Kanat (Qanat) teknolojisi

 (en.wikipedia.org)
1 puan yazan GN⁺ 2023-11-12 | 1 yorum | WhatsApp'ta paylaş
  • Kanat (Qanat), yaklaşık 3.000 yıl önce antik İran’da gelişmiş, yer altı kanallarına dayalı bir su tedarik sistemidir; kurak bölgelerdeki yerleşimlerin akiferlerden ve kuyulardan gelen suyu uzun mesafelere taşıyarak ayakta kalmasını sağladı
  • Temel yapı, hafif eğimli yer altı tüneli ile kuyu biçimli dikey şaftlardan oluşur; su pompa olmadan yerçekimiyle akar, şaftlar ise inşaat, havalandırma ve bakım için kullanılır
  • Sıcak, kurak ve yarı kurak bölgelerde yer altından taşıma buharlaşma kayıplarını azaltır; sel, deprem ve savaş sırasında oluşan yıkıma karşı da görece dayanıklı olduğundan istikrarlı su tedariki için avantajlıdır
  • İran, Afganistan, Çin’in Xinjiang bölgesindeki Turpan, Umman ve Pakistan gibi yerlerde büyük ölçekli mevcut sistemler vardır; benzer sistemler Roma İmparatorluğu’na, Müslüman yönetimindeki İspanya’ya ve Amerika’nın bazı bölgelerine de yayılmıştır
  • Kanatlar sulama, içme suyu ve hayvan sulamanın yanı sıra su değirmenleri, rüzgâr kuleleriyle soğutma ve yakhchal’larda buz depolama için de kullanıldı; bugün de bazı bölgelerde yerleşimlerin ve tarımın sürdürülmesiyle doğrudan bağlantılıdır

Kanatın temel kavramı ve dağılımı

  • Kanat (Qanat) veya kariz (kārīz), antik İran’da geliştirilmiş bir su tedarik sistemidir; akiferlerden ya da kuyulardan gelen suyu yer altı kanallarıyla yüzeye taşır
  • Yaklaşık 3.000 yıl önce ortaya çıkmıştır; Asya ve Kuzey Afrika’nın birçok bölgesinde işlevi neredeyse aynı olsa da adları bölgeye göre değişir
    • Afghanistan·Pakistan: kārēz
    • Algeria: foggāra
    • Atlas Mountains: khettāra
    • Oman·United Arab Emirates: daoudi-type falaj
    • Saudi Arabia: ʿuyūn
  • İran’ın yanı sıra Afghanistan, China Xinjiang’daki Turpan water system, Oman ve Pakistan’da büyük ölçekli, hâlen varlığını sürdüren ve işletilen kanatlar bulunur
  • Kanat tipi sistemler Roman Empire döneminde Avrupa’nın bazı bölgelerine sokuldu; daha sonra Muslim-ruled Spain’de daha büyük ölçekte uygulandı
  • Amerika’nın bazı bölgelerine Spanish America üzerinden getirildi; ancak bazı arkeologlar benzer sistemlerin pre-Columbian era’da zaten geliştirilmiş ve kullanılmış olabileceğini düşünüyor

Çalışma prensibi: yer altı kanalı, dikey şaftlar ve yerçekimi

  • Tipik bir kanat, hafif eğimli bir tünel ile yüzeyden görülebilen kuyu biçimli dikey şaftlar dizisinden oluşur
  • Su genellikle dağ eteğinin altındaki akiferden başlar ve daha alçaktaki hedefe yerçekimiyle aktığı için pompalama gerekmez
  • Dikey şaftlar yer altı kanalının inşası, kazı toprağının çıkarılması, havalandırma, denetim ve onarım için kullanılır; su genellikle daylight point olarak adlandırılan yüzeye çıkış noktasından sonra kullanılır
  • Kanatlar çoğunlukla, yeraltı su seviyesinin yüzeye yakın olduğu dağ etekleri gibi yerlerden başlar; arazi eğimiyle tünel eğiminin kesiştiği daha alçak noktada su yüzeye çıkar
  • Bazı kanatlar kariz denen daha küçük yer altı dağıtım kanalı ağlarına ayrılır; kirliliği ve buharlaşmayı azaltmak için bu dağıtım kanalları da yer altında konumlandırılabilir
  • Gece akan suyun gündüz kullanılabilmesi için rezervuarlarda depolandığı durumlar vardır; geleneksel Pers ab anbar yapıları, kanat suyunu alan içme suyu rezervuarlarına örnektir

Kurak bölgelerde avantajlar ve sınırlamalar

  • Kanat, suyu yer altından taşıyarak sıcak ve kurak bölgelerde buharlaşma kayıplarını büyük ölçüde azaltır
  • Sel ve deprem gibi doğal afetlere ve savaş sırasında yıkım gibi insan kaynaklı afetlere karşı görece dayanıklıdır
  • Yağış miktarındaki değişimlere büyük ölçüde duyarsızdır; bu yüzden ıslak ve kurak yıllar arasında debi değişimi kademeli biçimde görülür
  • Yalnızca yerçekimiyle çalıştığı için işletme ve bakım maliyetleri düşüktür; dağlık platolardaki tatlı suyu tuzluluğu daha yüksek alçak bölgelere taşıyarak toprak tuzluluğu ve çölleşmenin önlenmesine yardımcı olur
  • Bir kanatın değeri, yerleşim bölgesindeki yeraltı suyunun kalitesine, miktarına ve düzenliliğine doğrudan bağlıdır
  • Kudüs çevresindeki dağlık bölgelerin spring-flow tunnel yapılarından ayrılır
    • Kanat, bir kuyuyu yapay pınara dönüştüren yapıdan yola çıkar
    • spring-flow tunnel ise doğal bir pınarın akışını güçlendiren veya geri kazandıran yapıdır
    • Kanat inşası için zorunlu olan dikey şaftlar, spring-flow tunnel için zorunlu unsur değildir

Yerleşimlere ve kent dokusuna etkisi

  • İran’da ve kanat kullanılan bölgelerde tipik kent ve köylerde birden fazla kanat bulunabilir
  • Tarlalar ve bahçeler, hem kanat yüzeye çıkmadan önceki yer altı kesiminin üstünde hem de çıkışın aşağısında konumlandırılır
  • Kanat suyu kentin sosyal bölgelerini ve kent planını şekillendirir
    • Su, yukarı kesimlerde daha taze, temiz ve soğuktur
    • Daha varlıklı kişiler çıkış noktasında veya çıkışın hemen yukarısında yaşama eğilimindedir
    • Su hâlâ yer altındayken kuyularla ya da hayvan gücüyle çalışan Persian well ile yüzeye çıkarılır
  • Çıkışın aşağısında su, jub adı verilen yüzey kanalları boyunca akar; yan kollar suyu mahallelere, bahçelere ve tarlalara taşır
  • Sokaklar da genellikle jub ve kollarına paralel yerleştirilir; böylece kent ve köyler arazi eğimine uyumlu biçimde hizalanır
  • Aşağı kesimler hem konut hem tarım açısından daha az tercih edilir
    • Su aşağı doğru ilerledikçe giderek kirlenir
    • Kurak yıllarda debi azalmasının aşağı kesimlerde daha belirgin olma olasılığı yüksektir
  • Kanatın hava akışı, eski ev ve binaların yer altındaki yaz odası olan shabestan bölümünü soğutmak için de kullanılır

İnşa yöntemi ve teknik zorluklar

  • Geleneksel olarak kanatlar, muqannīs adı verilen uzman işçi grupları tarafından elle inşa edilirdi
  • İlk adım uygun su kaynağını belirlemektir
    • Aramaya dağ ya da dağ eteği ile alüvyal yelpazenin buluştuğu noktadan başlanır
    • Derin köklü bitki örtüsü veya mevsimsel sızıntı gibi yeraltı suyu işaretleri aranır
    • Yeraltı su seviyesinin derinliğini ve yeterli debiyi doğrulamak için deneme kuyusu kazılır
  • Ekipman görece basittir
    • Deri torba gibi kazı toprağı taşıma kapları
    • Halat ve makara
    • Kazma ve kürek
    • Aydınlatma
    • Su terazisi veya çekül ve ip
    • Zemin türüne bağlı olarak pişmiş kil halkalar gibi kaplama elemanları
  • Yöntem basit görünse de yer altı jeolojisini anlamayı ve mühendislik hassasiyetini gerektirir
    • Eğim çok düşük olursa su akmaz
    • Eğim çok yüksek olursa erozyon şiddetlenir ve kanat çökebilir
    • Zemin yanlış okunursa çökme meydana gelebilir; en kötü durumda işçiler hayatını kaybedebilir
  • Genellikle kazıya suyun ulaştırılacağı hedef tarafından başlanır ve su kaynağı yönünde ilerlenir
  • Dikey şaft aralığı genellikle 20–35 m’dir; kanat ne kadar sığsa şaft aralığı o kadar yakın olur
  • İran’daki kanatların çoğu 5 km’den kısadır; ancak Kerman yakınlarında yaklaşık 70 km uzunluğunda ölçülmüş bir örnek de vardır
  • Dikey şaft derinliği genellikle 20–200 m’dir; Khorasan bölgesinde 275 m derinliğe kadar şaft kayıtları vardır
  • Derin ve uzun kanatların inşası yıllar, hatta on yıllar sürebilir

Bakım ve restorasyon

  • Dikey şaftlar, rüzgârla taşınan kum girişini azaltmak için kapatılabilir
  • Kanat kanalları erozyon, çökme ve kum-çamur birikimi açısından düzenli olarak denetlenmeli, temizlenmeli ve onarılmalıdır
  • İçeri girmeden önce işçi güvenliği için hava akışı sağlanmalıdır
  • Bazı hasarlı kanatlar restore edilmiştir
  • Syria’daki bir restorasyon örneğinde, 2001’deki ulusal liste temel alınarak üç yer seçildi; bunlardan Dmeir’deki Drasiah qanat 2002’de tamamlandı
  • Sürdürülebilir restorasyon için teknik unsurların yanı sıra çeşitli teknik olmayan unsurlar da gerekir
    • İstikrarlı yeraltı suyu akışı
    • Topluluk dayanışması
    • Kullanıcı topluluğun katkı verme isteği
    • İşleyen bir su hakları sistemi

Başlıca kullanım alanları: sulama, içme suyu, soğutma, buz depolama

  • Kanatın birincil kullanımı sulama, hayvan sulama ve içme suyu tedarikidir
  • Bazı kanat sistemlerinde su değirmenleri kullanıldı; su akışı yavaş olduğu için kurulum yerinin dikkatle seçilmesi gerekiyordu
  • Kanat, wind tower ile birlikte soğutma için de kullanılır
    • Rüzgâr kulesi, evin üzerine yerleştirilen baca benzeri bir yapıdır
    • Rüzgârın ters tarafındaki açıklık açılarak ev içindeki havanın dışarı hareket etmesi sağlanır
    • Evin altındaki kanattan gelen hava, soğuk tünel duvarlarına ve suya temas eder; buharlaşmanın gizli ısısıyla soğur
    • Kurak çöl ikliminde kanattan gelen havanın sıcaklığı 15°C’den fazla düşebilir
    • Rüzgâr kulesi ve kanatla soğutma, çöl iklimlerinde 1.000 yıldan uzun süredir kullanılmaktadır
  • Pers mühendisler, yaklaşık MÖ 400 civarında çölün yaz ortasında bile buz depolama teknolojisini edinmişti
  • yakhchal, kanat ve rüzgâr kulelerinden yararlanan doğal soğutmalı bir depolama tesisidir
    • Kışın kanat suyu, daha hızlı donması için duvarın kuzeyindeki gölgeye akıtılır
    • Buz, kalın yalıtımlı duvarlara sahip yer altı mekânında depolanır
    • Yazın da düşük sıcaklığı korumak için kanattan yükselen soğuk yer altı havası kullanılır

Bölgesel örnekler ve güncel durum

  • Iran

      1. yüzyıl ortasında yaklaşık 50.000 kanat kullanımdaydı; 2015’te ise yalnızca 37.000 kanat kullanımda kaldı
    • Gonabad’ın eski ve büyük kanatı, 2.700 yıl sonra bile yaklaşık 40.000 kişiye içme suyu ve tarımsal su sağlar
    • Bu kanatın ana kuyusunun derinliği 360 m’den fazla, uzunluğu ise 45 km’dir
    • 2016’da UNESCO, Persian Qanat’ı World Heritage Site olarak listeledi ve 11 kanatı kapsama aldı

  • China Xinjiang Turpan

    • Turpan vahası, yerelde karez denilen kanat suyunu kullanır
    • Bölgede neredeyse 1.000 karez sistemi vardır; kanalların toplam uzunluğu yaklaşık 5.000 km’dir
    • Turfan Water Museum, Turpan karez sisteminin tarihsel önemi nedeniyle Çin’de koruma altındaki bir alandır

  • Afghanistan

    • Kanat, Dari ve Pashto’da kariz olarak adlandırılır ve pre-Islamic period’dan beri kullanılır
      1. yüzyılda 9.370’ten fazla kariz’in kullanıldığı tahmin edilir
    • Wardak province’daki işlevini sürdüren en eski kariz’lerden biri 300 yıldan eskidir, 8 km uzunluğundadır ve yaklaşık 3.000 kişiye su sağlar
    • Soviet–Afghan War ve War in Afghanistan sırasında birçok yapı yıkıldı

  • Oman

    • Umman’ın Iron Age sulama sistemi falaj, çoğulu aflaj olarak adlandırılır
    • Üç türden daoudi, hafif eğimli yer altı tüneli ve dikey şaftlara sahip kanat tipi bir sistemdir
    • UNESCO’ya göre Umman’da yaklaşık 3.000 aflaj hâlâ kullanılmaktadır
    • Temmuz 2006’da beş temsilî örnek World Heritage Site olarak listeye alındı

  • Iraq Kurdistan

    • 2009’da UNESCO için Oklahoma State University tarafından yapılan araştırmada, 683 karez’den 2004’te yaklaşık 380’inin aktif olduğu, 2009’da ise yalnızca 116’sının aktif kaldığı belirlendi
    • Azalmanın nedenleri olarak 2004 öncesi bakımsızlık ve neglect, wells üzerinden aşırı su çekimi ve 2005 sonrası kuraklık gösterildi
    • 2005’ten sonra su kıtlığı nedeniyle geçimini karez’e bağlı sürdüren 100.000’den fazla kişinin evini terk ettiği aktarılıyor

  • India

    • karez sistemleri Bidar, Bijapur, Burhanpur ve Aurangabad’da bulunur
    • Bidar’daki Naubad Karez’de 2015’te tortu temizliği ve kazı yapıldı; bağlantılı 27 dikey şaft ortaya çıkarıldı
    • Restorasyon, su sıkıntısı yaşayan Bidar kentini etkiledi ve yakınlardaki kuyuların yeniden beslenmesini sağladı

  • Europe and Americas

    • Roman Empire dönemindeki kuzey Jordan Gadara Aqueduct, 94 km uzunluğuyla inşa edilmiş kesintisiz kanatların en uzunu olmuş olabilir
    • Spain’de Moorish rule sırasında geldiği düşünülen çok sayıda galería veya qanat sistemi örneği kalmıştır
    • Peru’nun Nazca Province bölgesi ve northern Chile’de puquios veya filtration galleries bulunur; Nazca puquios’un kökeni ve tarihlenmesi tartışmalıdır
    • Mexico’ya kanat 1520 CE’de İspanyollar tarafından getirildi

Hukuk, su hakları ve kültürel simgeler

  • Achaemenid döneminde, bir kişinin kanat inşa ederek ya da terk edilmiş bir kanatı onararak yeraltı suyunu yüzeye çıkarması ve toprağı işlemesi durumunda, o kişinin ve en fazla 5 kuşağa kadar torunlarının devlete ödeyeceği vergiden muaf tutulduğu aktarılır
  • Islamic period’da da atıl araziye su getirip işleyen kişilere vergi muafiyeti sağlama ve ekili arazi hakkını tanıma politikası sürdü
  • 830 CE Forghaneh depreminden sonra Nishapur halkı arasındaki kanat anlaşmazlıklarını çözmek için Abdallah ibn Tahir’in Khorasan ve Iraq din adamlarını bir araya getirerek Alghani adlı kanat hukuku kitabını derlettirdiği kaydedilir
  • Al-Karaji, 1010’da Extraction of Hidden Waters’ı yazarak kanat inşası ve onarımı, yeraltı suyu arama, yatay ölçüm gibi teknik konuları ele aldı
  • Gonabad ve Zibad kanatlarında su dağıtım süresini hesaplamak için water clock kullanıldı; Qanats of Gonabad’da su saati kullanımı 500 BCE’ye kadar uzanır
  • İran’ın eski geleneklerinde, dul bir kadın ile kanat arasında sembolik bir düğün yapılması âdeti vardı; bunun su akışının sürmesine yardımcı olduğuna inanılırdı

İlgili okumalar

1 yorum

 
GN⁺ 2023-11-12
Hacker News yorumları

  • Antik Perslere ait ilgili bir teknoloji olarak yakhchāl(https://en.wikipedia.org/wiki/Yakhch%C4%81l) da var. Bir tür buz deposu olarak da bilinir.
    Bugün bile Farsçada buzdolabı için aynı kelime kullanılıyor.

    • İngilizcede de aynı kelimenin yarısı hâlâ kullanılıyor sayılır. 'yakh' ve 'ice' eş kökenli kelimelerdir.
      https://en.wiktionary.org/wiki/%DB%8C%D8%AE
    • Burada da tesadüfen görmüştüm.
      https://en.m.wikipedia.org/wiki/K%C3%B6ppen_climate_classifi...
      Yukarıdaki yazıda iklimi açıklamak için kullanılıyor.
    • Bununla bağlantılı olarak, 20. yüzyılın başlarında buzdolabına icebox denmesi de yaygındı. Ev tipi soğutma makineleri çıkmadan önce, yalıtımlı bir kutunun içine buz konularak kullanılırdı.
    • Yazd'da bu tesislerden birkaçını ziyaret ettim; gerçekten ilginç bir teknolojiydi. Şehrin kendisi de öyleydi.
    • Biraz konu dışı ama kişisel olarak takıldığım nokta şu: İngilizcede Perslerin konuştuğu dile neden sadece Persian denmiyor da özellikle Farsi deniyor?
      Bu, İngilizcede Spanish'e birden Español, Swedish'e Svenska demek kadar tuhaf. Farsi'nin bir iç ad olduğunu ve İngilizcede zaten yerleşmiş olan Persian adının yerine geçen yeni bir kullanım olduğunu bilmeyen çok kişiyle karşılaştım.

  • Wiki'nin ilk paragrafını okuyunca bunun nasıl çalıştığını anlamayan tek kişi ben miyim merak ediyorum. Aklıma hemen gelen soru, “yeraltı kanalındaki” suyun “yüzeye” nasıl çıkarıldığıydı.
    Biraz daha araştırınca kuyunun dağın daha yüksek bir yerinde olduğunu, yeraltı kanalının dağdan aşağı inip dağın yamacından dışarı çıktığını gördüm. Yazının ilk paragrafı bunu net göstermiyor. Bence “dağın içindeki yeraltı kanalı, dağ suyunu dağın kenarına yönlendirip dışarı çıkarır” diye açıklamak daha iyi olurdu.

    • Ben de yüksek bölgelerdeki yeraltı su seviyesinin yakındaki daha alçak bölgelerin yüzey seviyesinden yukarıda olabileceğini bilmediğim için aynı kafa karışıklığını yaşadım. İlk okuduğumda kanatın basamaklı kuyunun bir türü olduğunu sanmıştım.
      [0] https://en.wikipedia.org/wiki/Stepwell
    • Ben de tamamen aynı şeyi merak ettim ve “yazarın bunu ilk paragrafta netleştirmesi gerektiğini düşünmemiş olmasına inanmak zor” diye hissettim.
      Çok araştırmaya gerek kalmadı; yazının ilerleyen kısmındaki görsel hemen anlamamı sağladı: [https://en.wikipedia.org/wiki/Qanat#/media/File:Qanat_cross_...](https://en.wikipedia.org/wiki/Qanat#/media/File:Qanat_cross_section.svg)
      Aslında Vikipedi okurken sıkça yaşadığım bir şey: İlk paragraf konuyu net biçimde çerçevelemiyor ve geriye hep çok soru kalıyor.

  • Eupalinos Tüneli de ilginç bir referans örneği. MÖ 550'den önce Samos Adası'nda bir dağı delerek yapılmış bir sulama tüneliydi; iki taraftan kazmaya başlamışlar ve ortada yalnızca 60 cm farkla buluşmuşlardı.
    Pythagoras o sırada hâlâ çocuktu ama bundan etkilenmiş olabileceğini hayal etmek hoşuma gidiyor.

  • Kanat yakında tarihe karışacak gibi görünüyor. İran da ABD'nin batısı gibi kullanılabilir su kaynaklarını aşırı tüketti ve artık geriye çok az su kaldı.
    https://en.m.wikipedia.org/wiki/Water_scarcity_in_Iran

    • Kanat sistemi, yüzyıllar önce Moğollar İran'ı işgal ettiğinde fiilen yok edildi. Bu da İran'ın çölleşmesine ve genel gerilemesine katkıda bulundu.

  • Bir ölçüde ilgili harika bir video: https://youtu.be/twAP3buj9Og?si=muhCC08RsFzofObB

    • Bu video yeniden dolaşıma girmiş gibi. Birkaç gün önce öneri algoritması bana da göstermişti.

  • Wiki yazısında bu bölüm iki kez geçiyor ama neden böyle olduğu yeterince açıklanmamış görünüyor.

    The system has the advantage of being resistant to natural disasters, such as earthquakes and floods, and to deliberate destruction in war.
    Yeraltı tüneliyse depremde kayıp hizası bozulabilir ya da tıkanıp kullanılamaz hâle gelebilir gibi geliyor. Savaş sırasında da kuyulardan birine pislik dökerek su teminini bozmak mümkün olabilir; ne tür bir koruma mekanizması olduğunu merak ediyorum.

    • Elbette bunun o dönemin diğer su taşıma yöntemleriyle karşılaştırmalı olarak söylendiği kastediliyordur. Örneğin açıkta akan nehirler belirli durumlarda daha savunmasız olabilir.
      Güçlü bir deprem nehirlerin akışını da etkileyebilir. Yine de kanat/karizlerin deprem ya da afet dayanıklılığıyla özellikle ünlü olmadığı konusunda katılıyorum.
    • Şiddetle sallanan zemin ya da çatlayan duvarlar içinde hareket etmeye, uzamaya ve kısalmaya neredeyse hiç izin vermeyen su boruları, en azından bazı durumlarda bu tür toprak tünellerden daha az sağlam görünüyor.
    • Bunun önemli bir kısmı kulaktan dolma ya da abartı olabilir.

  • Asianometry'nin İran'daki su sorunu videosu da kanat konusunu ele alıyor: https://youtu.be/watch?v=aaEhNTpvEN8

  • Qanat, Arapçada “kanal” anlamına gelen bir kelime; ancak daha geleneksel bir anlamı var ve su kaynağından tarım arazilerine kadar uzun mesafe boyunca sulama suyu taşıyan bir tesis anlamına geliyor.

    • Ek olarak, Qanat'ın Farsçadaki özgün adı Karizdir.

  • Tesadüfen, yakın zamanda Asianometry'nin İran su krizi videosunda görmüştüm.
    [0] https://www.youtube.com/watch?v=aaEhNTpvEN8

  • Dune romanında da başka Arapça/Farsça kelimelerle birlikte geçiyor.

    • Children of Dune'u neredeyse bitirene kadar qanatın ne olduğunu araştırmamıştım. Sonrasında Scrabble'da kullanmak için özellikle aklımda tuttum ama 20 yılı aşkın süredir hâlâ kullanma fırsatım olmadı. Artık Scrabble da pek oynamıyorum zaten.