Inhoud
Grachten en dijken vormden de basis van landirrigatie en overstromingsbeheersing in het oude Sumer. Gelegen in de benedenloop van de rivieren de Tigris en de Eufraat in het zuiden van Mesopotamië, het huidige Zuid-Irak, is dit een gebied met schaarse regenval maar grote overstromingen in de late winter en lente. Vanaf ongeveer 3500 voor Christus en gedurende de volgende twee millennia pionierden Sumeriërs de controle over de waterstroom en de ontwikkeling van de landbouw waarvan de producten de bevolking van meer dan 20 stadstaten zouden voeden. Dit proces werd echter belemmerd door toenemende zoutconcentraties in de bodem.
Omgeving en landschap
De zuidelijke Mesopotamische vlaktes waar de Sumeriërs woonden, leken vlak maar vormden net als vandaag een veranderend landschap. In de late winter en lente bracht sneeuwsmelt in de bergen in het noorden en oosten catastrofale overstromingen die enorme hoeveelheden slib en andere sedimenten over meer dan 1800 kilometer (1118 mijl) naar het zuiden brachten. Takken van de lagere rivieren de Tigris en de Eufraat slingerden en versmolten - anastomose - over de vlakten, waardoor een veranderend patroon van rivierdijken, schildpaddenrug - gewelfde - eilanden, duingebieden en moerassen ontstond die verschoven met de volgende vloed. De rest van het jaar werd de grond hard en droog gebakken door de zon en uitgehold door de wind.
Dijkconstructie
Natuurlijke dijken zijn dijken gecreëerd door afzettingen van rivieren als een rivier overstroomt. Het zijn asymmetrische structuren met bijna verticale wanden die grenzen aan de rivier terwijl ze langs een zachte helling naar het land toelopen. De dijkbreedten tijdens de Sumerische periode waren meestal meer dan 1 kilometer (0,62 mijl). Rivierniveaus kunnen tijdens overstromingen variëren van 4 tot 6 meter (13 tot 19,7 voet). De dijkkam kan tot 10 meter (32,8 voet) boven de omliggende vlakten stijgen. Sumeriërs bouwden de dijken op door riet geïmpregneerd met bitumen, zongebakken oppervlakte-kwel van ruwe olie in de regio gebruikelijk te maken. Gebakken modderstenen, ook gebonden met bitumen, werden bovenop de funderingen geplaatst. Dit verhoogde niet alleen de hoogte van rivieroevers, het beschermde hen ook tegen erosie door waterstromen. Tijdens droge periodes maakten Sumeriërs een eenvoudig drainagesysteem door water in emmers over de dijken en gecultiveerd landbouwgrond te hijsen. Ze prikten ook gaten in de harde en droge dijkwanden, waardoor het water kon stromen en gewassen in aangrenzende velden konden irrigeren.
Kanaalbouw
Aanvankelijk waren Sumeriërs afhankelijk van een netwerk van natuurlijke, anastomoserende rivierkanalen voor hun watervoorziening. Ze begonnen kunstmatige voerkanalen en kanalen te graven tussen de derde en tweede millennia voor Christus, gebruik makend van de avulsies van de rivieren. Dit zijn de verschuivingen van waterlopen gecreëerd door natuurlijke breuken in dijkmuren, of een verzwakt deel van een dijkmuur veroorzaakt door kunstmatige drainagegaten. Dit proces zorgde ervoor dat de waterloop in tweeën splitste. De nieuwe riviertak sneed een geheel nieuwe koers of slingerde zich weer samen met het oorspronkelijke kanaal. Sumeriërs groeven kanalen langs deze nieuwe waterlopen en groeven kleinere voerkanalen. Ze gebruikten de uitgegraven grond en puin om verdere dijken te bouwen. De grachten kunnen maximaal 16 meter breed zijn. De waterstroom werd geregeld door regulatoren - dammen en sluisdeuren - die op punten tussen speciaal versterkte dijkwanden werden geplaatst. Sumerische boeren stonden voor een voortdurende strijd om de grachten te baggeren zonder afgezet slib.
Verziltingsproblemen
Vanwege hun oorsprong als sneeuwsmelt bevatten de rivierwateren van de Tigris en de Eufraat altijd hoge concentraties opgeloste zouten. Gedurende millennia hopen deze zouten zich op in het grondwater en worden ze naar de oppervlakte afgevoerd door capillaire werking in plantenwortels. Mariene overschrijdingen tijdens geologische tijden lieten ook kleinere zoutophopingen achter in rotsen die onder de grond lagen. Verder zout werd in de Sumerische vlaktes geblazen door winden uit de Perzische Golf. Neerslag was en blijft onvoldoende om het grondwater te spoelen, terwijl verhoogde irrigatie de verzilting verergert. Verdampt zout vormde een witte korst op het oppervlak van velden en dijkwanden. Moderne methoden voor het beheersen van zoutophopingen zijn door naar de waterspiegel te boren en het grondwater te spoelen. Sumeriërs hadden deze technologie niet en moesten velden afwisselend braak laten liggen voor andere jaren, of ze verlaten samen met de aangrenzende dijken en kanalen.