مهندسی حفر قنات: به علمی می‌گوئیم که به صورت شفاهی و تجربی در گذشته آموزش داده می‌شد و به وسیله این علم انسان‌ها در دورانهای گذشته مخصوصا در ایران زمین موفق شده‌اند از اعماق زمین نهر‌ها و جوی‌های آب را بر روی زمین جاری نموده و به کشاورزی بپردازند.
امروزه با توجه به پیشرفت علم شاید انجام چنین کار‌هایی آسان به نظر برسد ولی با توجه به اینکه در زمانهای گذشته تکنولوژی خیلی ابتدایی بوده، حفر قنات کاری بسیار حرفه‌ای و علمی بوده است.
در این مقاله کوشش من در این جهت است که خوانندگان را با گوشه‌هایی از این فعالیت‌ها آشنا سازم و سایر همشهریان محقق را ترغیب نمایم که تجارب پدران پیر خود را در این زمینه‌ها قلمی ساخته تا مورد استفاده محققین و سایرین قرار گیرد.
تاریخچه مشکل اساسی قنات چوپانان:
تاریخچه مشکلی را که به نگارش در می‌آورم اوج یک فعالیت علمی را در حفر قنات بیان می‌نماید:
در دوران نوجوانی که ساکن چوپانان بودم و ایام تعطیلات تابستانی مدارس را معمولا در چوپانان سپری می‌کردم بیشتر اوقات علاقه داشتم که در جلسات مالکین و مدیران روستا که معمولا در زیر درختان توت کنار جوی آب تشکیل می‌شد شرکت کنم.
در آن زمان معمولا در جلسات مالکین، افراد زیر شرکت داشتند:
حاج محمد مستقیمی - رحمتعلی عمادی - شیخ حسن دیمه کاری - عبدالرحیم رحیمی - میرزا مهدی مستقیمی - حسین حاج مهدی عسکری - عبدالرحیم زاهدی - سید ریاض - محمدرضا مستقیمی معروف به شیخ (پدر این حقیر) - و چند نفر دیگر از جمله بعضی از فرزندان نسل سوم و بعضی رعایا یا خوش نشین‌ها بودند که خداوند همه آن‌ها را رحمت کند.
یک روز مرحوم قربان سعادت که استاد مقنی قنات بود و در پیشکار چوپانان کار می‌کرد بعد ازآمدن از محل کار به جلسه آمد و مشکلی را مطرح کرد و طلب راه حل نمود.
مشکل اساسی قنات چه بود:
او چنین گزارش کرد که چند روزی است پیشکار به سنگی بر خورد کرده و ابتدا ما فکر کردیم که سنگ پاره‌ای بزرگ است که می‌توانیم با خرد کردن آن تکه تکه آنرا از دل خاک بیرون بیاوریم اما بعد از دو سه روز کار کردن فهمیدیم که این سنگ خیلی بزرگ است و به تعبیر او شاید به اندازه یک کامیون باشد. او گزارش کرد که تیم او چهار طرف سنگ را مقداری کنده‌اند تا گوشه سنگ را پیدا کنند اما موفق نشده‌اند. او گزارش کرد که سنگ یکپارچه و آنقدر سخت و محکم است که کلنگ مقنی داخل چاه بر آن کارگر نیست.
شرکت کنندگان در جلسه نظرات مختلفی را عنوان کردند که سه نظر مورد موافقت همه قرار گرفت.
من امروزه می‌بینم که کار آن‌ها با اصول علمی حل مسأله کاملا منطبق بوده است.
فرضیاتی برای حل مشکل قنات:
۱ - باتوجه به اینکه محل پیشکار تا کوه فاصله زیادی دارد به احتمال قوی سنگ بزرگی است که در مسیر پیشکار قرار گرفته و می‌توان با شکافتن سنگ با اصول معدنکاری از آن عبور کرد.
۲ - برای فهمیدن اینکه با یک تکه سنگ روبرو هستیم یا مانع ما بزرگ‌تر از تصور است بهتر است در راستای قنات ۵۰ متر بالا‌تر چاه گمانه‌ای زده شود تا معلوم گردد ادامه سنگ چقدر می‌تواند باشد تا تصمیم بهتری بتوان اتخاذ نمود.
۳ - بهتر است تصور کنیم که مانع خیلی بزرگ است و برای فرار از مشکل، سنگ را دور بزنیم یعنی اینکه مسیر قنات را به سمت جندق منحرف کرده بعد از یک یا دو پشته مجددا به سمت راستای قنات به پیش برویم.
آنروز نظر دوم مورد توافق قرار گرفت و قرار شد یک دست مقنی مسئول حفر چاه گمانه شود که افراد آن مشخص شدند و کار آغاز گردید. چند روز بعد گزارش شد که چاه گمانه ۵ متر بالا‌تر ازمادر چاه به آب رسیده و چاه کن‌ها به علت آب زیاد چاه دیگر قادر به کندن چاه نیستند و با توجه به اینکه برای مالکین پمپاژ آب میسر نبود از کندن چاه منصرف شدند و نظریه دیگری مطرح شد.
نظریه جدید بعد از حفر چاه گمانه
عنوان گردید که سنگ، مانند بندی یا سدی سنگی است که جلو پیشکار قرار گرفته و آب پشت آن ربطی به آب پیشکار ندارد و اگر بتوان این سد را شکست امکان دست یافتن به یک سفره آب زیر زمینی امکان پذیر می‌شود. و همین نظریه سبب شد که هر طور شده سنگ سخت را بشکافند. البته مقداری فعالیت گردید و چند متری از سنگ خرد شد و حتی چشمه آبی هم از دل سنگ فوران زد اما سنگ سخت آنقدر سخت و مقاوم بود و مدیران هم تک تک می‌مردند و با تحولات انقلاب سپید شاه، کشاورزی چوپانان داشت به زمین می‌خورد که بقیه مالکین تنها به لایروبی قنات بسنده کردند.
فعالیت‌های بعد از انقلاب اسلامی برای کندن پیشکار:
بعد از انقلاب اسلامی با کمکی که دولت نمود و بودجه‌ای که مالکین پرداختند و امکانات آتشباری معدن نخلک تصمیم گرفته شد این سنگ از سر راه قنات چوپانان بر داشته شود. لذا فعالیت آغاز گردید و بعداز مصرف بودجه زیاد و استفاده ازتیم معدنکار، عاقبت نیز سنگ مقاوم در مقابل پیشکار و پشتکار مردم پیروز شد و مدیران چوپانان موفق نشدند کمر این سنگ را بشکنند.
تا سالهای بعد که بودجه‌ای از طرف مالکین و دولت تامین گردید، قرار شد که نظریه سوم اجرا گردد که با این بودجه موفق شدند یکی دوپشته به جهت دیگر برای دور زدن سنگ بکنند و این رشته سر دراز دارد که اگر گزارشی در این زمینه از افراد مطلع خصوصا آقای رفیع و آقای حاج ابوالقاسم زاهدی تهیه شود مشکلات کار دقیقا بیان خواهد گردید.
نصیحتی برای دارندگان قنات:
پدران ما عقیده داشتند که باید هر دوسال یکبار سراسر قنات لایروبی شده و حداقل سالی یک پشته قنات به جلو پیش رود تا نقصانی در آب قنات پیش نیاید.
سخنان فوق اهمیت قنات و زحماتی را که پدران ما کشیده‌اند و علم و تجارب آن‌ها را آشکار می‌سازد شرکت در جلسات فوق مرا کنجکاو کرد که سوالات زیادی در مورد حفر قنات مطرح کنم و بیاد دارم که مرحوم پدرم و مرحوم عبدالرحیم زاهدی با چه دقتی و با نمایش تصاویری که با انگشت روی خاک رسم می‌نمودند ریزه کاری‌های این علم را برای من توضیح می‌دادند. یکی از آن سوالات مرا به درس هندسه خیلی علاقه‌مند ساخته بود و سعی می‌کردم که گفته‌های آن‌ها را با آموخته‌های درس هندسه خود تطابق دهم. در اینجا بیاد استاد هندسه خود درنایین استاد سلیمانی افتادم و برای او از خداوند طلب خیر و رحمت می‌نمایم.
چگونه دومیله چاه در زیر زمین به یکدیگر سوراخ می‌شده است؟
امروزه شاید با وسایلی که وجود دارد و با مهندسینی که می‌توانند از این ابزار استفاده کنند کار آسانی باشد هر چند که دیدیم در اصفهان در حفر کانال مترو نزدیک بود سی و سه پل هم خراب شود. اما من بر آنم که طرز کار مقنی‌ها را تشریح کنم.
معمولا دو حلقه چاه به فاصله ۵۰ متر از هم کنده می‌شود که چاه بالایی نزدیک به مادر چاه و چاه پائینی نزدیک به چشمه قنات خواهد بود واضح است که بین چاه بالایی و پائینی شیبی روی سطح زمین قرار دارد که با تراز اختلاف شیب محاسبه می‌شود حال اگر چاه بالایی ۳۰ متر باشد و شیب زمین هم نیم متر باشد عمق چاه پائینی را ۲۹٫۵ متر می‌کنند.
بعد از آماده شدن دو حلقه چاه دو دست مقنی از هر دو چاه باید به سمت یکدیگر پیش بروند تا به هم دیگر برسند این کار دو فایده دارد: اول آنکه سرعت کار بالا می‌رود. دوم آنکه برای خارج کردن خاک داخل کانال مسافت کمتری باید در نهایت پیموده شود. اما کوچک‌ترین انحراف سبب سوراخ نشدن کانال می‌شود. چگونه این مشکل حل می‌شده است؟
بعد از آماده شده دو میله چاه طنابی بالای دو میله چاه در راستای مسیر قنات کشیده می‌شده و در هر چاه دو ریسمان به ته چاه کشیده می‌شده بطوریکه دو سر هر ریسمان در داخل هر چاه به چوبی یک متری متصل بوده و دو سر دیگر ریسمان‌ها در بالای چاه به طناب مسیر قنات متصل می‌شده است حال دو چوبی که در دو چاه آرام می‌گرفته مسیر کندن کانال را برای مقنی مشخص می‌ساخته است.
کار حفر در آن مسیر آغاز می‌شده. از یک مقنی سوال کردم که در موقع جلو رفتن کانال چطور در کار شما انحرافی پیش نمی‌آید؟ در پاسخ گفت: معمولا نور پشت سرمان که از میله چاه به داخل کانال می‌افتد راهنمای ماست که مسیر را مستقیم به پیش برویم.
شیب لازم در قنات:
حتما وقتی دو میله چاه به هم سوراخ می‌شود تراز است و برای چریان یافتن آب به شیبی نیاز است. مقنی‌ها بعد از سوراخ شدن دوچاه آب را که همیشه در چاه‌های بالایی وجود دارد جاری می‌سازند حرکت آب مشخص می‌کند که چه مقدار باید کف برداری شود لذا کف قنات به اندازه لازم برای جریان آب برداشته می‌شود. بعد از کف برداری جلو آب برای جلوگیری از حفر پشته بعدی با خاک سد می‌شود و فقط در مواقع ضروری آن بند خاکی گشوده می‌گردد.
پایان سخن
ریزه کاری‌های زیادی در حفر قنات تجربه شده است که این تجربیات دریایی از مهندسی حفر قنات است و این مقاله مشت نمونه خروار است و اکنون که می‌شنوم بسیاری از فرزندان چوپانان رشته عمران می‌خوانند چه خوب است در این زمینه تحقیقات دقیقی انجام داده و این تجارب را علمی، مکتوب نمایند.
دهم شهریور ۱۳۹۰ - فرزند چوپانان ابوالقاسم مستقیمی
(7) نظراتامروزه با توجه به پیشرفت علم شاید انجام چنین کار‌هایی آسان به نظر برسد ولی با توجه به اینکه در زمانهای گذشته تکنولوژی خیلی ابتدایی بوده، حفر قنات کاری بسیار حرفه‌ای و علمی بوده است.
در این مقاله کوشش من در این جهت است که خوانندگان را با گوشه‌هایی از این فعالیت‌ها آشنا سازم و سایر همشهریان محقق را ترغیب نمایم که تجارب پدران پیر خود را در این زمینه‌ها قلمی ساخته تا مورد استفاده محققین و سایرین قرار گیرد.
تاریخچه مشکل اساسی قنات چوپانان:
تاریخچه مشکلی را که به نگارش در می‌آورم اوج یک فعالیت علمی را در حفر قنات بیان می‌نماید:
در دوران نوجوانی که ساکن چوپانان بودم و ایام تعطیلات تابستانی مدارس را معمولا در چوپانان سپری می‌کردم بیشتر اوقات علاقه داشتم که در جلسات مالکین و مدیران روستا که معمولا در زیر درختان توت کنار جوی آب تشکیل می‌شد شرکت کنم.
در آن زمان معمولا در جلسات مالکین، افراد زیر شرکت داشتند:
حاج محمد مستقیمی - رحمتعلی عمادی - شیخ حسن دیمه کاری - عبدالرحیم رحیمی - میرزا مهدی مستقیمی - حسین حاج مهدی عسکری - عبدالرحیم زاهدی - سید ریاض - محمدرضا مستقیمی معروف به شیخ (پدر این حقیر) - و چند نفر دیگر از جمله بعضی از فرزندان نسل سوم و بعضی رعایا یا خوش نشین‌ها بودند که خداوند همه آن‌ها را رحمت کند.
یک روز مرحوم قربان سعادت که استاد مقنی قنات بود و در پیشکار چوپانان کار می‌کرد بعد ازآمدن از محل کار به جلسه آمد و مشکلی را مطرح کرد و طلب راه حل نمود.
مشکل اساسی قنات چه بود:
او چنین گزارش کرد که چند روزی است پیشکار به سنگی بر خورد کرده و ابتدا ما فکر کردیم که سنگ پاره‌ای بزرگ است که می‌توانیم با خرد کردن آن تکه تکه آنرا از دل خاک بیرون بیاوریم اما بعد از دو سه روز کار کردن فهمیدیم که این سنگ خیلی بزرگ است و به تعبیر او شاید به اندازه یک کامیون باشد. او گزارش کرد که تیم او چهار طرف سنگ را مقداری کنده‌اند تا گوشه سنگ را پیدا کنند اما موفق نشده‌اند. او گزارش کرد که سنگ یکپارچه و آنقدر سخت و محکم است که کلنگ مقنی داخل چاه بر آن کارگر نیست.
شرکت کنندگان در جلسه نظرات مختلفی را عنوان کردند که سه نظر مورد موافقت همه قرار گرفت.
من امروزه می‌بینم که کار آن‌ها با اصول علمی حل مسأله کاملا منطبق بوده است.
فرضیاتی برای حل مشکل قنات:
۱ - باتوجه به اینکه محل پیشکار تا کوه فاصله زیادی دارد به احتمال قوی سنگ بزرگی است که در مسیر پیشکار قرار گرفته و می‌توان با شکافتن سنگ با اصول معدنکاری از آن عبور کرد.
۲ - برای فهمیدن اینکه با یک تکه سنگ روبرو هستیم یا مانع ما بزرگ‌تر از تصور است بهتر است در راستای قنات ۵۰ متر بالا‌تر چاه گمانه‌ای زده شود تا معلوم گردد ادامه سنگ چقدر می‌تواند باشد تا تصمیم بهتری بتوان اتخاذ نمود.
۳ - بهتر است تصور کنیم که مانع خیلی بزرگ است و برای فرار از مشکل، سنگ را دور بزنیم یعنی اینکه مسیر قنات را به سمت جندق منحرف کرده بعد از یک یا دو پشته مجددا به سمت راستای قنات به پیش برویم.
آنروز نظر دوم مورد توافق قرار گرفت و قرار شد یک دست مقنی مسئول حفر چاه گمانه شود که افراد آن مشخص شدند و کار آغاز گردید. چند روز بعد گزارش شد که چاه گمانه ۵ متر بالا‌تر ازمادر چاه به آب رسیده و چاه کن‌ها به علت آب زیاد چاه دیگر قادر به کندن چاه نیستند و با توجه به اینکه برای مالکین پمپاژ آب میسر نبود از کندن چاه منصرف شدند و نظریه دیگری مطرح شد.
نظریه جدید بعد از حفر چاه گمانه
عنوان گردید که سنگ، مانند بندی یا سدی سنگی است که جلو پیشکار قرار گرفته و آب پشت آن ربطی به آب پیشکار ندارد و اگر بتوان این سد را شکست امکان دست یافتن به یک سفره آب زیر زمینی امکان پذیر می‌شود. و همین نظریه سبب شد که هر طور شده سنگ سخت را بشکافند. البته مقداری فعالیت گردید و چند متری از سنگ خرد شد و حتی چشمه آبی هم از دل سنگ فوران زد اما سنگ سخت آنقدر سخت و مقاوم بود و مدیران هم تک تک می‌مردند و با تحولات انقلاب سپید شاه، کشاورزی چوپانان داشت به زمین می‌خورد که بقیه مالکین تنها به لایروبی قنات بسنده کردند.
فعالیت‌های بعد از انقلاب اسلامی برای کندن پیشکار:
بعد از انقلاب اسلامی با کمکی که دولت نمود و بودجه‌ای که مالکین پرداختند و امکانات آتشباری معدن نخلک تصمیم گرفته شد این سنگ از سر راه قنات چوپانان بر داشته شود. لذا فعالیت آغاز گردید و بعداز مصرف بودجه زیاد و استفاده ازتیم معدنکار، عاقبت نیز سنگ مقاوم در مقابل پیشکار و پشتکار مردم پیروز شد و مدیران چوپانان موفق نشدند کمر این سنگ را بشکنند.
تا سالهای بعد که بودجه‌ای از طرف مالکین و دولت تامین گردید، قرار شد که نظریه سوم اجرا گردد که با این بودجه موفق شدند یکی دوپشته به جهت دیگر برای دور زدن سنگ بکنند و این رشته سر دراز دارد که اگر گزارشی در این زمینه از افراد مطلع خصوصا آقای رفیع و آقای حاج ابوالقاسم زاهدی تهیه شود مشکلات کار دقیقا بیان خواهد گردید.
نصیحتی برای دارندگان قنات:
پدران ما عقیده داشتند که باید هر دوسال یکبار سراسر قنات لایروبی شده و حداقل سالی یک پشته قنات به جلو پیش رود تا نقصانی در آب قنات پیش نیاید.
سخنان فوق اهمیت قنات و زحماتی را که پدران ما کشیده‌اند و علم و تجارب آن‌ها را آشکار می‌سازد شرکت در جلسات فوق مرا کنجکاو کرد که سوالات زیادی در مورد حفر قنات مطرح کنم و بیاد دارم که مرحوم پدرم و مرحوم عبدالرحیم زاهدی با چه دقتی و با نمایش تصاویری که با انگشت روی خاک رسم می‌نمودند ریزه کاری‌های این علم را برای من توضیح می‌دادند. یکی از آن سوالات مرا به درس هندسه خیلی علاقه‌مند ساخته بود و سعی می‌کردم که گفته‌های آن‌ها را با آموخته‌های درس هندسه خود تطابق دهم. در اینجا بیاد استاد هندسه خود درنایین استاد سلیمانی افتادم و برای او از خداوند طلب خیر و رحمت می‌نمایم.
چگونه دومیله چاه در زیر زمین به یکدیگر سوراخ می‌شده است؟
امروزه شاید با وسایلی که وجود دارد و با مهندسینی که می‌توانند از این ابزار استفاده کنند کار آسانی باشد هر چند که دیدیم در اصفهان در حفر کانال مترو نزدیک بود سی و سه پل هم خراب شود. اما من بر آنم که طرز کار مقنی‌ها را تشریح کنم.
معمولا دو حلقه چاه به فاصله ۵۰ متر از هم کنده می‌شود که چاه بالایی نزدیک به مادر چاه و چاه پائینی نزدیک به چشمه قنات خواهد بود واضح است که بین چاه بالایی و پائینی شیبی روی سطح زمین قرار دارد که با تراز اختلاف شیب محاسبه می‌شود حال اگر چاه بالایی ۳۰ متر باشد و شیب زمین هم نیم متر باشد عمق چاه پائینی را ۲۹٫۵ متر می‌کنند.
بعد از آماده شدن دو حلقه چاه دو دست مقنی از هر دو چاه باید به سمت یکدیگر پیش بروند تا به هم دیگر برسند این کار دو فایده دارد: اول آنکه سرعت کار بالا می‌رود. دوم آنکه برای خارج کردن خاک داخل کانال مسافت کمتری باید در نهایت پیموده شود. اما کوچک‌ترین انحراف سبب سوراخ نشدن کانال می‌شود. چگونه این مشکل حل می‌شده است؟
بعد از آماده شده دو میله چاه طنابی بالای دو میله چاه در راستای مسیر قنات کشیده می‌شده و در هر چاه دو ریسمان به ته چاه کشیده می‌شده بطوریکه دو سر هر ریسمان در داخل هر چاه به چوبی یک متری متصل بوده و دو سر دیگر ریسمان‌ها در بالای چاه به طناب مسیر قنات متصل می‌شده است حال دو چوبی که در دو چاه آرام می‌گرفته مسیر کندن کانال را برای مقنی مشخص می‌ساخته است.
کار حفر در آن مسیر آغاز می‌شده. از یک مقنی سوال کردم که در موقع جلو رفتن کانال چطور در کار شما انحرافی پیش نمی‌آید؟ در پاسخ گفت: معمولا نور پشت سرمان که از میله چاه به داخل کانال می‌افتد راهنمای ماست که مسیر را مستقیم به پیش برویم.
شیب لازم در قنات:
حتما وقتی دو میله چاه به هم سوراخ می‌شود تراز است و برای چریان یافتن آب به شیبی نیاز است. مقنی‌ها بعد از سوراخ شدن دوچاه آب را که همیشه در چاه‌های بالایی وجود دارد جاری می‌سازند حرکت آب مشخص می‌کند که چه مقدار باید کف برداری شود لذا کف قنات به اندازه لازم برای جریان آب برداشته می‌شود. بعد از کف برداری جلو آب برای جلوگیری از حفر پشته بعدی با خاک سد می‌شود و فقط در مواقع ضروری آن بند خاکی گشوده می‌گردد.
پایان سخن
ریزه کاری‌های زیادی در حفر قنات تجربه شده است که این تجربیات دریایی از مهندسی حفر قنات است و این مقاله مشت نمونه خروار است و اکنون که می‌شنوم بسیاری از فرزندان چوپانان رشته عمران می‌خوانند چه خوب است در این زمینه تحقیقات دقیقی انجام داده و این تجارب را علمی، مکتوب نمایند.
دهم شهریور ۱۳۹۰ - فرزند چوپانان ابوالقاسم مستقیمی
