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Canali e argini costituivano la base dell'irrigazione del suolo e del controllo delle inondazioni nell'antica Sumer. Situata nella parte inferiore dei fiumi Tigri ed Eufrate, nella Mesopotamia meridionale, oggi nell'Iraq meridionale, questa è una zona con scarse precipitazioni ma gravi inondazioni a fine inverno e primavera. Intorno al 3500 a.C. e nei successivi due millenni, i Sumeri furono i pionieri del controllo del flusso d'acqua e dello sviluppo dell'agricoltura i cui prodotti avrebbero alimentato le popolazioni di oltre 20 stati cittadini. Tuttavia, questo processo è stato ostacolato dall'aumento delle concentrazioni di sale nel terreno.
Ambiente e paesaggio
Le pianure mesopotamiche meridionali in cui vivevano i Sumeri apparivano piatte ma come oggi costituivano un paesaggio in evoluzione. Verso la fine dell'inverno e della primavera, la fusione delle nevi nelle montagne a nord e ad est ha portato inondazioni catastrofiche che hanno trasportato enormi quantità di limo e altri sedimenti per oltre 1800 chilometri (1118 miglia) a sud. I rami dei bassi fiumi Tigri ed Eufrate si snodavano e si fondevano - anastomizzati - sopra le pianure, producendo un mutevole modello di argini fluviali, isole turtleback - arcuate - campi di dune e paludi che si spostavano con la prossima inondazione. Durante il resto dell'anno, il terreno è stato cotto duro e asciutto dal sole ed eroso dal vento.
Costruzione di argini
Gli argini naturali sono argini creati da sedimenti fluviali depositati come inondazioni di un fiume. Sono strutture asimmetriche con pareti quasi verticali adiacenti al fiume mentre si assottigliano verso terra lungo un dolce pendio. Le larghezze degli argini durante il periodo sumero erano generalmente superiori a 1 chilometro (0,52 miglia). I livelli del fiume possono variare tra 4 e 6 metri (13-19,7 piedi) durante l'inondazione. La cresta dell'argine potrebbe sollevarsi fino a 10 metri (32,8 piedi) sopra le pianure circostanti. I sumeri costruirono gli argini creando fondamenta di canne impregnate di bitume, infiltrazioni superficiali bruciate dal sole di petrolio greggio comuni nella regione. Mattoni di fango al forno, anch'essi legati con bitume, furono posti in cima alle fondamenta. Ciò non solo ha aumentato l'altezza delle sponde del fiume, ma le ha anche protette dall'erosione da parte delle correnti d'acqua. Durante i periodi di siccità, i Sumeri crearono un semplice sistema di drenaggio sollevando acqua in secchi sugli argini e annaffiando la terra coltivata. Hanno anche fatto buchi nelle pareti degli argini duri e asciutti, permettendo all'acqua di fluire e irrigare le colture nei campi adiacenti.
Costruzione del canale
Inizialmente, i Sumeri dipendevano da una rete di canali fluviali naturali e anastomosi per l'approvvigionamento idrico. Cominciarono a scavare canali e canali di alimentazione artificiale tra il terzo e il secondo millennio a.C., sfruttando le avulsioni dei fiumi. Questi sono i turni dei corsi d'acqua creati da rotture naturali nelle pareti degli argini o una parte indebolita di una parete degli argini causata da fori di drenaggio creati dall'uomo. Questo processo ha causato la divisione del corso d'acqua in due. Il nuovo ramo del fiume o scolpì un corso completamente nuovo o serpeggiò e raggiunse il canale originale. I Sumeri scavarono canali lungo questi nuovi corsi d'acqua e scavarono canali di alimentazione più piccoli. Hanno usato il terreno e i detriti scavati per costruire ulteriori argini. I canali potrebbero essere larghi fino a 16 metri (52,5 piedi). Il flusso d'acqua era controllato da regolatori - dighe e chiuse - eretti in punti tra pareti di argini appositamente rinforzate. Gli agricoltori sumeri affrontarono una battaglia costante nel dragare i canali liberi dal limo depositato.
Problemi di salinizzazione
A causa della loro origine di fusione delle nevi, le acque del fiume Tigri ed Eufrate hanno sempre contenuto elevate concentrazioni di sali disciolti. Nel corso dei millenni, questi sali si accumulano nelle acque sotterranee e vengono catturati in superficie attraverso un'azione capillare nelle radici delle piante. Le trasgressioni marine durante i periodi geologici hanno anche lasciato piccoli accumuli di sale nelle rocce sottostanti il suolo. Ulteriore sale fu soffiato nella pianura sumera dai venti del Golfo Persico. Le piogge sono state e rimangono insufficienti per irrigare le acque sotterranee, mentre un aumento dell'irrigazione aggrava la salinizzazione. Il sale evaporato formava una crosta bianca sulla superficie dei campi e delle pareti degli argini. I metodi moderni per controllare l'accumulo di sale sono perforando la falda e sciacquando le acque sotterranee. I Sumeri non disponevano di questa tecnologia e dovevano lasciare i campi incolti per anni alterni, o abbandonarli insieme agli argini e ai canali adiacenti.