Teknologi Qanat
(en.wikipedia.org)- Qanat adalah sistem pasokan air berbasis saluran bawah tanah yang berkembang di Iran kuno sekitar 3.000 tahun lalu, memungkinkan permukiman di wilayah kering bertahan dengan menarik air dari akuifer dan sumur ke jarak jauh
- Struktur intinya adalah terowongan bawah tanah yang landai dan poros vertikal berbentuk sumur; air mengalir dengan gravitasi tanpa pompa, sementara poros digunakan untuk konstruksi, ventilasi, dan pemeliharaan
- Di wilayah panas yang kering dan semikering, pengangkutan bawah tanah mengurangi kehilangan akibat penguapan, serta relatif tahan terhadap kerusakan akibat banjir, gempa bumi, dan perang, sehingga menguntungkan untuk pasokan air yang stabil
- Sistem besar yang masih ada terdapat di Iran, Afghanistan, Turpan di Xinjiang, Tiongkok, Oman, Pakistan, dan lain-lain; sistem serupa juga menyebar ke Kekaisaran Romawi, Spanyol di bawah kekuasaan Muslim, serta sebagian wilayah Amerika
- Qanat digunakan bukan hanya untuk irigasi, air minum, dan air ternak, tetapi juga untuk kincir air, pendinginan dengan menara angin, serta penyimpanan es di yakhchal; hingga kini masih terkait langsung dengan keberlangsungan permukiman dan pertanian di beberapa wilayah
Konsep dasar dan persebaran qanat
- Qanat atau kārīz adalah sistem pasokan air yang dikembangkan di Iran kuno, yang mengangkut air dari akuifer atau sumur ke permukaan melalui saluran air bawah tanah
- Berasal sekitar 3.000 tahun lalu, dan di berbagai wilayah Asia serta Afrika Utara fungsinya hampir sama, tetapi namanya berbeda menurut wilayah
- Afghanistan·Pakistan: kārēz
- Algeria: foggāra
- Pegunungan Atlas: khettāra
- Oman·Uni Emirat Arab: daoudi-type falaj
- Arab Saudi: ʿuyūn
- Selain Iran, qanat berskala besar yang masih ada dan beroperasi terdapat di Afghanistan, Turpan water system di Xinjiang, Tiongkok, Oman, dan Pakistan
- Sistem bergaya qanat diperkenalkan ke sebagian Eropa di bawah Kekaisaran Romawi, lalu kemudian diterapkan dalam skala lebih besar di Spanyol yang dikuasai Muslim
- Di sebagian wilayah Amerika, sistem ini diperkenalkan melalui Amerika Spanyol, tetapi sebagian arkeolog melihat kemungkinan bahwa sistem serupa sudah dikembangkan dan digunakan pada era pra-Kolumbus
Cara kerja: saluran bawah tanah, poros vertikal, dan gravitasi
- Qanat tipikal terdiri dari rangkaian terowongan yang landai dan poros vertikal berbentuk sumur yang terlihat dari permukaan
- Air biasanya berawal dari akuifer di bawah kaki gunung lalu mengalir dengan gravitasi ke tujuan yang lebih rendah, sehingga tidak memerlukan pemompaan
- Poros vertikal digunakan untuk membangun saluran bawah tanah, mengeluarkan tanah galian, ventilasi, inspeksi, dan perbaikan; air biasanya mulai digunakan setelah daylight point, yaitu titik tempat air muncul ke permukaan
- Qanat umumnya dimulai di tempat muka air tanah dekat dengan permukaan, seperti kaki gunung, lalu air muncul ke permukaan di titik rendah tempat kemiringan medan bertemu dengan kemiringan terowongan
- Sebagian qanat bercabang menjadi jaringan saluran distribusi bawah tanah yang lebih kecil, yang disebut kariz; untuk mengurangi kontaminasi dan penguapan, saluran distribusi ini juga dapat diletakkan di bawah tanah
- Ada kalanya air yang mengalir pada malam hari disimpan di waduk untuk digunakan pada siang hari, dan ab anbar tradisional Persia adalah contoh waduk air minum yang menerima air qanat
Keunggulan dan keterbatasan di wilayah kering
- Qanat mengangkut air di bawah tanah sehingga sangat mengurangi kehilangan akibat penguapan di wilayah panas dan kering
- Relatif tahan terhadap bencana alam seperti banjir dan gempa bumi, serta bencana buatan manusia seperti kerusakan akibat perang
- Hampir tidak sensitif terhadap perubahan curah hujan, sehingga perubahan debit antara tahun basah dan tahun kering muncul secara bertahap
- Karena bekerja hanya dengan gravitasi, biaya operasi dan pemeliharaannya rendah, serta membantu mencegah salinitas tanah dan desertifikasi dengan memindahkan air tawar dari dataran tinggi pegunungan ke dataran rendah yang lebih asin
- Nilai qanat secara langsung bergantung pada kualitas, kuantitas, dan keteraturan air tanah di wilayah permukiman
- Berbeda dari spring-flow tunnel di wilayah pegunungan sekitar Yerusalem
- Qanat berawal dari struktur yang mengubah sumur menjadi mata air buatan
- Spring-flow tunnel adalah struktur untuk memperkuat atau memulihkan aliran mata air alami
- Poros vertikal yang wajib ada dalam pembangunan qanat bukan elemen wajib pada spring-flow tunnel
Pengaruh terhadap permukiman dan struktur kota
- Kota dan desa tipikal di Iran serta wilayah pengguna qanat dapat memiliki beberapa qanat
- Ladang dan kebun ditempatkan baik di atas bagian bawah tanah sebelum qanat muncul ke permukaan maupun di bawah titik keluarnya
- Air qanat membentuk zona sosial dan tata letak kota
- Air lebih segar, bersih, dan dingin di bagian hulu
- Orang yang lebih kaya cenderung tinggal di dekat pintu keluar atau tepat di hulu pintu keluar
- Saat air masih berada di bawah tanah, air diangkat ke permukaan dengan sumur atau Persian well yang digerakkan hewan
- Di bawah pintu keluar, air mengalir melalui saluran permukaan yang disebut jub, dan anak salurannya membawa air ke lingkungan, kebun, dan ladang
- Jalan biasanya juga ditata sejajar mengikuti jub dan anak salurannya, sehingga kota dan desa tersusun sesuai kemiringan medan
- Bagian hilir kurang disukai baik untuk hunian maupun pertanian
- Air makin tercemar ke arah hilir
- Pada tahun-tahun kering, penurunan debit kemungkinan lebih terasa di hilir
- Aliran udara qanat juga digunakan untuk mendinginkan shabestan, ruang musim panas bawah tanah pada rumah dan bangunan lama
Metode konstruksi dan kesulitan teknis
- Secara tradisional, qanat dibangun secara manual oleh kelompok pekerja terampil yang disebut muqannīs
- Tahap pertama adalah memastikan sumber air yang sesuai
- Pencarian dimulai di titik pertemuan gunung atau kaki gunung dengan kipas aluvial
- Mencari tanda-tanda air tanah seperti vegetasi berakar dalam atau rembesan musiman
- Menggali sumur uji untuk memastikan kedalaman muka air tanah dan debit yang cukup
- Peralatannya relatif sederhana
- Wadah pengangkut tanah seperti kantong kulit
- Tali dan katrol
- Beliung dan sekop
- Penerangan
- Waterpass atau bandul dan tali
- Lapisan pelindung seperti cincin tanah liat bakar, tergantung jenis tanah
- Metodenya tampak sederhana, tetapi membutuhkan pemahaman geologi bawah tanah dan presisi rekayasa
- Jika kemiringannya terlalu landai, air tidak mengalir
- Jika kemiringannya terlalu curam, erosi menjadi parah dan qanat dapat runtuh
- Kesalahan membaca jenis tanah dapat menyebabkan runtuhan, dan dalam kasus terburuk pekerja dapat tewas
- Penggalian biasanya dimulai dari sisi tujuan yang akan menerima air, lalu bergerak menuju sumber air
- Jarak antarporos vertikal biasanya 20–35 m, dan semakin dangkal qanat, semakin dekat jarak porosnya
- Sebagian besar qanat di Iran panjangnya kurang dari 5 km, tetapi di dekat Kerman ada contoh yang diukur sekitar 70 km
- Kedalaman poros vertikal biasanya 20–200 m, dan di wilayah Khorasan terdapat catatan poros hingga 275 m
- Qanat yang dalam dan panjang dapat memerlukan waktu bertahun-tahun atau puluhan tahun untuk dibangun
Pemeliharaan dan restorasi
- Poros vertikal dapat ditutup untuk mengurangi masuknya pasir yang tertiup angin
- Saluran qanat harus diperiksa secara berkala serta dibersihkan dan diperbaiki dari erosi, runtuhan, serta endapan pasir dan lumpur
- Sebelum masuk, aliran udara harus dipastikan demi keselamatan pekerja
- Sebagian qanat yang rusak telah direstorasi
- Dalam contoh restorasi di Suriah, tiga lokasi dipilih berdasarkan daftar nasional tahun 2001, dan Drasiah qanat di Dmeir selesai pada 2002
- Restorasi berkelanjutan membutuhkan bukan hanya unsur teknis, tetapi juga berbagai unsur nonteknis
- Aliran air tanah yang stabil
- Kohesi komunitas
- Kesediaan komunitas pengguna untuk berkontribusi
- Sistem hak air yang berfungsi
Kegunaan utama: irigasi, air minum, pendinginan, dan penyimpanan es
- Kegunaan utama qanat adalah irigasi, penyediaan air ternak, dan pasokan air minum
- Di sebagian sistem qanat, kincir air digunakan, dan karena aliran airnya lambat, lokasi pemasangannya harus dipilih dengan cermat
- Qanat juga digunakan untuk pendinginan dengan dipadukan bersama wind tower
- Menara angin adalah struktur berbentuk cerobong yang ditempatkan di atas rumah
- Bukaan di sisi berlawanan arah angin dibuka untuk memindahkan udara di dalam rumah ke luar
- Udara yang masuk dari qanat di bawah rumah bersentuhan dengan dinding terowongan dan air yang dingin, lalu didinginkan oleh panas laten penguapan
- Dalam iklim gurun yang kering, suhu udara dari qanat dapat turun lebih dari 15°C
- Pendinginan dengan menara angin dan qanat telah digunakan selama lebih dari 1.000 tahun di iklim gurun
- Para insinyur Persia telah menguasai teknologi penyimpanan es bahkan pada puncak musim panas gurun sekitar 400 BCE
- yakhchal adalah fasilitas penyimpanan berpendingin alami yang memanfaatkan qanat dan menara angin
- Pada musim dingin, air qanat dialirkan ke sisi utara dinding yang teduh agar lebih cepat membeku
- Es disimpan di ruang bawah tanah berdinding tebal dengan insulasi
- Udara bawah tanah dingin yang naik dari qanat digunakan untuk mempertahankan suhu rendah bahkan pada musim panas
Contoh dan kondisi menurut wilayah
-
Iran
- Pada pertengahan abad ke-20, sekitar 50.000 qanat digunakan, dan pada 2015 hanya 37.000 yang masih digunakan
- Qanat tua dan besar di Gonabad masih memasok air minum dan air pertanian kepada sekitar 40.000 orang setelah 2.700 tahun
- Sumur utama qanat ini memiliki kedalaman lebih dari 360 m dan panjang 45 km
- Pada 2016, UNESCO mendaftarkan Persian Qanat sebagai World Heritage Site dan memasukkan 11 qanat
-
Turpan, Xinjiang, Tiongkok
- Oasis Turpan menggunakan air qanat yang secara lokal disebut karez
- Wilayah ini memiliki hampir 1.000 sistem karez, dengan total panjang saluran sekitar 5.000 km
- Turfan Water Museum merupakan kawasan lindung Tiongkok karena nilai historis sistem karez Turpan
-
Afghanistan
- Qanat disebut kariz dalam bahasa Dari dan Pashto, dan telah digunakan sejak masa pra-Islam
- Diperkirakan lebih dari 9.370 kariz digunakan pada abad ke-20
- Salah satu kariz tertua yang masih berfungsi di Provinsi Wardak berusia lebih dari 300 tahun, panjangnya 8 km, dan memasok air untuk sekitar 3.000 orang
- Banyak struktur hancur selama Soviet–Afghan War dan War in Afghanistan
-
Oman
- Sistem irigasi Zaman Besi di Oman disebut falaj, bentuk jamaknya aflaj
- Dari tiga jenisnya, daoudi adalah sistem bergaya qanat yang memiliki terowongan bawah tanah landai dan poros vertikal
- Menurut UNESCO, sekitar 3.000 aflaj masih digunakan di Oman
- Pada Juli 2006, lima contoh representatif didaftarkan sebagai World Heritage Site
-
Kurdistan Irak
- Dalam survei Oklahoma State University untuk UNESCO pada 2009, dari 683 karez, sekitar 380 masih aktif pada 2004 dan hanya 116 yang masih aktif pada 2009
- Penyebab penurunan disebutkan sebagai pengabaian dan neglect sebelum 2004, pemompaan sumur secara berlebihan, serta kekeringan setelah 2005
- Setelah 2005, kekurangan air dilaporkan membuat lebih dari 100.000 orang yang bergantung pada karez untuk penghidupan meninggalkan rumah mereka
-
India
- Sistem karez terdapat di Bidar, Bijapur, Burhanpur, dan Aurangabad
- Naubad Karez di Bidar menjalani pembersihan endapan dan penggalian pada 2015, dan 27 poros vertikal yang terhubung terungkap
- Restorasi itu berdampak pada kota Bidar yang kekurangan air, serta menyebabkan pengisian ulang sumur-sumur di sekitarnya
-
Eropa dan Amerika
- Gadara Aqueduct di Yordania utara pada masa Kekaisaran Romawi memiliki panjang 94 km, dan kemungkinan merupakan qanat kontinu terpanjang yang pernah dibangun
- Di Spanyol, banyak contoh sistem galería atau qanat yang tampaknya masuk pada masa kekuasaan Moor masih tersisa
- Di Provinsi Nazca, Peru, dan Chili utara terdapat puquios atau filtration galleries; asal-usul dan penanggalan puquios Nazca masih diperdebatkan
- Di Meksiko, Spanyol memperkenalkan qanat pada 1520 CE
Hukum, hak air, dan simbol budaya
- Pada masa Achaemenid, disebutkan bahwa jika seseorang membangun qanat atau memulihkan qanat yang terbengkalai untuk mengangkat air tanah ke permukaan dan mengolah lahan, orang itu beserta keturunannya hingga 5 generasi dibebaskan dari pajak yang harus dibayarkan kepada pemerintah
- Pada Islamic period, kebijakan yang membebaskan pajak dan mengakui hak atas lahan garapan bagi orang yang membawa air ke tanah terlantar dan mengolahnya tetap dipertahankan
- Tercatat bahwa setelah gempa Forghaneh pada 830 CE, Abdallah ibn Tahir mengumpulkan ulama dari Khorasan dan Irak untuk menyusun buku aturan qanat bernama Alghani guna menyelesaikan sengketa qanat di antara penduduk Nishapur
- Al-Karaji menulis Extraction of Hidden Waters pada 1010, membahas persoalan teknis seperti pembangunan dan perbaikan qanat, pencarian air tanah, serta pengukuran horizontal
- Di qanat Gonabad dan Zibad, water clock digunakan untuk menghitung waktu pembagian air; penggunaan jam air di Qanats of Gonabad dapat ditelusuri hingga 500 BCE
- Dalam tradisi lama Iran, ada kebiasaan mengadakan pernikahan simbolis antara seorang janda dan qanat, yang diyakini membantu menjaga aliran air tetap berlanjut
1 komentar
Komentar Hacker News
Ada juga teknologi Persia kuno terkait, yaitu yakhchal(https://en.wikipedia.org/wiki/Yakhch%C4%81l). Ini semacam gudang penyimpanan es
Bahkan sampai sekarang dalam bahasa Persia, kata yang sama dipakai untuk menyebut kulkas
'yakh'dan'ice'adalah kata serumpunhttps://en.wiktionary.org/wiki/%DB%8C%D8%AE
https://en.m.wikipedia.org/wiki/K%C3%B6ppen_climate_classifi...
Di artikel itu dipakai untuk menjelaskan iklim
Rasanya mirip seperti tiba-tiba menyebut Spanish sebagai Español, atau Swedish sebagai Svenska, dalam bahasa Inggris. Saya sering bertemu orang yang tidak sadar bahwa endonim Farsi ini adalah neologisme bahasa Inggris yang menggantikan nama yang sudah mapan, yaitu Persian
Saya penasaran apakah saya satu-satunya yang membaca paragraf pertama Wikipedia lalu tetap tidak paham cara kerjanya. Pertanyaan pertama saya adalah, bagaimana air di “saluran bawah tanah” itu bisa naik ke “permukaan tanah”
Setelah mencari lagi, ternyata sumurnya ada di tempat yang lebih tinggi di pegunungan, dan saluran bawah tanah itu menurun ke bawah gunung lalu keluar di sisi lereng. Paragraf pertama artikelnya tidak menunjukkan hal itu dengan jelas. Menurut saya akan lebih baik jika dijelaskan sebagai “saluran bawah tanah di dalam gunung yang menyalurkan hasil pegunungan ke tepi gunung lalu mengeluarkannya”
[0] https://en.wikipedia.org/wiki/Stepwell
Tidak perlu riset banyak; diagram di bagian bawah artikel langsung membuat saya paham: [https://en.wikipedia.org/wiki/Qanat#/media/File:Qanat_cross_...](https://en.wikipedia.org/wiki/Qanat#/media/File:Qanat_cross_section.svg)
Sebenarnya ini cukup sering saya alami saat membaca Wikipedia, ketika paragraf pertama gagal memakukan topiknya dengan jelas sehingga selalu menyisakan banyak pertanyaan
Terowongan Eupalinos juga merupakan contoh rujukan yang menarik. Itu adalah terowongan irigasi yang dibuat menembus gunung di pulau Samos sebelum 550 SM, dan penggalian dari kedua sisi bertemu di tengah dengan selisih hanya 60 cm
Pythagoras saat itu masih anak-anak, tetapi saya suka membayangkan bahwa ia mungkin terpengaruh olehnya
Qanat tampaknya akan segera lenyap ke dalam sejarah. Iran, seperti wilayah barat Amerika Serikat, sudah terlalu banyak menghabiskan sumber daya air yang tersedia, dan sekarang hampir tidak ada air tersisa
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Water_scarcity_in_Iran
Video bagus yang cukup terkait: https://youtu.be/twAP3buj9Og?si=muhCC08RsFzofObB
Bagian ini muncul dua kali di artikel Wikipedia, tetapi penjelasannya terasa kurang memadai
Gempa besar juga bisa memengaruhi aliran sungai. Namun saya setuju bahwa qanat/kariz memang tidak terkenal khusus karena ketahanannya terhadap gempa atau bencana
Video Asianometry tentang masalah air Iran juga membahas qanat: https://youtu.be/watch?v=aaEhNTpvEN8
Qanat adalah kata Arab yang setara dengan “kanal”, tetapi dalam makna yang lebih tradisional, dan merujuk pada sarana untuk mengirimkan air irigasi dari sumber air ke lahan pertanian yang jauh
Kebetulan saya baru melihatnya di video Asianometry tentang krisis air Iran baru-baru ini
[0] https://www.youtube.com/watch?v=aaEhNTpvEN8
Ini juga muncul di novel Dune, bersama kata-kata Arab/Persia lainnya