قنات چیست؟
قنات چیست؟
ابداع وتاریخچه قناتدر 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، 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 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 خود قرار داد و با اعطای حق بهره برداری از زمین های بایر بدون پرداخت هیچگونه وجهی، برای حداقل 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 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 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 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 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 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 1010 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 با2000 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 كه بهره‌برداري از قنات ابتدا در ايران صورت گرفته و در دوره‌ی هخامنشي توسط ايرانيان به عمان، يمن و شاخ آفريقا نيز راه يافت سپس مسلمانان آن را به اسپانيا بردند. مهم‌ترين و قديمي‌ترين كاريزها در ايران، افغانستان و تاجيكستان وجود دارد. در حال حاضر در ٣٤ كشور جهان قنات وجود دارد ولي چهل‌هزار قنات فعال موجود در ايران چند برابر بيشتر از مجموع قناتها در ساير كشورهاي جهان است. مهم‌ترين قنات‌هاي ايران در استان‌هاي كويري خراسان، يزد، كرمان، مركزي و فارس وجود دارد.
قنات يا كاريز يكي از شگفت‌انگيزترين كارهاي دسته‌جمعي تاريخ بشري است كه براي رفع يكي از نيازهاي مهم و حياتي جوامع انساني، يعني آب‌رساني به مناطق كم آب و تأمين آب شرب انسان، حيوان و زراعت و با كار گروهي و مديريت و برنامه‌ريزي به وجود آمده است. اين پديده‌ی شگفت‌انگيز آب‌رساني از ديرباز و از عصر آهن به‌عنوان يكي از منابع تأمين آب شرب و كشاورزي در مناطقي كه با خطرات خشك‌سالي در فلات ايران روبه‌رو بوده‌اند، نقش كليدي و مؤثري در نظام اقتصادي و حيات اجتماعي كشور داشته و موجب شكوفایي اقتصاد كشاورزي و ايجاد كار و فعاليت‌هاي متعدد شهري و روستایي و باعث آرامش مردم بوده است. به گواه تاريخ، و كشفيات باستان‌شناسي اين فن‌آوري مهم از ابتكارات ويژه‌ی ايرانيان بوده و به تدريج، به ساير مناطق جهان، از جمله منطقه‌ی اروپای غربي، شمال آفريقا، چين و حتي به بخش‌هايي از آمريكاي جنوبي چون شيلي راه يافته است.
تاريخ قنات در ايران به‌طور مشخص، به دوره‌ی ايران باستان و ماقبل كتابت و به عصر آهن بر مي‌گردد. تمدن پنج‌هزار ساله‌ی شهر سوخته و تمدن هكمتانه و وجود قنات در اين شهر دليل روشني بر ساخت قنات در دوره‌ی ماقبل هخامنشي است. يكي از قديمي‌ترين اسناد مكتوب شناخته شده كه در آن به قنات اشاره شده، شرح هشتمين نبرد سارگون دوم، (پادشاه آشور است كه در سده هشتم قبل از ميلاد مي‌زيسته) عليه امپراطوري اوراتور در سال ٧١٤ قبل از ميلاد مسيح است (محقق فرانسوي گوبلو به كمك يك لوح بزرگ مسي که با خط ميخي و به زبان آكادي نوشته شده، از آن مطلع شده است. اين لوح، اكنون در موزه‌ی لوور پاريس موجود ميباشد). سارگون از كوه‌هاي زاگرس مي‌گذرد و به ناحيه‌اي واقع در اطراف شهر اوهلو (مرند كنوني) در حدود ٦٠ كيلومتري شمال غرب تبريز در شمال درياچه‌ی اروميه مي‌رسد. او متوجه مي‌شود كه در اين ناحيه رود وجود ندارد. مع‌هذا ناحيه‌اي است كه با آبياري سبز و خرم شده، اما او از اين امر تعجب نمي‌كند براي اين كه او در دشت‌هایي فرمانروایي كرده كه چنين تكنيك‌ها يا سيستم‌هایي از حداقل دو هزار سال پيش در آنها معمول بوده است اما آن‌چه كه او را شگفت‌زده مي‌كند، بي‌اطلاعي از منشاء اين آبها بوده است. به طور قطع، سارگون موفق شد كه قنات را ببيند. اما اين قناتها را چه كساني ساخته‌اند؟ و چه كسي اين تكنيك را به منطقه آورده است؟
به استناد كتيبه‌ی سارگون، اورساي اول پادشاه هم‌عصر او بوده كه اولين قنات را احداث كرده است. بنابراين فرمانرواي آشور، رواج اين تكنيك را كه به گفته‌ی او پديده‌اي تازه بوده است، به اهالي اوراتور نسبت مي‌دهد. از طرف ديگر در ناحيه‌ی درياچه وان (كه در آن زمان جزء خاك ايران بوده) ناظري در آغاز قرن هشتم قبل از ميلاد، به وجود ٢١ رشته قنات اشاره كرده است. در كتابي تحت عنوان «ارمنستان در گذشته و حال» نوشته‌ی لهمان ـ مورخ ١٩٢٥، آمده است كه ابداع قنات به اوراتور‌ها تعلق دارد و مي‌دانيم كه اهالي اوراتور، اعقاب بلافصل ارمني‌ها هستند.
برابر مطالب اوستايي و مطابق شاه‌نامه‌ی فردوسي هوشنگ مخترع قنات بوده است و جم يا جمشيد مخترع لباس، تبر، شمشير، بيل و ادوات كشاورزي است مي‌دانيم كه شاهان پيشدادي بر اساس داستان‌هاي شفاهي تا دوره‌ی زرتشت ادامه داشتند واین روایت ها تا زمان فردوسي در ميان مردم نیز نقل می‌شدند اين داستان‌هاي شفاهي ريشه‌ی هفت تا ده هزار ساله دارند.
اشغال فلات ايران از سوي مادها و پارس‌ها با ايجاد شهرهاي بزرگ و باشكوه همراه است مانند شهرهاي اكباتان (همدان) و پاسارگاد پايتخت قديمي امپراطور ماد كه از سوي كوروش دوم بنيان گذاشته شد. همچنين تخت‌جمشيد كه داريوش اول آن را در نزديكي پاسارگاد به وجود آورد و به صورت پايتخت هخامنشيان درآمد. شهر راگس يا راجس (ري) در چند كيلومتري شهر ري كنوني يكي از پرجمعيت‌ترين شهرها بود. تمامي اين شهرها با استفاده از سيستم قنات توانستد آب خود را تامين كنند و به حيات خود ادامه دهند زيرا در آن زمان رودها و يا چشمه‌هایي بيش از امروز وجود نداشته است. اما به هر حال قديمي‌ترين قنات ثبت‌شده در تاريخ به سه‌هزار سال پيش (٣٠ قرن قبل)، برمي‌گردد كه در آذربايجان و ارمنستان حفر گرديده است. در پي آن، در دوره‌ی داريوش كبير (٤٨٦-٥٢١ ق. م) كه اوج شكوفایي و اقدامات آبياري و حفر كاريز در سرتاسر فلات ايران به شمار مي‌رود. قنات‌هاي متعددي در قلمرو فلات ايران و در عمان و مصر حفر شده است. بر اساس كاوش‌هاي باستان‌شناسي اين باور وجود دارد كه كاريزهاي ايجاد شده در نواحي جنوبي خليج‌فارس، خراسان، يزد و كرمان در دوره‌ی هخامنشيان ساخته شده و قنوات قديمي قم و بسياري ديگر از مناطق ايران در عصر ساسانيان و قنوات تهران در دوره‌ی صفويه و قاجاريه حفر شده است.
از مطالعه‌ی كتب قديم و آثار باستاني ايران پي‌مي‌بريم كه كندن كاريز و تعمير آن و آبياري و زراعت كاري مقدس محسوب مي‌شده است. در ونديداد كه زرتشتيان آن را كتاب الهي مي‌دانند و بعضي نيز آن را دايرة‌المعارف فرهنگ باستان محسوب مي‌كنند چنين جملاتي وجود دارد: «سوگند ياد مي‌كنم به جاري كردن آب خنك در خاك خشك (كاريز) و عمارت راه و سوگند ياد مي‌كنم به زراعت و كاشتن درخت ميوه».
آقاي گوبلو، دانشمند فرانسوي كه حدود بيست سال در ايران اقامت داشته و در زمينه‌ی آب در ايران كار كرده است، اين سيستم باستاني دست‌يابي به آب زيرزميني را قابل مطالعه مي‌يابد و بر اين اساس وقتي به وطن خود (فرانسه) برمي‌گردد موضوع دكتراي خود را قنات انتخاب مي‌كند و با سفرهاي متعدد به مناطق مختلف جهان و با استفاده از ٥٣٤ منبع علمي، تحقيقي، كتاب يا تز دكتراي خود را تحت عنوان «قنات فني براي دست‌يابي به آب در ايران» مي‌نويسد او در اين نوشته‌ی خود ثابت مي‌كند كه قنات اختراع ايرانيان است و ده‌ها قرن هم قدمت دارد در حالي كه چيني‌ها فن قنات را تازه چند قرن پس از ايرانيان آموخته‌اند، گوبلو در كتاب خود كه در سال ١٩٧٩ انتشار يافته مي‌نويسد: «همه چيز دال بر آن است كه نخستين قناتها در محدوده‌ی فرهنگي ايران ظاهر شده‌اند و انگيزه‌ی اصلي از حفر قنات، باور و فرهنگ يك‌جانشيني و توسعه‌ی كشاورزي و آبادي بوده است به طوري كه اين صنعت در ميان ترك‌هاي شرقي و اعراب كه فرهنگ كوچ‌نشيني داشته‌اند رونق نيافته است».
گوبلو ده‌ها صفحه از كتاب خود را به بررسي صادر شدن فن قنات از ايران به ديگر كشورهای شرق و غرب و غيره اختصاص داده است اما براي جلوگيري از طولاني‌شدن مقاله فقط به ذكر نكات زير كه در واقع نتيجه‌گيري كوچكي از نوشته‌هاي مهم اين دانشمند فرانسوي است اكتفا مي‌شود: اين دانشمند در نتيجه‌ی سالها تحقيق و نيز سفر به كشورهاي مختلف و همچنين استفاده از صدها منبع، معتقد است كه خاستگاه اصلي قنات ناحيه‌ی آذربايجان غربي ايران و ارمنستان فعلي در منطقه‌ی معادن سرب اين نواحي ميباشد و اين فن دست‌يابي به آب زيرزميني، در محيط فرهنگي ايران در اوائل هزاره‌ی اول قبل از ميلاد مسيح، اختراح شد و سپس به سرعت در ديگر نقاط كشور و در خارج از آن رواج يافت اين فن دست‌يابي به آب زيرزميني در سال‌هاي ٨٠٠ قبل از ميلاد به وسيله‌ی كشاورزان در داخل فلات ايران رواج پيدا كرد و از آنجا به ساير نقاط جهان گسترش يافت. به عنوان مثال حدود ٥٠٠ سال قبل از ميلاد مسيح ايرانيان، آموزش فن حفر قنات را به مصر و حدود ٧٥٠ ميلادي مسلمانان بني‌اميه اين فن را از آنجا به اسپانيا منتقل كردند و سپس از آنجا به مراكش منتقل شد و حدود سال ١٥٢٠ ميلادي به آمريكا به ويژه منطقه‌ی لس‌آنجلس فعلي، انتقال يافت (به موجب بررسي‌ها، آب لس‌آنجلس آمريكا ابتدا به وسيله‌ی قنات تأمين مي‌شده است) و در سال ١٥٤٠ ميلادي به ناحيه‌ی پي‌كارد شيلي منتقل شده است. بررسي‌هاي گوبلو ثابت مي‌كند كه سيستم قنات تازه در سال ١٧٨٠ يعني در حدود ٢٢٥ سال قبل به چين شرقي (ناحيه تورفان) رسيده است.
برگی از تاریخ
اصولا شاهان قاجار به قنات علاقه‌ی وافري داشتند و نكته‌ی جالب يكي از ضرب‌المثل‌هاي معروفي است كه به خاطر يك واقعه‌ی تاريخي در مورد قنات شكل گرفته است. همان ضرب‌المثل قديم «براي حاجي آب نداره، براي تو كه نون داره.» نقل است كه حاجي ميرزا آغاسي صدراعظم تلاش بسيار نمود تا آب رودخانه‌ی كرج را با حفر قنات‌هاي متعدد به سوي شهر تهران روانه سازد. ولي با كارشكني متمادي افراد معاند اين كار به تعويق افتاد. يك روز حاجي ميرزا آغاسي خود تصميم گرفت بدون تشريفات و به تنهايي به سر يكي از قناتها برود. وقتي به نزد كارگران مي‌رسد از كارگر چرخ‌كش مي‌پرسد، قنات به آب رسيده؟ چرخ‌كش از همه جا بي‌خبر با كمال سادگي جواب مي‌دهد، آب كجا بود؟ اين حاجي آغاسي بي‌خود ما را معطل كرده كه براي كبوتران خدا در چاه لانه بسازيم. حاجي هم از اين جواب چرخ‌كش ناراحت شده و جواب مي‌دهد بنده‌ی خدا، اگر « براي حاجي آب نداره، براي تو كه نون داره »! به هر حال كاري كه حاجي ميرزا آغاسي شروع كرده بود توسط رضا شاه پهلوی تكميل شد و امروز هم آبي كه در بلوار كشاورز جريان دارد همان آب قنات از كرج 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 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 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 4 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 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 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 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 کارگر مقنی به سرعت شروع به کندن می کند و قشر خاک را به اندازه 2 تا 3 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 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 5/0 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 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.
ابزار و وسایل جهت حفر قنات
چرخ چاه
چرخ چاه اصلي‌ترين ابزار براي حفر چاه، حفر قنات و لايروبي قنات است زيرا بدون آن امكان كشيدن بار از ته چاه و دل قنات وجود ندارد. چرخ چاه ظاهراً ابزاري ساده است. اما از نظر فني پيچيدگي‌هاي مهمي دارد. به‌خصوص چرخ چاه‌هايي كه با آنها مي‌بايست خاك را از چاه‌هاي عميق بالا كشيد. چرخ چاه در قديم تماماً از چوب ساخته مي‌شد اما امروزه بعضي از عناصر آن به‌خصوص محور مياني لوله‌اي آهني است.
طناب، ريسمان
ريسمان يكي از مهم‌ترين ابزار حفر قنات است. زيرا كشيدن خاك و در موارد استثنايي مثل موقع خطر بالا كشيدن مقني به وسيله‌ی آن انجام مي‌شود، لذا استحكام و وزن ريسمان بسيار مهم است. هر چه عمق بيشتر باشد ريسمان بايد ضخيم‌تر باشد و در نتيجه سنگين‌تر مي‌گردد. در يك چاه ٣٠٠ متري وزن ريسمان از وزن خاكي كه بالا كشيده مي‌شود بيشتر است يك ريسمان ٣٠٠ متري كه حداقل ١٥٠ كيلو وزن دارد حداقل ٣ برابر وزن خاكي است كه مي‌شود با آن بالا كشيد.
دلو
دلو (كه به فتح دال و سکون لام و واو تلفظ مي‌شود) ظرفي لاستيكي همانند سطل با بدنه‌ای بلندتر از آن است با دست‌گيره‌ی فلزي كه درزهاي آن معمولاً به‌وسيله‌ی ميخ دوخته شده و از وزن زيادي برخوردار است. دلو لاستيكي از تيوپ‌هاي بزرگ و يا از لاستيك نازك شده‌ی تراكتور ساخته مي‌شود. معمولاً اين دلوهاي بزرگ و سنگين براي چاه‌هايي است كه با دينام خاك از چاه كشيده مي‌شود. اين‌گونه دلوهاي سنگين در چرخ چاه دستي كاربرد چنداني ندارد.
درقديم دلو از پوست گوساله يا بز ساخته مي‌شد. دلو پوستي از دلوهاي لاستيكي وزن كمتري داشت و كشيدن آن نيز در كف قنات با سهولت بيشتري همراه بود. دلو پوستي يا از ابتدا از پوست‌هاي دباغي‌شده و آماده‌شده ساخته مي‌شد و يا از مشك‌ها و انبان‌هاي كهنه و فرسوده‌اي بود كه دوباره مورد استفاده قرار مي‌گرفت. دهانه‌ی دلو گشاد بوده و براي باز نگاه داشتن آن از چوب انار، يك حلقه‌ی دايره، معروف به چمبره ساخته مي‌شد و در جوف دهانه قرار مي‌گرفت. به دو سمت دهانه نيز دو سر طناب كوتاهي بسته مي‌شد كه نقش دستهی دلو را داشته و در وقت نقل و انتقال آن مورد استفاده قرار مي‌گرفت.
كلنگ و بيلچه
اين دو ابزار از جمله وسايل ضروري مقنيان است. بيلچه در همه حال تقريباً يكسان است اما نوع كلنگ به تناسب فضاي كار و جنس خاك فرق مي‌كند. در اوايل كار و جهت كندن خاك‌هاي سست، كلنگ سبك آهني كارساز است. اما زماني كه مقني بخواهد در لايه‌هاي سفت و محكم مثل كنگلومرا كار كند يا تونلی را از رسوبات آهكي معروف به تورس عبور دهد نياز به كلنگ فولادي و سنگين دارد تا نوك يا نيش كلنگ خم نشود و وزن زياد كلنگ باعث وارد آمدن ضربه‌اي محكم شود. در بعضي موارد كلنگ به تنهايي كارساز نيست بلكه به قلم و پتك نيز نياز است و آن هنگامي است كه بخواهند در ميان سنگ يا لايه‌هاي بسيار محكم و متراكم پيش بروند. بيلچه هم داراي دستهی كوتاه چوبي است و تنه‌ی اصلي آهني بيلچه هم كوچك‌تر از بيل‌هاي معمولي است. بيلچه دم كار مقني معمولي است اما هرگاه دلوكش بخواهد مقدار زيادي خاك را از دم كار عقب بكشد ترجيح مي‌دهد كه از كج بيل استفاده كند. تفاوت كج بيل و بيل معمولي در اين است كه بدنه‌ی كج بيل از ناحيه‌ي شانه برگشته و نسبت به امتداد دسته نزديك به نود درجه انحنا دارد. كج بيل نيز داراي دستهی كوتاه ميباشد.
چراغ
معمولاً داخل قنات تاريك است و نقش چراغ بسيار تعيين كننده است در گذشته‌هاي دور براي روشنايي كوره‌ها و داخل چاه قنات از چراغ روغني يا پيه‌سوز استفاده مي‌كردند و براي پيش‌گيري از دم گرفتگي در آنها روغن منداب مي‌ريختند. البته از پيه هم مي‌توانستند استفاده كنند اما مقني‌ها روغن منداب را بر پيه ترجيح مي‌دادند، زيرا بو و دم گرفتگي بسيار كمتري داشت. چراغ روغني يا پيه‌سوز سفالي بود و ظاهري گلابي شكل داشت كه به‌دنبال آن دسته‌اي تعبيه شده بود. روغن را در مخزن آن مي‌ريختند و از پنبه‌ی آب نديده فتيله‌اي مي‌پيچيدند و در آن قرار مي‌دادند و سر فتيله را بر روي زايده‌ی ناوداني‌شكل مي‌گذاشتند و آن را شعله‌ور مي‌كردند. روغن به مرور جذب فتيله شده در سر فتيله با نور زرد رنگي مي‌سوخت.
چند نمونه از قناتهای ایران
در حال حاضر عميق‌ترين قنات ايران، قنات قصبه‌ی گناباد است با حدود ٣٤٠ متر عمق مادر چاه آن، و طولاني‌ترين قنات در منطقه‌ی يزد قرار دارد با طول ١٠٠ كيلومتر. قنات قصبه‌ی گناباد پيشينه‌ی تاريخي ٢٥٠٠ ساله دارد و بيش از دو هزار هكتار از اراضي كشاورزان اين شهرستان را به صورت سنتي آبياري مي‌كند. در قنات قصبه با ٣٣١٣٣مترطول، ٣٤٠ مترعمق و ٤٧٠ حلقه چاه كه در دوران هخامنشيان و يا قبل از آن حفر شده است با يك محاسبه‌ی سرانگشتي مي‌توان گفت ٥٦ هزار تن خاك و سنگ براي حفر مادر چاه و چاه‌هاي عمودي اتصالي و كانال افقي سراسري توسط كارگران و مقنيان جابه‌جا شده است و جابه‌جايي اين حجم خاك بدون ترديد كمتر از عظمت اهرام مصر نيست. قنات قصبه به عنوان عميق‌ترين قنات دنيا، ميراث فرهنگي و تمدني عظيمي است و بدون شك يكي از عجايب تمدن بشري به شمار مي‌رود. قنات قصبه از نظر طولي (٦٠ كيلومتر) دومين قنات ايران بعد از قنات زارچ يزد محسوب مي‌شود و پرآب ترين قنات منطقه‌ی كويري است.
پرآب‌ترين قنات ايران، قنات اكبرآباد فسا است و قديمي‌ترين قنات ايران، قنات ابراهيم‌آباد اراك ميباشد و عجيب‌ترين قنات ايران، قنات دوطبقه‌ی مون اردستان است كه حدود ٨٠٠ سال پيش احداث شده است. اين قنات چاه‌هاي مشترك ولي مادر چاهها و مظهر متفاوت دارد. قنات‌هاي تهران و ري كه دشت ورامين را آبياري مي‌كردند تا ٣٠ سال قبل جزء پرآب‌ترين قنات‌هاي دنيا بودند ولي در ٢٠ سال گذشته به دليل تخريب مادر چاهها و عدم لايروبي از رونق افتاده‌اند. تاریخ حفر اين قناتها به دوره‌ی صفوي و قاجاريه برمي‌گردد. در تهران حدود ٣٠٠ قنات وجود دارد كه بعضي از آنها يك‌ديگر را به صورت ضربدري قطع مي‌كنند قنات‌هاي تهران در منطقه‌ی محمود آباد به دليل خاك‌برداري‌هاي زياد كوره‌پزخانه‌ها و به دليل عمق كم، به صورت روباز مسير خود را تا ورامين ادامه مي‌دهند. يكي ديگر از قنات‌هاي جالب و قديمي ايران قنات كيش ميباشد كه در سال ١٣٧١ كشف شد. قنات دو هزار ساله كيش با شهر زيرزميني ساخته شده در آن از مكان‌هاي ديدني كيش است. در مسير اين قنات، چاه‌هايي به چشم مي‌خورد كه در گذشته براي لايروبي قنات حفر شده بود. تاکنون ٢٠٠ حلقه از این چاهها در مسیر قنات شناسایی شده است که فاصله‌ی هر کدام از یک‌دیگر به ١٤ تا ١٦ متر میرسد. سقف قنات را لایه‌های مرجانی به ضخامت ٢ تا ١٥ متر و لایه‌های زيرين قنات را خاك نفوذناپذير مارني تشكيل مي‌دهد كه اين خاصيت باعث شده است تا آب باران پس از نفوذ از لايه‌هاي مرجاني در عمق نفوذناپذير زمين تشكيل سفره‌هاي آب زيرزميني را بدهد. چهار كيلومتر از مسير اين قنات تاكنون حفاري و لايروبي شده است و هم اكنون در عمق ١٥ متري اين قنات شهري زيرزميني با كاربري سياحتي و تجاري در حال ساخت و تكميل است.
در حال حاضر در ايران حدود ٤٠٠٠٠ قنات به طول ٢٧٢٠٠٠ كيلومتر وجود دارد كه فقط در استان خراسان ٧٢٣٠ رشته قنات با آب‌دهي ١٨٥٠٠٠٠٠٠٠ سانتي متر مكعب در ثانيه وجود دارد يعني ٩ برابر ذخيره‌ی سد كرج و ١٤٠ برابر ذخيره‌ی سد طرق. در تهران، دست كم ٣٠٠ رشته قنات شناخته شده، خفته‌اند كه طول بعضي از آنها به ١٨٠٠٠ متر مي‌رسد.
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 و ارتفاعات را بايد از طريق اصول فني و نقشه برداري تعيين كرد. ضمنا تامين محيط امن و بهداشتي (روشنايي و تهويه مناسب) با استفاده از آخرين دستاورد هاي فني ضروري است. همچنين لازم است مطالعات كاملي در زمينه ي استفاده از وسايل مكانيكي و ماشين آلات به منظور تسريع در فن حفاري قنات صورت گيرد. فيلسوفي در حدود سال 1335 عنوان مي كند كه با استفاده از وسايل مكانيكي جديد حفر قنواتي كه قبلا 20 تا 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 حفاري مي توان حفر ميله وكوره رابه سرعت انجام داد. مته 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 2 تا 3 مته به صورت همزمان عمل حفاري را در چند نقطه انجام داد.
منبع: بدون منبع !
