Kiarizų sistema dykumoje

Kai iš aukštai pasižiūri į Irano dykumą, matai įdomų vaizdą: šimtai apvalių skylučių išdėstytos lygiomis grandinėmis, tarsi gigantiškas kirminas būtų praėjęs per žemę. Tai – kiarizai, senovinė požeminė vandentiekio sistema, sukurta Persijoje prieš daugiau nei 2500 metų. Tai senovės inžinerinis stebuklas, veikiantis be jokių siurblių, be elektros, tik gravitacijos dėka.

Apie 700 m. pr. m. e. Persijos kalnuose žemė buvo sausa, upės sausos iki birželio, o lietus – reta dovana. Persų inžinieriai rado sprendimą: giliai kalnuose ir požeminiuose sluoksniuose vandens yra visada. Šie požeminiai vandeningi horizontai prisipildo per retus lietus ar sniego tirpsmo laikotarpius, taip pat iš toliau esančių infiltacijos rajonų kalnuose. . Vanduo kaupiasi dažniausiai 10–50 metrų gylyje, retais atvejais – iki 100 metrų. Iššūkis buvo paprastas: kaip gauti vandenį ir atvesti jį į gyvenvietes? Paprastas šulinys aprūpintų tik keletą šeimų, o atviri kanalai nuo kalnų būtų išgarinę didžiąją dalį vandens. Todėl persai nutarė pradėti požeminį tunelį nuo gana negiliai esančio vandeningo sluoksnio iki kaimo slėnyje, kuriame vandeningas sluoknsis jau sunkiai pasiekiamame gylyje. Kiarize nedidelis nuolydis leido vandeniui tekėti savaime ir netoli paviršiaus. Vienas garsiausių kiarizų – Gonabado kiarizas – siekia apie 33 km ilgio ir turi apie 427 vertikalius šulinius, iškastus rankomis kirviais ir kastuvais.

Kodėl tiek skylučių

Paviršiuje matomų šulinių grandinė nėra vien dekoracija. Kiekvienas šulinys buvo iškastas ne tik tam, kad suteiktų priėjimą prie tunelio, bet ir todėl, kad tokiu būdu buvo užtikrinamas deguonies tiekimas požeminiams darbininkams, pašalinamas kasamas gruntinis sluoksnis bei galima reguliariai prižiūrėti ir remontuoti tunelį, kuris laikui bėgant gali užsikimšti arba patirti žemės drebėjimų padarinius. Šuliniai buvo statomi įvairaus gylio – nuo 10 iki 100 metrų – priklausomai nuo vietovės reljefo ir tunelio nuolydžio, o jų vietos planuojamos taip, kad tunelio kryptis būtų tiksliai išlaikyta. Darbininkai naudodavo specialius įrankius, kad tiksliai nustatytų gylį ir nuolydį, ir nuosekliai koreguodami tunelio kryptį. Tai leido išlaikyti saugų vandens tekėjimo nuolydį ir užtikrinti tunelio stabilumą. Be to, kiekvienas šulinys buvo apdengtas specialiu Persų mišiniu – sarudžu, kuris saugojo tunelio sienas nuo trupėjimo.

Sarudžas

Sarudžas buvo sudarytas iš kelių komponentų, kurie kartu sudarė tvirtą, bet elastingą medžiagą. Pagrindas buvo kalkės, suteikiančios tvirtumo ir dalyvavusios cheminėse reakcijose su pelenais iš viešųjų pirčių, kurie turėjo pucolano savybių ir reaguodami su kalkėmis formavo atsparų vandeniui sluoksnį. Smėlis sudarė struktūrinį užpildą, o vandens augalų pluoštai ir šiaudai sustiprino medžiagą, sukurdami mikrokanalėlius drėgmės reguliavimui ir sumažinant įtrūkimų tikimybę. Kiaušinio baltymas padėjo formuoti elastingą paviršių, kuris ilgainiui nesutrūkinėja ir leidžia tuneliui šiek tiek judėti be žalos konstrukcijai. Šis mišinys sugeria drėgmę drėgnuoju sezonu ir lėtai ją atiduoda sausuoju, apsaugodamas tunelį nuo erozijos, skilimų ir vandens praradimo. Tokiu būdu šuliniai ir sarudžas kartu užtikrina, kad visas kiarizo tinklas gali veikti tūkstančius metų, saugoti vandenį nuo išgarinimo ir tunelio konstrukciją nuo griūčių, nepriklausomai nuo žemės sąlygų.

Tunelio nuolydis

Tunelio nuolydis buvo itin svarbus: per didelis nuolydis galėjo lemti, kad vanduo tekėtų pernelyg greitai ir pažeistų tunelį, o per mažas – neleistų vandeniui tekėti pakankamai greitai, dėl to kaimo gyventojai negaudavo reikalingo vandens. Persų inžinieriai nustatė optimalią kritimo vertę, siekiančią apie 20–50 centimetrų per kilometrą, kas leido vandeniui tekėti iki 0,6 m/s, t. y. pakankamai greitai, bet nepažeidžiant tunelio sienų. Nuolydis, kryptis ir tunelio gylis buvo tiksliai apskaičiuoti , o kiekvienas segmentas buvo nuolat tikrinamas. Ši griežta geometrinė kontrolė ir fizikos principų supratimas leido persams kurti sistemą, kuri tūkstančius metų galėjo veikti beveik be priežiūros.

Kiarizo kasėjo profesija

Kiarizų statytojai, vadinami muqani, sudarė uždaras profesines bendruomenes, kuriose žinios perduodamos iš kartos į kartą žodžiu. Gebėjimas pastatyti tinkamai veikiančią kiarizo sistemą reiškė didelę galią: tai suteikdavo galimybę aprūpinti vandeniu kaimą ar visą regioną, gelbėti gyvybes ir gauti solidų atlyginimą. Darbas buvo pavojingas – darbininkai kaskart leidosi 10–100 metrų gylio šuliniuose, kasdavo tamsiuose požemiuose prie aliejaus lempų šviesos, o viena klaida galėjo sukelti griūtį ir mirtį. Nepaisant to, ši profesija buvo labai prestižinė, nes gebėjimas kurti kiarizus leido sukurti gerovę net dykumoje.

Kiarizų sistema

Persų inžinerinis mąstymas nuosekliai vystėsi iki XIII amžiaus. Nauji kiarizai buvo statomi nuolat, tobulinami vandens paskirstymo metodai, sukuriamos sudėtingos valdymo struktūros. Po Mongolų invazijos inžinerinė kultūra sulėtėjo, paliekant tik senas sistemas. XX amžiaus viduryje Irane veikė apie 30–40 tūkstančių kiarizų, aprūpinusių daugumą kaimų vandeniu, o XX amžiaus pabaigoje jų skaičius smarkiai sumažėjo dėl modernių vandens tiekimo sistemų. Nepaisant to, kiarizai turi pranašumą: jie veikia be elektros, taupo vandeningus sluoksnius ir gali tarnauti tūkstančius metų su minimalia priežiūra. Daugelyje regionų senovinė sistema gali būti net efektyvesnė nei šiuolaikiniai siurbliai, ypač sausringose vietovėse, kur energija brangi, o vanduo – retenybė.