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Les canaux et les digues constituaient la base de l'irrigation des terres et du contrôle des inondations dans l'ancien Sumer. Située dans la partie inférieure du Tigre et de l’Euphrate, dans le sud de la Mésopotamie, au sud de l’Iraq, c’est une zone de précipitations rares mais d’importantes inondations à la fin de l’hiver et au printemps. À partir de 3500 av. J.-C. environ et au cours des deux millénaires suivants, les Sumériens ont été les pionniers dans la maîtrise du débit de l'eau et le développement d'une agriculture dont les produits nourriraient les populations de plus de 20 villes-États. Cependant, ce processus a été entravé par l’augmentation des concentrations de sel dans le sol.
Environnement et paysage
Les plaines du sud de la Mésopotamie, où vivaient les Sumériens, semblaient plates mais, comme aujourd'hui, constituaient un paysage en mutation. À la fin de l'hiver et au printemps, la fonte des neiges dans les montagnes au nord et à l'est a entraîné des inondations catastrophiques qui ont entraîné d'énormes quantités de limon et d'autres sédiments sur plus de 1 800 kilomètres (1118 miles) au sud. Des branches du bas Tigre et de l'Euphrate serpentaient et fusionnaient - anastomosaient - dans les plaines, produisant un modèle changeant de levées de rivières, d'îles arquées, de tortues, de champs de dunes et de marais qui se déplaçaient avec la prochaine inondation. Pendant le reste de l'année, le sol était dur et sec au soleil et érodé par le vent.
Construction de levée
Les levées naturelles sont des remblais créés par les sédiments fluviaux déposés lors de crues fluviales. Ce sont des structures asymétriques avec des parois presque verticales adjacentes à la rivière, qui s’amoncèlent vers le sol le long d’une pente douce. Les largeurs des levées pendant la période sumérienne étaient généralement supérieures à 1 kilomètre (0,62 km). Le niveau des rivières peut varier entre 4 et 6 mètres (13 à 19,7 pieds) lors d’une inondation. La crête de la levée pourrait s'élever jusqu'à 10 mètres (32,8 pieds) au-dessus des plaines environnantes. Les Sumériens ont construit les digues en construisant des fondations de roseaux imprégnés de bitume, des infiltrations de pétrole brut à la surface du soleil répandues dans la région. Des briques de boue cuites au four, également liées au bitume, ont été placées sur les fondations. Cela non seulement augmentait la hauteur des berges des rivières, mais les protégeait également de l'érosion par les courants d'eau. Pendant les périodes sèches, les Sumériens réalisaient un système de drainage simple en soulevant de l'eau dans des seaux au-dessus des levées et des terres cultivées arrosées. Ils ont également creusé des trous dans les murs durs et secs de la digue, permettant à l'eau de s'écouler et d'irriguer les cultures dans les champs adjacents.
Construction d'un canal
Au début, les Sumériens dépendaient d'un réseau de canaux de rivière naturels anastomosés pour leur approvisionnement en eau. Ils ont commencé à creuser des canaux artificiels d’alimentation et des canaux entre le troisième et le deuxième millénaire avant notre ère, en utilisant les avulsions des rivières. Ce sont les changements de cours d'eau créés par des ruptures naturelles des murs de digues ou une partie affaiblie d'un mur de digue causée par des trous de drainage artificiels. Ce processus a divisé le cours d'eau en deux. La nouvelle branche de la rivière a soit tracé un parcours entièrement nouveau, soit sinueuse et rejoint le chenal d'origine. Les Sumériens ont creusé des canaux le long de ces nouveaux cours d'eau et creusé des canaux d'alimentation plus petits. Ils ont utilisé le sol et les débris excavés pour construire d'autres digues. Les canaux peuvent avoir une largeur maximale de 16 mètres (52,5 pieds). Le débit d'eau était contrôlé par des régulateurs - barrages et vannes - érigés à des points situés entre des murs de levée spécialement renforcés. Les agriculteurs sumériens ont dû faire face à une bataille constante pour draguer les canaux afin de les débarrasser des dépôts de limon.
Problèmes de salinisation
En raison de leur origine comme fonte des neiges, les eaux du Tigre et de l'Euphrate ont toujours contenu de fortes concentrations de sels dissous. Au fil des millénaires, ces sels s’accumulent dans les eaux souterraines et sont remontés jusqu’à la surface par capillarité dans les racines des plantes. Les transgressions marines pendant les périodes géologiques ont également laissé de plus petites accumulations de sel dans les roches sous-jacentes au sol. Du sel supplémentaire a été soufflé dans les plaines sumériennes par les vents du golfe Persique. Les précipitations étaient et restent insuffisantes pour évacuer les eaux souterraines, tandis que l'irrigation accrue exacerbe la salinisation. Le sel évaporé a formé une croûte blanche à la surface des champs et des digues. Les méthodes modernes de contrôle des accumulations de sel consistent à forer jusqu'à la nappe phréatique et à chasser les eaux souterraines. Les Sumériens n’avaient pas cette technologie et devaient abandonner les champs en jachère, ou les abandonner avec les digues et les canaux adjacents.