تاکنون وقتی کارشناسان صحبت از خارق العاده ترین میراث ایرانیان قدیم یعنی “قنات” به میان می آورند، بیشتر از جنبه سازه ای و نحوه ساخت (نحوه حفره چاهها(میله ها) با آن عمق، طریقه حفر تونل(کوره) و ارتباط میله ها با یکدیگر، رعایت شیب جهت تراز شدن مظهر با مادر چاه تعیین حدود خشکه کار و تره کار و…) این سازه اعجاب برانگیز را بررسی می کنند. لیکن به نظرم یک نکته بسیار مهم که اگر پیچیده تر از مسائل سازه ای نباشد، حداقل در حد آن مهم و حیاتی است “انتخاب ساختگاه قنات” است. یعنی اینکه در چه منطقه ای و با چه راستایی شروع به حفر قنات کنیم تا بیشترین میزان آب ممکن را استحصال کنیم. این بحث به علت اینکه نیاز به دید زمین شناسی و هیدروژئولوژیکی نسبت به مسائل آب زیر زمینی دارد تا حدود زیادی مغفول مانده است.
اما در این مقاله بنده قصد دارم یکی از عجیب ترین و مهندسی ترین قنواتی که تا الان دیده ام را از این دیدگاه بررسی کنم. یکی از قنواتی که در سالهای قبل وظیفه تامین آب شهر گوگد از توابع شهرستان گلپایگان را برعهده داشت، قناتی است به نام سفالزن. همیشه اعداد اعجاب برانگیز میزان آبدهی این قنات بنده را به فکر فرو می برد که چگونه می شود یک قنات تا این حد آبدهی داشته باشد. آبدهی متوسط این قنات با توجه به اندازه گیری های صورت گرفته در حدود 400-500 لیتر بر ثانیه بوده است لیکن آبدهی در حدود 1000 لیتر بر ثانیه هم از این قنات گزارش شده است. آخرین آبدهی اندازه گیری شده در حدود 300 لیتر بر ثانیه مربوط به سال 86 بوده که بعد از آن این قنات خشک می شود. نکته جالب توجه این است که مظهر این قنات بر خلاف همه قنوات دیگر که طوقی مانند (کول) هستند، بسیار بزرگتر بوده و حالتی شبیه چهارچوب یک درب بزرگ را دارد(یعنی به قدری حجم تخلیه آب زیاد بوده که میبایست یک چنین مظهری با این ابعاد برای آن تعبیه می گردید).
googad qanat-2

حالی سوالی که به ذهن متبادر می شود این است که چگونه این قنات این میزان آبدهی دارد؟
علت را بایست در انتخاب درست ساختگاه آن جویا شد. اگر از دیدگاه زمین شناسی به نوع و اندازه رسوبات نهشته شده در این قنات نگاهی بیاندازیم متوجه می شویم که دو نوع رسوب بسیار متفاوت در یک مرز نسبتا شارپ در کنار هم قرار گرفته اند رسوباتی با ابعاد درشت در حد شن و ماسه در سمت جنوبی این مرز، و رسوبات بسیار دانه ریز در حد سیلت و رس در مرز شمالی آن، از سوی دیگر می بینیم که در حوالی این مرز به صورت بسیار عجیبی تک رشته قناتی که از مظهر تا اینجا امده است، به یکباره تبدیل به چند رشته شده و در منطقه گسترده می شود. حال اول به این سوال جواب دهیم که چرا یک چنین مرز شارپی در این منطقه ایجاد شده است و در مرحله بعد به علت شاخه شاخه شدن قنات و ارتباط ان با میزان بالای آبدهی ان بپردازیم.
این مرز به علت تغییر ناگهانی شیب توپوگرافی در این منطقه شکل گرفته است بدین نحو که در بخش شمالی این مرز، زمین هموار و مسطح شده و تقریبا شیب آن صفر درجه می گردد. لیکن در بخش جنوبی، زمین ما در حد چند درجه شیبدار می باشد. حال رودخانه ای که از بخش جنوبی و از شهرستان خوانسار به سمت گلپایگان حرکت می کند، زمانی که سیلابی می شده است رسوب خود را تا این مرز تغییر شیب حمل می کرده است چون شیب زمین باعث حفظ انرژی رودخانه می شده و می توانسته رسوب را انتقال دهد لیکن زمانی که این رودخانه به بخش شمالی این مرز رسیده است به یکباره انرژی آن افت می کند و به علت صفر شدن شیب رسوبش همانجا نهشته می شود. و لذا چند صد متر بعد از این مرز تغییر شیب ناگهانی، صرفا رسوبات بسیار دانه ریز (در حد سیلت و رس) رخنمون دارند و تمام رسوبات درشت دانه در حوالی همان مرز نهشته شده اند. شکل زیر به صورت شماتیک این مطلب را نمایش داده است.
section googad
حال اگر از دیدگاه آب زیرزمینی به قضیه نگاه کنیم و به این نکته توجه داشته باشیم که آبده ترین و تراواترین رسوبات، رسوباتی با ابعاد شن و ماسه هستند و ناتراواترین رسوبات رسوبات سیلتی و رسی هستند، دو نکته جالب برای ما مشخص می گردد، اول اینکه مهندسان ایران قدیم مظهر و خشکه کار را در بخش شمالی این مرز (بخش سیلتی و رسی) قرار داده اند و با یک رشته تا حوالی این مرز آمده اند، حال در این نقطه فهمیده اند که رسوب ما درشت دانه و آبده شده است و لذا به یکباره قنات تک رشته ای به چند رشته تبدیل شده است تا تمرکز حفاری در این بخش تراواتر باشد. اما از سوی دیگر که اهمیت مضاعفی دارد این است که آنها فهمیده اند که آب زیرزمینی که در امتداد رودخانه و از بخش جنوبی در حال حرکت است تا زمانی که در بخش جنوبی حرکت می کند چون رسوبات درشت دانه و آبده اند، با سرعت حرکت می کند و تا این مرز می رسد اما در حوالی این مرز به یک باره رسوب ما تغییر ماهیت داده و ریز دانه( رسی) می شود و لذا آب زیرزمینی دیگر توان عبور از این لایه های ناتراوا را ندارد و به نوعی این لایه ناتراوا همانند یک سد زیرزمینی عمل کرده و آب زیرزمینی در پشت آن گیر می کند و به تبع آن فشار هیدرولیکی در بالادست آن بالا می رود و احیانا سطح ایستابی هم بالاتر می آید. حال چه حالتی ایده ال تر از این برای حفر قنات ؟ تونل های قنات از خشکه کار ناتراوا به یکباره وارد تره کاری تراوا و با این فشار هیدرولیکی می شوند!!!. و این فشار به قدری زیاد بوده است که توانسته آب را بعد از طی مسافتی در حدود 3- 4 کیلومتر با این حجم و این سرعت تخلیه کند.
google map googad2
حال اوج تفکر مهندسی ایرانیان قدیم را می توان در اینجا دید که با انتخاب بهترین ساختگاه ممکن و با یک قنات 3-4 کیلومتری( و نه چند ده کیلومتری) حجم آبی معادل 400- 500 لیتر بر ثانیه را بتوان از دل زمین استحصال کرد. و طبیعتا حضور تمدن بزرگی در موقعیت شهر گوگد گلپایگان و با این ابعاد مرهون تفکر مهندسی خارق العاده در ساخت این قنات آن هم با این حجم آبدهی بوده است.