni városban – és bárhol máshol, ahol a vízrendszer használatos – több qanat is van kialakítva. A kertek és mezők mindegyike a qanatok felszíni végeihez közel találhatóak, így a qanatok vize meghatározza mind a szociális régióit, mind a külalakját a városoknak.

A víz a felsőbb régiókban a legfrisseb, leghűvösebb és legtisztább, a legvirágzóbb emberi települések a kivezetési pont környékén találhatóak. Mikor a qanat még szint alatt van, a vizet kutakkal vagy állatok hajtotta perzsa kutak segítségével húzzák ki a vizet. A magánkézben levő földalatti gyűjtőmedencék elenedő vizet szolgáltattak a házak és gazdasági épületek ellátásához, illetve az öntözéshez. Emellett a qanatban kialakuló légáramlatokat egy földalatti nyári szoba, a shabestan hűtésére használják, mely számos régi ház és épület szerves része.

A kivezetés mentén a víz felszíni járatokon, úgynevezett jubs-okon (jūbs) keresztül folyik tovább a domb- vagy hegyoldalakon le. Időnként oldalirányú elágazásokat építenek ki, így biztosítva a szomszédság, a kertek és a mezők vízellátását. Az utcák ezekkel párhuzamosan futnak, ennek következtében a települések következetesen a földfelszín lejtésének irányában alakulnak ki. Ez egy gyakorlatias alkalmazkodása az embernek a változó terephez, a hatékony vízelosztás érdekében.

A járatok alsóbb régiói kevésbé kecsegtetőek úgy a lakóhelyek, mint a mezőgazdaság számára. Minél lejjebb haladunk a vízfolyás mentén, annál nagyobb a víz szennyeződési foka, illetve száraz időszakokban nagyobb a vízhozam csökkenése is.

Megépítés

Hagyományosan a qanatokat hozzáértő munkások (muqannīs) csoportja építi meg, kétkezi munkával. A szakma a történelem folyamán igencsak jól fizetőnek bizonyult és jellemzően apáról fiúra szállt.

Előkészületek

Hordalékkúp Dél-Iránban. A NASA Terra nevű műholdjának képe

A qanat építésének első, elengedhetetlen lépése egy közeli vízforrás azonosítása. A keresés a hegyek vagy előhegyek és a hordalékkúp találkozásától indul ki. A víz bőségesebb a hegyekben a domborzati emelkedés miatt, ezért a kiásás a hordalékkúpban visoznylag könnyű. A muqannīsok követik a víz fő folyását és talajvízre utaló jeleket keresnek (mélyre gyökerező növények, szezonális szivárgások). Ekkor egy próbakutat ásnak, hogy meghatározzák a talajvízszintet és a vízhozamot, mely alapján eldöntik, indokolt-e az adott helyen a kiépítés. Ha ezek az előfeltételek mind teljesülnek, megrajzolják a járatok útvonalait a földfelszín felett.

Ezután következik a felszerelés összeállítása, mely tartalmazza a következőket:

• tartályok (általában bőrzsákok)
• kötelek
• csigák, melyek segítségével a tartályokat kiemelik az aknákból
• ásó és szekerce a kiásáshoz
• lámpások
• szintező vagy függőón
• spárga
• talajtípustól függően szükség lehet alátétre, általában égetett agyag gyűrűkre

Annak ellenére, hogy maga az építkezés folyamata egyszerű, egy qanat megépítése részletes altalajiföldtan-ismeretet és kifinomult mérnöki érzéket követel meg. A qanat lejtésére fokozottan figyelni kell: ha túl lapos, nem vezeti le a vizet, ha túl meredek, akkor a kelleténél nagyobb erózió miatt beomolhat a rendszer. Ugyancsak beomláshoz vezet a talaj állapotának helytelen felmérése, ami legjobb esetben alapos újraépítéssel jár, de akár a dolgozók halálát is okozhatja.

A kiásás

Egy qanat megépítéséhez általában 3-4 muqannīs szükséges. Egy gyengén lejtő qanat építésekor egyikük a vízszintes járatot ássa, a másik kiemeli a kiásott földet a járatból, a harmadik pedig szétteríti a földfelszín felett a kiásott földet.

A csapat általában a céltól kezdi a munkát, ahová a víz érkezni fog és felfele halad a kiindulási pontig, a tesztkútig. A függőleges aknákat menetközben ássák ki, egymástól 25-30 méterre. Az aknák közti távolság függ a kiásásukba fektetett munkától, az összekötő járat kiásásába fektetett erőfeszítéstől, illetve a karbantartáshoz szükséges energiabefektetéstől. Minél kisebb a qanat lejtése, annál közelebb vannak egymáshoz a függőleges aknák. Ha a qanat hosszúnak ígérkezik, mindkét végén egyszerre kezdik el a munkálatokat. Néha mellékágakat is ásnak, hogy kiegészítsék a vízhozamot.

Míg Irán legtöbb qanatja nem haladja meg az 5 km hosszat, Kermán környékén akadnak 70 km körüli példányok is. A függőleges aknák mélysége 20-200 m között mozog, Horászán területén található a legmélyebb, mely 275 m-re nyúlik a földfelszín alá. Ezek az aknák elősegítik az építést és a karbantartást, akárcsak a légcserét. A mély aknák közbeeső kiszögelléseket is megkövetelnek, a kiásott föld kiemelését megkönnyítendő.

A megépítés sebessége függ a mélységtől és a talaj minőségétől. Ha puha és könnyen megmunkálható, 20 m mélységben egy nap alatt négy munkás 40 méternyi vízszintest járatrészt tud kiásni egy nap alatt. Mikor a függőleges akna eléri a 40 m mélységet, már csak 20 métert tudnak ásni vízszintesen naponta, 60 m-nél ez 5 m/napra csökken. Algériában az átlagsebesség 2 m/nap 15 m mélységben. A mély és hosszú qanatok (azaz a legtöbb) megépítése évekbe, sőt évtizedekbe telik.

A kiásott földet általában bőrzsákokba pakolják és kiemelik a függőleges aknákon keresztül, majd az akna kijárata körül felhalmozzák, hogy védelmet nyújtson a szél és eső által odahordott törmelékekkel, hulladékokkal szemben. Ezeket a kupacokat le is takarhatják, hogy megerősítsék a védelmet. Felülnézetből az aknakijáratok bombakráterek benyomását keltik.

A qanat vízterelő járatának eléggé meredeknek kell lennie ahhoz, hogy a víz könnyedén folyjon le benne. Azonban túl meredeknek sem szabad lennie, a vízhozamot a kritikus értékek között kell tartani. Ha túl meredek a lejtés, a kialakuló hullámok erőteljes eróziót okoznak, ami károsíthatja vagy tönkreteheti a rendszert. Rövidebb qanatok esetében a lejtés 1:1000 és 1:1500 között mozog, a hosszabbakban szinte eléri a vízszintest. Ilyen mértékű pontosság rutinszerűen érhető el vízmérték és kötél segítségével.

Azokban az esetekben, ahol a lejtés meredekebb, földalatti vízeséseket is alakíthatnak ki, alkalmasan megtervezve arra, hogy magába vonja az energiát, minimális erózióval (rendszerint szigeteléssel). Néhol a víz erejét földalatti malmok meghajtására fordítják. Ha nem megvalósítható, hogy a qanat felszín fölötti végét a település közelében alakítsák ki, szükségessé válik egy föld feletti jub vagy csatorna ásása. Ezt lehetőség szerint kerülik, így is korlátozva a szennyeződést, a felmelegedést és a párolgás okozta vízveszteséget.

Haszonélvezők

A perzsák már i.e. 328-ban használtak vízórát a qanatok vizének igazságos és pontos elosztására az arra jogosultak számára, öntözés céljából. Iránban, különösen Zibad területén, a vízórák használata i.e. 500-ra nyúlik vissza. Később a preiszlám szent ünnepek pontos meghatározására is használták, mint a Yaldā (téli napforduló), a Tiregān (nyár közepe) vagy a Nowruz (tavaszi napéjegyenlőség) - a legrövidebb, a leghosszabb és az egyenlő nappalok, illetve éjszakák az év folyamán. Az Iránban használt vízórák voltak az éves naptárak beütemezésére leggyakorlatiasabb ókori eszközök. Perzsiában a vízórák (avagy Fenjaanok) pontossága megközelítette a ma használt időmérő eszközökét. A fenjaan volt a legpontosabb és legelterjedtebb időmérő eszköz arra, hogy kiszámolják a vízmennyiséget, amennyit a földműves elvihet a qanat vizéből az öntözéshez, illetve az időpontot, mikor ezt megteheti, mindaddig, amíg le nem cserélték nála pontosabb órákra. A perzsa vízórák gyakorlatias és hasznos eszközök voltak a qanat vizében részesedők számára, segítségével meghatározhatták, hogy mennyi időbe telik vizet a földjeikre juttatni. A qanat volt az egyetlen vízforrás a mezőgazdasághoz és az öntözéshez, ezért elengedhetetlen volt az igazságos vízelosztás. Ennek megfelelően két becsületes és körültekintő időst választottak meg a vízórák kezelőinek, ők felügyelték a fenjaanokat és jelentették be a pontos időt a nappal és éjszaka.

A fenjaan egy vízzel teli méretes edényből és egy közepén apró lyukkal ellátott tálból állt. Mikor a tál megtelt vízzel, lesüllyedt az edénybe, ekkor a kezelő kiürítette a tálat és visszatette a víz tetejére. Közben számolta, hogy hányszor süllyedt el a tál, minden süllyedéskor egy kavicsot tett egy bögrébe.

A hely, ahol az óra és kezelője voltak, khaneh fenjaan néven volt ismert. Rendszerint egy fogadó felső emeletén volt, nyugatra és keletre néző ablakokkal, hogy mutathassák a napkelte és napnyugta időpontját. Emellett létezett egy másik időmérő eszköz is, a staryab vagy asztrolábium, de ezt leginkább csupán babonák miatt használták, nem volt megfelelő a földművesek naptáraként. A zibádi vízóra 1965-ig volt használatban, ekkor cserélték le korszerű időmérő eszközökre.

Karbantartás

A függőleges aknákat szokás letakarni, hogy védjék a szélhordta homoktól. A qanat járatait időnként ellenőrizni kell, hogy ne legyenek erózió vagy beomlások okozta károk, s ha vannak, akkor kijavítsák, illetve kipucolják a begyűlt homokot és sarat. Biztonsági okokból fontos ellenőrizni, hogy biztosítva legyen a légáramlás, mielőtt leereszkednek a munkások a járatokba.

Helyreállítás

Néhány megrongálódótt qanat már felújításra került. Hogy fenntartható legyen, a helyreállítás során figyelembe kell venni számos nem műszaki tényezőt, elsőként azt, hogy melyik vízrendszerre esik a választás. Szíria területén három helyszín került kiválasztásra egy 2001-es nemzeti felmérés alapján. Ezek egyike, a dmeiri Drasiah qanatot 2002-ben fejezték be. A választásban szerepet játszott többek között az állandó talajvízáramlat jelenléte, a társadalmi összetartóerő, a közösség igénye a qanat vizére és működő vízjogi rendszer létezése.

Felhasználásuk

Öntözés és ivóvíz-szolgáltatás

A qanatok elsődleges szerepe elegendő vízmennyiség biztosítása öntözéshez, a csordák itatásához és az ivóvízellátáshoz. Ezenkívül használják hűtésre és jég tárolására is.

Hűtés

Széltoronnyal párosítva a qanatok hűtésre is szolgálhatnak. A széltorony egy kéményszerű építmény a ház fölött; négy nyílása közül a széliránnyal ellentéteset kinyitják, hogy távozzon a házban levő levegő. A bejövő levegő a ház alatti qanatból érkezik. A függőleges aknán keresztüláramló levegő alacsonyabb nyomást idéz elő (lásd: Bernoulli törvénye) és kihúzza a földalatti járat hűvös levegőjét. A járatból az aknába szívott levegőt útközben lehűti az akna fala, a víz és a légáramlattal érintkező párolgó víz latens hője. A száraz, sivatagi éghajlatokon ez akár 15°C-os hőmérsékletkülönbséget is eredményezhet a qanatból érkező levegőben. Ennek ellenére a levegő száraz, ezért a pincehelyiség hűvös, páratartalma megfelelő, nem dohos. Ezt a hűtési módszert évezredek óta használják a sivatagos égövek alatt.

Jég tárolása

Yakhchal Jazd tartományában

I.e. 400-ra már perzsa mérnökök tökélyre vitték a nyárközépi jégtárolást a sivatag területén.

A jeget a télen hordták be a környező hegyekről, de megszokottabb és kifinomultabb módszer volt az, hogy falat építettek kelet-nyugat irányba a yakhchal (a jég ürege) közelében. Télen a qanat vize a fal nyugati oldalán folyik el, aminek az árnyéka még gyorsabbá tette a fagyást, növelve az egy nap alatt képződő jégmennyiséget. Ezután a jeget a yakhchalokban tárolták, melyek speciálisan természetes hűtésre voltak kialakítva. Egy méretes, vastag szigetelő fallal ellátott földalatti helységet hoztak összeköttetésbe a qanattal, és egy szélfogókból vagy széltornyokból álló rendszert használtak a hűvös földalatti levegő kiszívására, hogy a helység hőmérsékletét kellően alacsonyan tarthassák, akár forró nyári napokon is. Mindezek eredményeképpen a jég lassan olvadt és elérhető volt egész évben.

A világ qanatjai

A qanatok feltételezett terjedési útja világszerte

Ázsia

Afganisztán

A qanatok neve Dari és Pashto nyelven Karez, használatuk a preiszlám időkre nyúlik vissza. A karezek számát 20.000-re becsülték a 20. században. A legrégebbi működő példány Wardak tartományban van, több mint 300 éves és 8 km hosszú, s napjainkban is majdnem 3000 léleknek biztosítja nap mint nap a vízellátást. Az elmúlt 30 év szakadatlan háborúzásai nagy számban pusztították el az ókori szerkezeteket. Ezekben a nehéz időkben a karbantartás nem mindig volt lehetséges. A bajokat gyarapítandó, 2008-ra nagyon magasak lettek a munkabérek és a rendszerek karbantartása már nem lehetséges. A hozzáértő mesteremberek hiánya, akik rendelkeznek a hagyomány fenntartotta tudással, ugyancsak nehézségeket okoz. Számos földműves mond le karizáról, mely néhol akár évszázadokon keresztül volt a család birtokában, s inkább dízelpompák által támogatott kutakra térnek át.

Mindazonáltal Afganisztán kormánya tisztában van ezen rendszerek fontosságával és mindent megtesz ezek feljavítása, újraépítése és karbantartása (a közösségen keresztül) érdekében. A Vidéki Rehabilitáció és Fejlesztés Minisztériuma, a nemzeti és nemzetközi civil szervezetekkel egyetemben teszik meg az erőfeszítéseket.

Még 2009-ben is léteztek működő qanat rendszerek. Amerikai hadierők jelentették, hogy akaratukon kívül romboltak le néhány járatot egy katonai bázis bővítésekor, feszültséget keltve önmaguk és a helyi lakosok között. Néhányat a járatok közül tartalékok tárolására használták, illetve emberek és felszereléek földalatti szállítására.

Kína

Turpan vízrendszer aknafolyosója Turpan közelében, Hszincsiang–Ujgur Autonóm Terület, Kína

Kína északnyugati térségében található Turpan egy oázisát qanat (helyi néven karez). Turpan hosszú idők óta egy termékeny oázis központja, illetve fontos kereskedelmi központ a [Selyemút] északi útvonala mentén. Ebben az időszakban délnyugaton szomszédos volt Korla és Karashahr királyságokkal. A vízrendszer történelmi feljegyzései egészen a [Han-dinasztia] idejére nyúlik vissza. A Turpan Vízmúzeum a Kínai Népköztársaság védett területeinek egyike a helyi karez történelmi fontossága miatt. A környék karezrendszereinek száma alig van 1000 alatt, a járatok összhossza kb. 5000 km.

India

Az indiai Karnátakában qanat-típusú rendszer, ún. Suranga segítségével szivattyúzzák ki a talajvizet, ám ez napjainkban kevésbé használatos. Ezen kívül még Gulburga, Bidar és Burhanpur (Kundi Bhandara) területén is találhatók qanatok. A bidari rendszer 21 függőleges aknája széltében 2 km-re terjed, ezek közül azonban néhányat bezártak, így napjainkban 17 látogatható. A függőleges aknákat földművesek és a helyi települések veszik igénybe. Az Indiai Örökség Városainak Hálózata szervezet alapítványa tárgyalásokat folytat a vízrendszert érintően. Az alapítvány felmérésének elkészítése közben egy fejedelmi fürdőhelyre (Bagh-e-Hammam) bukkantak, feltehetően Bahmani idejéből. A helyiek szerint létezik egy terrakotta összekötő cső a karez kijárata és a fürdőhely között.

Indonézia

Felmerült az az elmélet, miszerint a jávai Gua Made földalatti templomai közelében található aknák, melyekben zöld fémből készült maszkokat találtak, tulajdonképpen egy qanat részei voltak.

Irán

Ezt a Fin-kertben feltörő qanatot egy olyan forrás, a Salamon forrása ("Cheshmeh-ye Soleiman") táplálja, mely feltevések szerint többezer éves és már az ókor óta táplálja Tepe Sialk környékét

A teheráni Niavaranban felszínre bukkanó kariz az Iráni Nemzetközi Könyvtár területét látja el vízzel

A 20. század közepén az Iránban használatban levő qanatok számát 50.000-re becsülték, melyek mindegyikét helyi felhasználók működtették és tartották fenn. Ezek közül 1980-ra már csak 25.000 maradt használatban. Egyik legrégebbi és legidősebb ismert qanat a iráni Gonabad városában található s 2700 év után is megbízható vízlelőhely háztartási és mezőgazdasági célokra közel 40.000 lélek számára. A főkút mélysége meghaladja a 360 métert, hossza 45 km. Jazd, Horászán és Kermán tartományok köztudottan egy qanat-típusú szerteágazó vízrendszertől függnek. A hagyományos perzsa építészetben a kariz (کاریز) kisebb qanat, általában egy városi rendszerbe építették be annak érdekében, hogy a qanat vizét a célba juttassa.