القناطر المائية

يعود أصل مصطلح القناطر المائية إلى الكلمتين اللاتينيتين (Latin) aqua و ducere، أي «قيادة الماء»، وهو يدل على مجرى مُهيَّأ لنقل المياه^{1Aqueduct | Definition, History, & Facts · Encyclopaedia Britannica ↗}. وبمعناه الضيق، القناطر منشآت تُمرَّر بها المياه عبر منخفض أو وادٍ^{1Aqueduct | Definition, History, & Facts · Encyclopaedia Britannica ↗}. أما في الهندسة الحديثة فتشير القناة المائية إلى منظومة من الأنابيب والخنادق والقنوات والأنفاق والمنشآت الداعمة تُنقل بها المياه من مصدرها إلى نقطة توزيعها الرئيسة، وغالبًا لتزويد المدن والأراضي الزراعية^{1Aqueduct | Definition, History, & Facts · Encyclopaedia Britannica ↗}.

على مرّ التاريخ أسهمت القناطر في إبعاد مياه الشرب عن النفايات البشرية وسائر الملوثات، فحسّنت الصحة العامة تحسينًا كبيرًا في المدن التي كانت شبكات صرفها بدائية^{1Aqueduct | Definition, History, & Facts · Encyclopaedia Britannica ↗}.

سبقت القنوات الجوفية العمارة الرومانية بمئات السنين في بلاد فارس وبلدان الشرق الأوسط، حيث جُمعت مياهها ونُقلت بالجاذبية وحدها عبر مسافات طويلة، وظلّت هذه المنظومات قائمة قرونًا بل آلاف السنين، حتى عُرفت هضبة إيران الصحراوية بـ«حضارة القنوات» ^{2The Persian Qanat · UNESCO World Heritage Centre ↗}.

وقد أدرك الرومان لاحقًا قيمة هذه المعرفة الهيدروليكية، فصاغوا لها قواعد دقيقة ^{3Vitruvius: The Ten Books on Architecture, Book VIII (Water Supply) — trans. Morris Hicky Morgan · LacusCurtius, University of Chicago ↗}.

وكانت أقرب إلى الشكل الروماني الكلاسيكي قناة من الحجر الجيري بناها الآشوريون نحو عام 691 ق.م. لجلب المياه العذبة إلى مدينة نينوى (Nineveh).^{1Aqueduct | Definition, History, & Facts · Encyclopaedia Britannica ↗} ومن أشهر معالم فيثاغوريون (Pythagoreion) نفق إيبالينوس (Eupalinus) العائد إلى القرن 6 ق.م.، ويمتد 1036 م عبر جانب الجبل ليصل المياه إلى المدينة القديمة.^{4Pythagoreion and Heraion of Samos · UNESCO World Heritage Centre ↗} ويضم النظام المُدرَج في القائمة إحدى عشرة قناة تمتد أنفاقها غالبًا كيلومترات عديدة تحت الأرض.^{2The Persian Qanat · UNESCO World Heritage Centre ↗}

ومع تفكك السلطة المركزية في القرنين الرابع والخامس، تدهورت منظومات روما ^{1Aqueduct | Definition, History, & Facts · Encyclopaedia Britannica ↗}. ولم تُستعمل القناطر في أوروبا الغربية طوال معظم العصور الوسطى، وعاد الناس إلى الاستقاء من الآبار والأنهار المحلية ^{1Aqueduct | Definition, History, & Facts · Encyclopaedia Britannica ↗}.

وتبقى المنظومة المتقنة التي خدمت عاصمة الإمبراطورية الرومانية إنجازًا هندسيًا كبيرًا: من 312 ق.م. إلى 226 م، شُيّدت 11 قناة لتوصيل المياه إلى روما وبعضها ما زال قيد الاستخدام.^{1Aqueduct | Definition, History, & Facts · Encyclopaedia Britannica ↗} ويشرح فيتروفيوس (Vitruvius) كيف تُنقل المياه إلى المنازل والمدن، وهو ما يقتضي التسوية بالديوبترا (dioptra) أو الميزان المائي (libra aquaria) أو الكوروباتس (chorobates).^{3Vitruvius: The Ten Books on Architecture, Book VIII (Water Supply) — trans. Morris Hicky Morgan · LacusCurtius, University of Chicago ↗} ومن بين الأدوات الثلاث يُعد الكوروباتس (chorobates) أفضلها، لأن الديوبترا والميزان كثيرًا ما يظهران غير دقيقين.^{3Vitruvius: The Ten Books on Architecture, Book VIII (Water Supply) — trans. Morris Hicky Morgan · LacusCurtius, University of Chicago ↗}

ويذكر فرونتينوس (Frontinus) أن الإمبراطور نيرفا (Nerva) ألقى على عاتقه مهام مفوَّض المياه، وهو منصب لا يتصل بمرفق المدينة فحسب بل بصحتها وسلامتها أيضًا، وقد تولّاه دائمًا أبرز رجال الدولة.^{5The Aqueducts of Rome (De aquis urbis Romae), Book I — trans. Charles E. Bennett · LacusCurtius, University of Chicago ↗} وبعد أن قاس مداخل القنوات، اكتشف فرونتينوس (Frontinus) أن مجموع الإمداد يفوق بما يقارب 10,000 كويناريا ما وجده في السجلات الإمبراطورية، وسجّل 14,018 كويناريا مجموعًا للتصريف الكلي لجميع قناطر روما.^{6The Aqueducts of Rome (De aquis urbis Romae), Book II — trans. Charles E. Bennett · LacusCurtius, University of Chicago ↗}

وعزا فرونتينوس (Frontinus) الفارق بين السجلات والتسليم الفعلي إلى عدم أمانة عمال المياه، إذ كشفهم وهم يحوّلون المياه من المجاري العامة للاستخدام الخاص.^{6The Aqueducts of Rome (De aquis urbis Romae), Book II — trans. Charles E. Bennett · LacusCurtius, University of Chicago ↗} وكتب فرونتينوس (Frontinus) أنه مع هذا الصف من المنشآت التي لا غنى عنها وهي تحمل هذا القدر من المياه، فللمرء أن يقارن، إن شاء، بالأهرامات العاطلة أو بأعمال الإغريق الشهيرة وإن كانت عديمة الجدوى.^{5The Aqueducts of Rome (De aquis urbis Romae), Book I — trans. Charles E. Bennett · LacusCurtius, University of Chicago ↗}

القناة الرومانية في سيغوفيا منشأة بُنيت على الأرجح نحو 50 ق.م.، وهي محفوظة حفظًا ملحوظًا.^{7Old Town of Segovia and its Aqueduct · UNESCO World Heritage Centre ↗} وهي منشأ ضخم من البناء الحجري يمتد 813 م.^{7Old Town of Segovia and its Aqueduct · UNESCO World Heritage Centre ↗} ويتألف هذا المنشأ من أربع قطع مستقيمة وقوسَين متراكبين تحملهما 128 دعامة.^{7Old Town of Segovia and its Aqueduct · UNESCO World Heritage Centre ↗} وعند أخفض نقطة في الوادي يرتفع 28.5 م عن الأرض.^{7Old Town of Segovia and its Aqueduct · UNESCO World Heritage Centre ↗}

وتُعدّ قناة سيغوفيا أشهر منجزات الهندسة المدنية الرومانية في إسبانيا.^{7Old Town of Segovia and its Aqueduct · UNESCO World Heritage Centre ↗} ويعود سبب شهرتها إلى ضخامتها وحالة حفظها الممتازة.^{7Old Town of Segovia and its Aqueduct · UNESCO World Heritage Centre ↗}

وبون دو غار (Pont du Gard) هو العنصر الرئيس في قناة طولها 50.02 كم شُيّدت في منتصف القرن 1 لتزويد مدينة نيم (Nîmes)، المستعمرة الرومانية نيموسوس (Nemausus)، من نبع يور (Eure) قرب أوزيس (Uzès).^{8Pont du Gard (Roman Aqueduct) · UNESCO World Heritage Centre ↗} وقد أنشأ المهندسون المعماريون والهيدروليكيون الرومان الذين صمّموا بون دو غار (Pont du Gard)، الذي يرتفع نحو 50 م على ثلاثة مستويات — أطولها 275 م — تحفة هندسية وفنية في آن واحد.^{8Pont du Gard (Roman Aqueduct) · UNESCO World Heritage Centre ↗}

والقناة رمز مدينة سيغوفيا ولا يمكن بأي حال فصلها عن المدينة كوحدة واحدة.^{7Old Town of Segovia and its Aqueduct · UNESCO World Heritage Centre ↗} والمُنشأ المهيب، بطبقتي أقواسه، جزء من المشهد البديع لمدينة سيغوفيا التاريخية.^{7Old Town of Segovia and its Aqueduct · UNESCO World Heritage Centre ↗}

قناة بادري تيمبليكي (Padre Tembleque)، المسماة باسم الراهب فرانسيسكو دي تيمبليكي (Francisco de Tembleque)، منظومة هيدروليكية شُيّدت بين 1555 و1572، تقع بين ولايتَي مكسيكو وإيدالغو على هضبة المكسيك الوسطى. ^{9Aqueduct of Padre Tembleque Hydraulic System · UNESCO World Heritage Centre ↗}

وتتألف القنطرة الضخمة التي تعبر وادي تيبياهوالكو (Tepeyahualco) ونهر بابالوته (Papalote) من 68 قوسًا مستديرًا. ^{9Aqueduct of Padre Tembleque Hydraulic System · UNESCO World Heritage Centre ↗} وبذلك تجمع أطول قنطرة على مستوى واحد شُيّدت في القناطر منذ العصر الروماني حتى منتصف القرن 16 الميلادي. ^{9Aqueduct of Padre Tembleque Hydraulic System · UNESCO World Heritage Centre ↗}

وشيّد المنظومة الهيدروليكية رهبان فرنسيسكانيون بدعم من المجتمعات المحلية. ^{9Aqueduct of Padre Tembleque Hydraulic System · UNESCO World Heritage Centre ↗} وقد جاء بناؤها في تمازج فريد بين تقاليد البناء في أمريكا الوسطى وأوروبا، يجمع تقليد المِستيثو مع تقليد الهيدروليك الروماني. ^{9Aqueduct of Padre Tembleque Hydraulic System · UNESCO World Heritage Centre ↗}

وقناة بونتكيسيلتي (Pontcysyllte) تحفة هندسية رائدة وعمارة معدنية ضخمة تصوّرها المهندس المدني الشهير توماس تيلفورد (Thomas Telford)؛ وقد أتاح استخدام الحديد المصبوب والمطاوع معًا إنشاء أقواس خفيفة وقوية.^{10Pontcysyllte Aqueduct and Canal · UNESCO World Heritage Centre ↗} وهي قناة ملاحية قنطرية طولها 18 كم أُنجزت عام 1805، تحملها أقواس من الحديد المصبوب والمطاوع على دعامات حجرية شاهقة، وبُنيت دون استخدام الهواويس.^{10Pontcysyllte Aqueduct and Canal · UNESCO World Heritage Centre ↗} وتشهد قناة بونتكيسيلتي (Pontcysyllte) ومنشآتها الهندسية على مرحلة حاسمة في تطور نقل الحمولات الثقيلة دفعًا للثورة الصناعية.^{10Pontcysyllte Aqueduct and Canal · UNESCO World Heritage Centre ↗}

وأتمّ ثلاثة إلى أربعة آلاف عامل، معظمهم مهاجرون إيرلنديون يتقاضون حتى 1.00 دولار في اليوم، تحفة قناة كروتون الحجرية في خمس سنوات فحسب.^{11Old Croton Aqueduct State Historic Park · New York State Parks, Recreation and Historic Preservation ↗}

وعلى معظم طولها، قناة كروتون نفق من الآجر على شكل حدوة الفرس بارتفاع 8.5 قدم وعرض 7.5 قدم، موضوع على أساس حجري ومحمي بغلاف ترابي وواجهة حجرية عند جدران الجسور الترابية. ^{12History · Friends of the Old Croton Aqueduct ↗}

وكلّفت قناة كروتون مدينة نيويورك نحو 13 مليون دولار، وكانت قادرة على حمل 100 مليون غالون في اليوم، لكنها لم تعد تلبي احتياجات المدينة بحلول عام 1880 تقريبًا. ^{11Old Croton Aqueduct State Historic Park · New York State Parks, Recreation and Historic Preservation ↗}

وبعد مقترحات عديدة، بدأ في 1837 إنشاء قناة كروتون ذي الحجم غير المسبوق بخبرة جون بلومفيلد جيرفيس.^{11Old Croton Aqueduct State Historic Park · New York State Parks, Recreation and Historic Preservation ↗}

اختير خزان بحيرة ماثيوز لأن ارتفاعه البالغ نحو 1,400 قدم يتيح للمياه أن تتدفق بالجاذبية إلى معظم منطقة خدمة المتروبوليتان ^{13Fact Sheet: The Colorado River Aqueduct (July 2021) · The Metropolitan Water District of Southern California ↗}. وكانت قناة نهر كولورادو أكبر مشروع أشغال عامة بُني في جنوب كاليفورنيا خلال الكساد الكبير ^{13Fact Sheet: The Colorado River Aqueduct (July 2021) · The Metropolitan Water District of Southern California ↗}.

وبتمويل من سندات بقيمة 220 مليون دولار أقرّها الناخبون في 1931، صارت قناة نهر كولورادو قادرة على رفع أكثر من 1,600 قدم مكعبة من المياه في الثانية إلى ارتفاع ساكن يبلغ 1,600 قدم أثناء عبورها سلاسل جبلية صحراوية عدة ^{14Colorado River Aqueduct — Historic Landmarks · American Society of Civil Engineers ↗}.

وإدراكًا لطول المشروع غير المسبوق وتكلفته ومعدل ضخه ورفعه ومناخه وتضاريسه القاسية، اختارت الجمعية الأمريكية للمهندسين المدنيين (ASCE) في 1955 قناة نهر كولورادو واحدة من عجائب الهندسة المدنية الحديثة السبع ^{14Colorado River Aqueduct — Historic Landmarks · American Society of Civil Engineers ↗}.

وقد تصوّر وليام مولّهولاند قناة نهر كولورادو في الأصل، وصمّمها فرانك ويمَوث أول كبير مهندسين في مؤسسة المتروبوليتان، بعد درس أكثر من 50 مسارًا.^{13Fact Sheet: The Colorado River Aqueduct (July 2021) · The Metropolitan Water District of Southern California ↗} وتمتد قناة نهر كولورادو 242 ميلًا من بحيرة هافاسو (Havasu) إلى بحيرة ماثيوز (Mathews)، وتضم خمس محطات ضخ، وتنقل نحو 1.25 مليون أكر-قدم من المياه سنويًا.^{13Fact Sheet: The Colorado River Aqueduct (July 2021) · The Metropolitan Water District of Southern California ↗}

وفي 1905 صوّت سكان لوس أنجلوس على إصدار سندات بقيمة 1.5 مليون دولار لشراء أراضي وادي أوينز (Owens Valley) وحقوق مياهه، وبعد عامين أقرّ الناخبون سندات أخرى بقيمة 23 مليون دولار لبناء قناة طولها 233 ميلًا.^{15Water System Past and Present · Los Angeles Department of Water and Power ↗} وقُدّمت أول مياه القناة إلى أهل لوس أنجلوس في 5 نوفمبر 1913 في احتفال قال فيه مولّهولاند (Mulholland): «ها هي، فخُذوها».^{15Water System Past and Present · Los Angeles Department of Water and Power ↗}

يُعدّ مشروع أريزونا المركزي (CAP) منظومةً مائيةً طولها 336 ميلًا، تؤدّي وظيفةً حيويةً في تزويد أكثر مناطق أريزونا اكتظاظًا بمياه نهر كولورادو^{16About Central Arizona Project · Central Arizona Project ↗}. ولهذه المنظومة دورٌ في تسليم مياه القبائل يفوق ما تسلّمه أي منظمة أخرى في الولايات المتحدة^{16About Central Arizona Project · Central Arizona Project ↗}.

تتألف هذه المنظومة من القناطر والأنفاق ومحطات الضخ وخطوط الأنابيب^{16About Central Arizona Project · Central Arizona Project ↗}. وتبدأ قناتها عند بحيرة هافاسو (Havasu)^{16About Central Arizona Project · Central Arizona Project ↗}، وتنتهي عند نهايتها جنوبي توسان (Tucson) مباشرة^{16About Central Arizona Project · Central Arizona Project ↗}.

يُعدّ مشروع مياه الولاية في كاليفورنيا من أكبر منظومات نقل المياه في العالم، إذ يمتدّ أكثر من 705 أميال من شمال كاليفورنيا إلى جنوبها، ويضمّ 36 منشأة تخزين و21 محطة ضخ وخمس محطات كهرمائية وأربع محطات ضخ وتوليد ونحو 700 ميل من القنوات والأنفاق وخطوط الأنابيب ^{17SWP Facilities · California Department of Water Resources ↗}.

وتقوم القناة الكاليفورنية بدور الوسيلة الأساسية لنقل المياه من شمال كاليفورنيا إلى جنوبها؛ فهي قناة مبطّنة بالخرسانة تنقل المياه من حوض كليفتون كورت في دلتا ساكرامنتو-سان هواكوين إلى بحيرة بيريس، أقصى خزانات المشروع جنوبًا ^{17SWP Facilities · California Department of Water Resources ↗}.

وتسير المياه في هذه المنظومة بالجاذبية حتى ترفعها محطات الضخ، ثم تواصل سيرها جنوبًا بالجاذبية حتى محطة الضخ التالية ^{17SWP Facilities · California Department of Water Resources ↗}. وعند جبال تيهاتشابي تُرفع المياه 1,926 قدمًا بأربع عشرة مضخة قدرة كل منها 80,000 حصان في محطة إدمونستون للضخ، وهي أعلى محطة ضخ برفعة واحدة في العالم ^{17SWP Facilities · California Department of Water Resources ↗}.