Kanat (navodnjavanje)

Kanat (pers. كاريز, karez ili kahan; arap. قناة‎, kariz) je vrsta vodovodnog sistema koji služi za dovod sveže vode u vrelim i suvim naseljenim područjima. Tehnologiju su razvili stari Persijanci koji su je proširili na druge kulture pa se kanati danas mogu naći od Kine do Maroka, pa čak i Meksika.

Kanat u Kini

Osnovna šema kanata

Opšte karakteristike

Šema preseka kanata sa prikazanim tunelom, vertikalnim oknima, ispustom, podzemnom vodom i navodnjavanim površinama

Kanat je sistem koji se sastoji od niza vertikalnih okna nalik bunarima koje povezuje blago nagnuti kanal. Osnovne karakteristike sistema:

• Pomoću vertikalnih tunela se delotvorno crpe velike količine sveže vode iz podzemlja na površinu, bez potrebe za pumpanjem. Protok vode se vrši gravitacijom a odredište je niže od izvora, koji je najčešće brdski vodonosnik.
• Omogućava protok vode na velikim udaljenostima gde je klima suva i vruća, bez gubitaka velikog dela zaliha vode koje nastaju usled curenja i isparavanja.

Izgradnja Kanata je uobičajena za područja gde se izvori vode nalaze neposredno u podnožju planina, odnosno tamo gde je izvor najbliži površini terena.

Građenje

Tradicionalno, kanate su projekovale i gradile grupe kvalifikovanih i iskusnih stručnjaka (mukanis), uz pomoć običnih radnika. Gradnja sistema se odlično plaćala, a zanat se često prenosio u okviru porodice, s oca na sina.

Pripreme

Početni i presudni korak pri gradnji kanata bio je utvrđivanje postojanja izvora vode. Istraživanje je počinjalo na mestima gde se aluvijalna tla graniče sa podnožjem planine koja su često bogata podzemnim vodama, odnosno tamo gde je kopanje relativno lagano. Stručnjaci mukanis su pratili tragove pozemnih voda prema vegetaciji i drugim pokazateljima. Nakon procene su kopana probna vertikalna okna koja kojima je trebalo da se utvrdi postojanje dovoljne količine vode, odnosno da se opravda ovako složena gradnja. Ako su svi uslovi bili ispunjeni, na površini iscrtavanjem bila označena putanja kojom treba da se prostire kanal, i tačke na određenim rasponima gde su kopana vertikalna okna.

Gradnja je zahtevala posebnu vrstu opreme: posude (najčešće kožne torbe), konopce i vitla za podizanje iskopa na površinu, osvetljenje, alate za merenje dužine, libela, oruđa za kopanje poput lopata, i drugih (u to doba sofisticiranih) graditeljskih pomagala. Odabir graditeljaske opreme je zaviso od vrste tla, terena i mnogih drugih faktora.

Iako je metoda kopanja bila prilično jednostavna, projektovanje Kanata je zahtevalo pomno razumevanje podzemnih struktura tla i precizno izračunavanje nagiba glavnog tunela, kao i pozicija kopanja vertikalnih okna. Nagib Kanata je morao da bude pažljivo određen jer bi premali stepen pada uzrokovao zastoj vode, dok bi preveliki nagib rezultovao prekomernom erozijom koja može da prouzrokuje urušavanje kanata. Pogrešne procene tipa zemljišta mogu da prouzrokuju urušavanje strukture kanata, gubitak dragocenog vremena i novca, a u najgorem slučaju mogu biti fatalne za graditelje.

Iskopavanje

Sistem kanata (3D presek)

Radove iskopavanja najčešće je izvodila grupa od 3-4 stručnjaka (mukanis). Kod plitkih kanata, jedan radnik bi kopao zemlju, drugi bi podizao iskop na površinu, dok bi treći raspoređivao iskopani materijal na terenu oko okna.

Grupa bi najčešće počinjala radove na mestima gde će voda prodirati na tlo, što je ujedno bio i prvi pokazatelj da li će sistem pravilno funkcionisati. Vertikalna okna su kasnije u skladu sa uslovima provetravanja glavnog tunela, a nalazila su se na svakih 25–30 m. Rasponi među vertikalnim oknima zavisili su od količine iskopa, vremena potrebnog za njihovo iskopavanje, i od procene o naknadnom načinu održavanja. Uopšteno, ako je kanat plitak, rasponi između vertikalnih okana su na manjim udaljenostima. Ako je kanat dugačak, sa kopanjem je moglo da se započne sa oba kraja odjednom. Tuneli za dotok vode su ponekad građeni zbog regulisanja i povećanja protoka vode.

Dužna većine kanata u Iranu je manja od 5 km. Ipak, ukupna dužina svih pomoćnih tunela često dostiže 16 km, dok su u okolini Kermana zabilježeni i sistemi dužine 70 km. Vertiklana okna obično se kreću od 20 do 200 metara dubine, iako su u iranskoj oblasti Horasanu pronađena okna i po 275 metara dubine. Okna su služila za olakšavanje izgradnje, odnosno za odvod iskopanog materijala, lakši pristup radnicima, kao i za dovod svežeg vazduha i svetlosti. Dublja vertikalna okna su zahtevala izgradnju pomoćnih platformi na određenim visinama, a služila su za jednostavnije i brže uklanjanje iskopa, i za povećanje sbezbednosti graditelja.

Glavni tunel za vodosnabdevanje kanata je obično širine 50–100 cm, i visine 90–150 cm. Kanal mora da poseduje odgovarajući silazni nagib kako bi protok vode bio što jednostavniji. Ipak, nagim ne sme da bude prevelik jer će se zbog nesavršenosti zemlje pojaviti područja na kojima voda teče brže odnosno sporije, što može da prouzrokuje eroziju, začepljenje, kao i potpuno uništenje kanata. Kod kraćih kanata nagibi se kreću između 1:1000 i 1:1500, dok duži kanati mogu da budu gotovo horizontalni. Ovaj nagib su graditelji utvrđivali za u to vreme sofisticiranim libelama, a veliku ulogu je igralo i graditeljsko iskustvo.

U slučajevima gde je nagib morao da bude strmiji od uobičajenog, podzemni slapovi se mogu neutralizovati odgovarajućim oblogama koje apsorbuju energiju uz minimalano dejstvo erozije. Postoje slučajevi gde se energija protoka vode koristila za podzemne mlinove koji su pokretali užad za transport materijala. Ako spoljno grlo kanata nije bilo u blizini naselja, bilo je potrebno da se osigura prenos sveže vode uz pomoć nadzemnih kanala koji su često izbegavani zbog sprečavanja mogućeg zagađivanja i gubitka vode prilikom isparavanja.

Brzina izgradnje je najviše zavisila od dubine kanata. Procijenjuje se da je kod kanata dubine 20 m grupa od četiri radnika mogla da iskopa 40 metara horizontalnog tunela po danu. U slučaju kada su vertikalna okna duboka po 40 m, njihov radni učinak opada na 20 m po danu, a na oknima dubine 60 m na svega 5 m po danu. Duboki i dugački kanati su često građeni godinama, pa čak i decenijama.

Otkopani material se obično transportovao pomoću kožnih torbi koje su izvlačene kroz horizontalna okna na površinu, gde se iskop raspoređivao oko otvora da bi spriječio prodor peska ili blata u okno, što kvari kvalitetu vode i samu strukturu kanata. Na površini ti iskopi često izgledaju kao minijaturni vulkani ili krateri koji su nastali suled eksplozija bombi.

Održavanje

Vertikalna okna kanata na površini mogu da budu zaštićena kako bi se sprečili štetni uticaji iz spoljašnjosti, poput nanošenja peska. Glavni tunel kanata mora povremeno da se proverava zbog erozije odnosno nanosa koji mogu da uspore ili onemoguće protok vode, kao i zbog stvaranja neželjenog taloga peska ili mulja. Takođe, treba da se omogući protok svežeg vazduha jer u protivnom može da se ugrozi zdravlje i bezbednost graditelja i onih koji kanale održavaju.

Vrednost

Kanati se vrednuju prema kvalitetu, količini, i učestalosti protoka vode. Veliki deo iranskog stanovništva je kroz istoriju zavisio od korišćenja kanata, pa su naseljena područja često direktno povezana uz mesta koja obiluju kvalitetom i kvantitetom tih sistema. Iako su kanati relativno skupi za izgradnju, njihova dugoročna vrednost za lokalnu zajednicu i investiture je bila i te kako isplativa i korisna.

Ostale primene kanata

Distribucijoni sistemi

Kanati su često ispod zemlje podeljeni u razdelne mreže koje se sastoje od manjih kanala („kariz“) koji su snabdevali svaki veći grad. Poput kanata, karizi su takođe građeni ispod zemlje zbog sprečavanja mogućeg zagađenja i zaraze.

Vodospremnici

Ab anbar vodospremnici sa dvostrukim kupolama u pustinjskom gradu Naen pokraj Jazda (Iran)

Tradicionalni iranski sistemi vodospremnika su tzv. ab-anbari.

Hlađenje

Tradicionalni iranski sistem hlađenja prostorije pomoću kanata i vetrohvata

Osim za vodosnabdevanje, kanati su često u kombinaciji s vetrohvatom korišćeni kao sistem za pasivno hlađenje prostorija. Vruć vazduh u kanate ulazi kroz brojna vertikalna okna, dok se trenjem kroz hladni tunel i vodu hladi. Vetrohvat je konstrukcija u obliku dimnjaka koja je smeštena iznad objekta, a ima dva funkcionalna otvora koji služe dovlačenju i odvlačenju vazduha. Otvori vetrohvata su smešteni najčešće na svim fasadama tornja zbog efikasnijeg dovlačenja svežeg zraka. Ulazni vazduh dolazi i iz kanatskog tunela, koji prolazi do prostorije kroz vertikalno okno i pritom stvara nizak pritisak (Bernoulijev efekat), i izvlači hladan vazduh iz kanata u prostoriju gde se meša za svežim vazduhom koji dolazi iz vetrohvata. U suvim pustinjskim područjima ovaj sistem može da smanji temperaturu vazduha i preko 15 °C, a jedan kanat može da služi za hlađenje više vetrohvata. Ipak, mešani vazduh je i dalje relativno suv, ali ugodan za boravak. Sistemi hlađenja pomoću kanata i vjetrotornja se pvave u pustinjskim područjima preko 1000 godina.

Skadištenje leda

Već oko400. p. n. e. persijski inženjeri su svladali tehniku čuvanja leda u pustinjama usred ljeta. Led su donosili u velikim količinama tokom zime sa obližnjih planina, a skladištili su ga u posebno projektovane prirodne hladnjače koje se nazivaju jakčal (pers. „spremište leda“). Jakčal se sastoji od velike i debelim zidovima dobro izolovane prostorije koja je pri dnu spojena na kanat, gde je koristila hladan podzemni vazduh za rasladnjivanje tokom velikih vrućina. Zahvaljujući tom sistemu led se topio vrlo sporo, i bio je dostupan tokom cele godine.

Terminologija

Kanat dolazi od persijske reči „kanat“ koja je prihvaćena i na arapskom (kanat), dok na paštunskom jeziku ima oblik „karez“. Kanat se naziva različitim terminima zavisno od područja:

• „Kanat“ - u Iranu i arapskim zemljama
• „Karez“ - u Avganistanu i Pakistanu
• „Ketara“ - u Maroku
• „Galeria“ - u Španiji
• „Faladž“ - u Ujedinjenim Arapskim Emiratima i Omanu
• „Kahn “ - u Beludžistanu (pakistanska pokrajina)
• „Fogara“ ili „Fugara“ - koristi se u severnoj Africi, a termin dolazi od francuskog oblika arapske verzije

Ostali nazivi koji se koriste za kanate u Aziji i severnoj Africi su kakuriz, čin-avulz i majun, dok se na engleskom jeziku u prevodima koriste i termini khanat, kunut, kona, konait, ghanat i ghundat.

Naziv „karez“ se u pojedinim područjima koristi kao uopšteni naziv za kanat, dok se u drugim koristi za funkcionalni tip manjeg kanata.

Korištenje kanata u svetu

Širenje tehnologije kanata širom sveta

Azija

Iran

Glavni članak: Tradicionalni persijski vodovodni sistemi

Iran je domovina kanata; smatra se da su Persijanci gradiki prve kanate 2000 godina pre nego što su Rimljani počeli da grade akvadukte. Navodnjavanje je u Iranu vrlo razvijeno iako ne postoje veći rečni sistemi, pa se ta zemlja nalazi na 5. mestu u svetu, iza Indije, Kine, SAD i Pakistana. Oko 80% navodnjavanih površina u Iranu snabdeva se pomoću kanata, ali njihova upotreba stagnira s obzirom da se sve manje ljudi bavi poljoprivredom. Takođe, izgradnja Kanata se smatra vrlo opasnim poslom kojim se malo ljudi želi da se bavi, a širom zemlje se sve više koriste motorne pumpe koje predstavljaju brži način za crpljenje vode. Najstariji očuvani kanat u Iranu je onaj pored grada Gonabad koji je i danas u upotrebi. Smatra se da je star 2700 godina, a kao vodovod i za navodnjavanje koristi ga oko 40.000 ljudi koji žive u okolini. Najdublje okno duboko je 360 metara, dok je ukupnja dužina kanata 45 km. Područja oko Jazda, Horasana i Kermana poznata su po brojnim sistemima kanata koji se koriste za dovod pitke vode i za navodnjavanje. U tradicionalnoj iranskoj arhitekturi, kariz je manji kanat, koji se najčešće koristi u gradskom području. Karizima se nazivaju i sporedni kanati koji snabdevaju glavni kanat koji vodi do konačnog odredišta. Osim po izumu kanata, Iranci su poznati i po izumima antičkih vodospremnika (Ab Anbar) i prvih hladnjača u istoriji (Jakčal).

Avganistan

Kanati ili karizi se u Avganistanu koriste stotinama godina, a najviše ih možemo pronaći u južnim provincijama oko Kandahara, Uruzgana, Nimroza i Hilmanda. Brojni ratovi u zadnjih tridesetak godina su rezultovali unišenjem velikog broja tih antičkih struktura, budući da je u ratno doba teško održavati takve složene sisteme. Probleme su stvorili i skupa radna snaga kojoj se više ne isplati da održava kanate, i nedostatak stručnog kadra za gradnju istih. Danas mnoge avganistanske porodice napuštaju sisteme kanata kojima su se služile vekovima, i koriste moderne cevi i bunare uz upotrebu dizel pumpi. Ipak, avganistanska vlada je svesna važnosti kanata za poljoprivredu zemlje kao i kulturne baštine, pa pokušava da ih popravi, rekonstruiše i održava. Ministarstvo za ruralni razvoj kao i međunarodne nevladine organizacije ulažu napore za njihovo očuvanje podsticanjem razvojnih programa i donacijama. Godine 2009. su funkcionisali mnogi kanati širom zemlje. Američke snage izvestile su da su nenamerno uništile ili oštetile neke kanate tokom proširivanja američke vojne baze, što prouzrokovalo sukob između okupacionih snaga i lokalne zajednice.

Pakistan

U Pakistanu se kanati (karez) mogu pronaći uglavnom na severozapadu pokrajine Baludžistan, koja se graniči sa Avganistanom i Iranom. Najviše Kanata se nalazi na potezu od kotara Čaghai do Zhob, dok se ostatak nalazi u okruzima Kila Abdulah i Pišin. Smatra se da je većina navedenih kanata izgrađena u islamsko doba.

Indija

U indijskoj saveznoj državi Karnataka sistem Kanata se naziva suranga, a koristi se za navodnjavanje podzemnih vodospremnika. Ipak, u današnje se vreme retko koriste.

Kina

Maketa sistema kanata u Muzeju vode u Turfanu (Kina)

Oaza Turfan u pustinjama severozapadne Kine sadrži brojne kanate koje lokalno stanovništvo zove karez. Grad Turfan je dugo vremena bio središte plodne oaze i važan trgovački centar na severnom delu Puta svile, koji je prolazio uz kraljevstva Korla i Karašahr na jugozapadu. Kanati u Kini datiraju iz doba dinastije Han. U gradu Turfan se nalazi Muzej vode, koji je zbog svog ogromnog značaja za region državnim propisima zaštićen kao kineska istorijska baština. Broj kanata u regionu se procijenjuje na oko 1000, čija je ukupna dužina gotovo 5.000 km.

Sirija

Kanati se mogu pronaći širom Sirije, jer su građeni od Persijskog i Rimskog carstva do islamskog doba. Međutim, postavljanje vodovodnih pumpi širom zemlje je smanjilo upotrebu kanata, koji su danas u većini slučajeva uglavnom suvi i napušteni.

Arapsko poluostrvo

Ujedinjeni Arapski Emirati

Tehnologija kanata se u Ujedinjenim Arapskim Emiratima posebno koristi na području oaza grada El Aina, a služi uglavnom za navodnjavanje vrtova i zasada palmi. Lokalno stanovništvo kanate naziva faladž.

Oman

Pojas oaza koje snabdeva složeni sistem kanata (faladž) proteže se oko deset kilometara na ravnici Omana. Glavni grad zemlje bio je Nizva koji je izgrađen oko tog plodnog područja. U julu 2006, pet primeraka Kanata je uvršteno na popis Unesko-ve Svetske baštine.

Afrika

Egipat

Postoje četiri glavne oaze u pustinjama Egipta. Oaza Karga je dobro proučavana, pa se zna da su krajem 5. veka p. n. e. korišćenii kanati za snabdevanje. Kanati su kopani kroz vodonosni peščar, a na određenim razmacima su se nalazili mali cezervoari. Širina im je oko 60 cm, ali se visina kreće od 5 do 9 metara. Čini se da su kanati bili toliko duboki zbog poboljšavanja protoka vode u sušno doba (kao što je slučaj u Iranu). Odatle se voda koristila za navodnjavanje polja. Postoji još jedna poučna struktura smeštena u oazi Kharga, a to je dodavanje pomoćnih okna na postojeća zbog prikupljanja dodatne vode. Takođe, na mestima gde je voda iz stena curela u kanat izgrađeni su mali rezervoari koji se nadovezuju na glavni tunel.

Libija

Izlazni čvor kanata u Libiji

Prema tvrdnjama Dejvida Matingleja, fogara (kanati) se protežu stotinama kilometara na području Garmantes pored Jarme u Libiji. Kanali su uglavnom vrlo uski, manje od 60 cm širine odnosno 150 cm visine, ali je većina njih dugačka po nekoliko kilometara, što ukupan broj od 600 kanata čini dugačkim na stotine kilometara. Kanale sa površinom povezuju brojna vertikalna okna koja se nalaze na svakih desetak metara, a njihov ukupni broj je oko 100.000. Prosečna dubina im je 10 m, ali ponekad ide i do 40 m.

Tunis

Sistem fogara u Tunisu koji korićen za stvaranje oaza vrlo je sličan iranskim kanatima. Foggare su kopane u podnožjima strmih planina poput venca Atlas. Padavine u planinskim područjima pune vodospremnike kanata i opskrbljuju vodom suva saharska područja na jugu. Kanati su obično dužine od 1 do 3 km, a neretko se sastoje od velikih vodospremnika. Porodice koje koriste kanate navodnjavaju svoja polja od po preko deset metara širine, dok dužina zavisi od kapaciteta kanata i isparavanja na površini.

Alžir

Merenje količine vode pomoću malih brana na kanatu (foggara) u Alžiru

Kanati ili foggaras u Alžiru se koriste za navodnjavanje velikih oaza kao što je Gourara. Kanati se takođe mogu naći i u regiji Touat (područje Adrara 20 km od Gourare). Ukupna dužina alžirskih kanata procijenjuje se na nekoliko hiljada kilometara. Iako neki izvori tvrde kako su kanati na području Alžira korišćeni još oko 200. godine n.e., pouzdani izvori navode 11. vek odnosno islamsko doba kao početak širenja tehnologije kanata. Količina vode u kanatima merila se sistemom malih kaskadnih brana. Vlažnost u oazama takođe se koristila za snabdevanje kanata; temperaturni gradijent u vertikalnim oknima uzrokuje provjetravanje. Vlažan vazduh sa poljoprivrednih površina kretao bi se u suprotnom smerou od toka vode, pri čemu bi se stvarala kondenzacija vodene pare, odnosno voda za ponovnu upotrebu.

Maroko

Brežuljkasti iskopani nasipi oko kanatskih vertikalnih okna u Maroku

Okno marokanskog kanata

Na jugu Maroka takođe se grade kanati, za koje je u upotrebi lokalni naziv „ketara“. Na obodima pustinje Sahare se nalaze izolovane oaze u dolini reke Dra i Tafilalt, koje zavise od navodnjavanja pomoću kanata koje se vrši od kraja 14. veka. Na ravnicama Marakeš i Haouz kanati su napušteni sobzirom da su presušili ranih 1970-ih, dok se u području Tafilalt i danas koristi polovina od 400 kanata. Stručnjaci tvrde da je izgradnja brane Hasan Adakil presudno uticala na gubitak polovine kanata u regionu. Gradnja kanata tradicija je Berbera koji žive na jugu zemlje, i koji dan danas održavaju kanate u Maroku. Njihov posao smatra se izuzetno opasnim.

Evropa

Španija

I danas još uvek postoje mnogi grimeri galeria odnosno sistema kanata u Španiji, uglavnom u južnim područjima Pirinejskog poluostrva u kojima su vladali Mavari. Opština Turilas u Andaluziji na obroncima Siera de Alhamile poseduje brojne ostatke sistema kanata. Granada je također područje s opsežnim kanatnim sistemom.

Italija

Klaudijev tunel za odvodnjavanje nekadašnjeg jezera Fucine je izgrađen tehnologijom kanata. Tunel je dugačak 5.653 metara, sa vertikalnim oknima od 122 m. Mnogi drugi kanati su građeni širom Rimskog carstva, uključujući i akvadukt Gadara u severnom Jordanu iz 2. veka, koji je sa 94 km dužine verovatno najduži kanat koji je ikada izgrađen. Kanat Gadara je ostao u upotrebi sve do islamskog osvajanja u 7. veku. Celi antički grad Palermo na Siciliji izgrađen je preko velikih sistema kanata koji su izgrađeni tokom arapskog perioda (827—1072). Mnogi od tih kanata su istraženi i zabeženi na kartama, dok se neki mogu i posetiti. Zanimljiva građevina u gradu je prostorija Scirocco koja koristi tradicionalni iranski sistem za hlađenje vazduha uz pomoć vode iz kanata, odnosno vetrohvata koji ima svrhu dovoda vazduha u prostoriju.

Luksemburg

Kanat Raschpëtzer pokraj grada Helmsange u Luksemburgu smatra se odlično očuvanim primerom rimskog kanata. To je verovatno najveći sistem takve vrste severno od Alpa. Do danas je istraženo oko 330 od 600 m kanatskog tunela, a otkriveno je 13 od 20-25 vertikalnih okana. Smatra se da je kanat služio za vodo-snabdevanje velikih rimskih vila u dolini reke Alzete. Izgrađen je u galsko-rimskom periodu, najverovatnije oko 150. godine, a korišćen je narednih 120 godina.

Jermenija

Kanati u Jermeniji su očuvani pored sela Švanidzor, u južnoj pokrajini Sjunik na granici s Iranom. Jermeni kanate nazivaju kahrezes, a u okolini Shvanidzora pronađeno je pet kanata. Četiri kanata izgrađena su od 12. do 14. veka, pre nego što je selo osnovano. Peti kanat sagrađen je 2005. godine. Danas voda teče kanatima označenim I, II i V, dok su kanati III i IV u lošem stanju. Tokom jula i avgusta količina vode u kanatima dosegne svoj minimum, što uzrokuje kritičnu situaciju za dovod vode u okolini. Ipak, kanati su i dalje glavni izvor za navodnjavanje za lokalnu zajednicu.

Amerika

Oko 1520. godine Španci su preneli gradnju kanata u Meksiko. U Americi se kanati danas mogu pronaći u regiji Atakama u Peruu, odnosno u čileanskim pokrajinama Nazka i Pika.

Spoljašnje veze

• Kanat - opis i ilustracije (WaterHistory.org)
• Karezi (kanati) u Turpanu (pokrajina Ksinjiang, Kina)
• Kanati u Avganistanu
• Kanati (Farzad Kohandel)
• Britannica enciklopedija: Kanati
• Kanati (Livius.org) Arhivirano na sajtu Wayback Machine (26. oktobar 2008)
• Libijski kanati (francuski) Arhivirano na sajtu Wayback Machine (25. maj 2016)
• Umetnost i nauka o vodi (Saudi Aramco)
• Turpan, Kina
• Karlo Trabia: „Kanati na Siciliji“