heal.abstract |
Η περιοχή του Βόρειου Ομάν χαρακτηρίζεται από ξηρό κλίμα (Wikipedia.org). Από τα αρχαία χρόνια όμως, οι κάτοικοι έχουν καταφέρει να καλλιεργούν μεγάλες εκτάσεις με την κατασκευή ειδικών συστημάτων μεταφοράς νερού, τα aflaj (ενικός:aflaj) (Al-Ghafri et al, 2003). Πιο συγκεκριμένα, έως και την τωρινή εποχή τα συστήματα χρησιμοποιούν είτε το νερό που συλλέγεται στα βουνά είτε το εποχικό νερό στα λεγόμενα wadi. Στην περίπτωση συλλογής υπογείου νερού, το σύστημα κατασκευής (γνωστό και ως qanat) αποτελείται από στοές σε υδατοπερατό πέτρωμα με κατακόρυφα τούνελ για αερισμό και επισκευές που εξελίσσονται σε ανοικτούς αγωγούς για την μεταφορά του νερού στις καλλιεργήσιμες εκτάσεις (Shahalam, 2000). Στην περίπτωση που το νερό συλλέγεται από πηγές στα βουνά, το σύστημα αποτελείται από τους αγωγούς μεταφοράς που καταλήγουν στους οικισμούς ενώ τέλος αν το σύστημα τροφοδοτείται από εποχικό νερό τότε αποτελείται από αγωγούς εκτροπής. Τα συστήματα διανέμουν το νερό με προτεραιότητα στην οικιακή χρήση έναντι της αγροτικής χρήσης.
Η περιοχή λόγω του ενδιαφέροντος που παρουσιάζει κίνησε την προσοχή αρχαιολογικών ομάδων. Μία από αυτές είναι η αρχαιολογικές ομάδα του Πανεπιστημίου του Leiden, η οποία συνέλεξε δεδομένα από ένα αρδευτικό σύστημα βαρύτητας της περιοχής με απώτερο σκοπό την κατανόηση της καθημερινής ζωής των κατοίκων την προηγούμενη χιλιετία σε ένα οριακά ερημικό περιβάλλον όπως αυτό.
Η κατασκευή του συστήματος άρδευσης χρονολογείται τον 16ο-17ο μΧ αιώνα και η εγκατάλειψή του στις αρχές του 20ου αιώνα (Costa and Wilkinson, 1987). Η περιοχή βρίσκεται ανάμεσα στα βουνά και στην παραθαλάσσια πόλη Σοχάρ. Το σύστημα τροφοδοτείται με νερό από ένα falaj το οποίο ενώνει τα βουνά με την Σοχάρ. Το είδος υδατικού πόρου από τον οποίο τροφοδοτείται δεν είναι γνωστό καθώς η αρχή του συστήματος δεν έχει εντοπιστεί ακόμη. Εν τούτοις, η μεγάλη του έκταση (πάνω από 36,5km) και το γεγονός ότι δεν έχει βρεθεί κάποιος αγωγός εκτροπής παραπέμπουν σε σύστημα που τροφοδοτείται από υπόγειο νερό ή από νερό πηγής. Τα δύο συστήματα αυτά έχουν πιο σταθερή ροή όλο τον χρόνο. Την ίδια περίοδο φαίνεται ότι λειτουργούσαν δύο άλλα συστήματα που βρίσκονται κατάντη αυτού του συστήματος άρδευσης, τα οποία χρησιμοποιούν και αυτά νερό από το falaj.
Η παρούσα εργασία αποσκοπεί στην υποβοήθηση των στόχων της αρχαιολογικής έρευνας. Πιο συγκεκριμένα, οι στόχοι αυτοί είναι η κατανόηση των αλληλεπιδράσεων των κατοίκων με το σύστημα, ο εντοπισμός πιθανών προβλημάτων που μπορεί να αντιμετώπιζαν καθώς και η εμβάθυνση στις σχέσεις συνεργασίας που απαιτεί το σύστημα για την επιτυχή καλλιέργεια καρπών.
Αρχικά θα γίνει αναφορά συνοπτικά στο θεωρητικό υπόβαθρο στο οποίο βασίζεται η εργασία. Στην συνέχεια αναλύεται συνοπτικά η μεθοδολογία που χρησιμοποιήθηκε, το εννοιολογικό μοντέλο καθώς και οι παράμετροι που δεν λήφθηκαν υπ όψει. Μετά παρουσιάζονται και ερμηνεύονται τα αποτελέσματα από το λογισμικό Sobek 1D και από την ανάλυση δεδομένων. Τέλος δίνεται μία συνοπτική παρουσίαση των συμπερασμάτων από την συνολική έρευνα.
Θεωρητικό υπόβαθρο της εργασίας
Η εργασία βασίζεται στην δουλειά του κοινωνιολόγου Bruno Latour. Ο Latour (Latour, 1996) υποστηρίζει ότι για την κατανόηση των αλληλεπιδράσεων σε μία κοινωνία πρέπει να εστιάσουμε στα αντικείμενα που χρησιμοποιούνται. Ο όρος αντικείμενα χρησιμοποιείται για κάθε τι που έχει υλικές διαστάσεις και ιδιότητες. Τα αντικείμενα αλληλεπιδρούν υλικά αλλά και πολιτιστικά με τον άνθρωπο μέσω των πεποιθήσεων που έχει για αυτά και συνεπώς η ύπαρξη τους οριοθετεί τις αλληλεπιδράσεις. Η υλοποίηση της άρδευσης στην περίπτωσή ενός αρδευτικού συστήματος πρέπει να πραγματοποιηθεί μέσω των συγκεκριμένων καναλιών και του συγκεκριμένου εδάφους με σκοπό να αρδεύσει τα συγκεκριμένα χωράφια. Ο Έρτσεν (2010), προτείνει την χρησιμοποίηση της υδραυλικής μοντελοποίησης ως μεθοδολογία σύνδεσης των αντικειμένων με τον ανθρώπινο παράγοντα.
Το σύστημα
Το σύστημα τροφοδοτείται από το falaj σε 2 σημεία.
Μεθοδολογία
Η μεθοδολογία αποτελείται από την ανάλυση των δεδομένων ως έχουν και την μοντελοποίηση στο υδραυλικό μοντέλο Sobek. Τα δεδομένα που έχουν δοθεί για την πραγματοποίηση αναλύσεων είναι τα υψομετρικά στοιχεία της περιοχής, οι διαστάσεις των καναλιών του αρδευτικού συστήματος και του falaj, φωτογραφίες για την κατανόηση της διάταξης του συστήματος, η τοποθεσία πετρών που έχουν χρησιμοποιηθεί για την οριοθέτηση των χωραφιών, η τοποθεσία κάποιων τειχών στο σύστημα και η τοποθεσία κτιρίων του οικισμού.
Ανάλυση Αρχικών δεδομένων
Η ανάλυση των αρχικών δεδομένων περιλαμβάνει την σύγκριση των υψομετρικών δεδομένων με την τοποθεσία των καναλιών και των χωραφιών. Αυτό αποσκοπεί αρχικά στον εντοπισμό των σχέσεων εξάρτησης των χωραφιών όταν ο τρόπος τροφοδότησης του νερού είναι από χωράφι σε χωράφι και κατά δεύτερον στην ομαδοποίηση των χωραφιών που τροφοδοτούνται από ένα συγκεκριμένο σύστημα καναλιών. Επίσης, το γεγονός ότι το σύστημα τροφοδοτεί τα χωράφια μέσω βαρύτητας δεν σημαίνει ότι όλα τα κανάλια έχουν λόγο ύπαρξης καθώς η κατασκευή κάποιων από αυτά δυνητικά μπορεί να είχε αποφευχθεί από την επέκταση άλλων συστημάτων. Η ανάλυση αυτή σκοπεύει ακόμη στο να κατανοήσει την χρησιμότητα του κάθε συστήματος καναλιών. Οι ομαδοποιήσεις που γίνονται στην συνέχεια χρησιμοποιούνται στο στήσιμο του μοντέλου.
Εννοιολογικό μοντέλο, Βήματα Μοντελοποίησηςκαι Μέθοδος Επεξεργασίας Αποτελεσμάτων
Στην περίπτωση του εξεταζόμενου συστήματος δεν είναι γνωστές ούτε οι παράμετροι που σχετίζονται με την προσφορά νερού ούτε αυτές που σχετίζονται με την ζήτηση. Η αβεβαιότητα της ζήτησης αντιμετωπίζεται με την δημιουργία σεναρίων. Οι καλά διατηρημένες διαστάσεις της διατομής του falaj πριν του σημείου εκτροπής του νερού στο σύστημα άρδευσης καθιστούν εφικτή την περιγραφή των σεναρίων σε συνάρτηση με το μέγιστο επίπεδο νερού που επιτρέπεται στο κανάλι. Για την αντιμετώπιση της αβεβαιότητας της ζήτησης, η οποία ισούται με τις ανάγκες των φυτών που καλλιεργούνται, επιλέγεται ως αντιπροσωπευτικός καρπός του συστήματος το σιτάρι. Μία πρόσφατη έρευνα σε περιοχή κοντά στο αρδευτικό σύστημα για τις ανάγκες σε νερό σιταριού δίνει μία καλή εκτίμηση (Norman et al, 1997). Επίσης γίνεται η υπόθεση ότι η άρδευση επαναλαμβάνεται κάθε 10 μέρες. Προφανώς αναγνωρίζεται ότι οι ανάγκες των καρπών σε νερό, λόγω γενετικών τροποποιήσεων, έχουν αλλάξει σε σχέση με τον 16ο αιώνα (Zhu et al, 2015). Επίσης προφανώς το σιτάρι δεν θα ήταν ο μόνος καρπός που καλλιεργείτο. Εν τούτοις για λόγους απλοποίησης η επιλογή θεωρείται καλή.
Μία άλλη παράμετρος που επηρεάζει την άρδευση είναι το έδαφος. Το έδαφος αντιπροσωπεύεται στο μοντέλο από τον ρυθμό διήθησης του νερού. Σαν επιλογή εδάφους επιλέχθηκε ένα λασπώδες έδαφος το οποίο φαίνεται ότι υπάρχει στην περιοχή(FAOa). Ένας άλλος λόγος είναι οι παρατηρήσεις των αρχαιολόγων παραπέμπουν σε εύφορο έδαφος αποκλείοντας την πιθανότητα το έδαφος να είναι άργιλος ή άμμος. Η διήθηση επηρεάζεται και από τον χρόνο της άρδευσης όπως και από την παροχή νερού. Όμως, η ανάλυση ευαισθησίας που πραγματοποιήθηκε έδειξε ότι οι συγκεκριμένες παράμετροι παίζουν μικρότερο ρόλο από το είδος του εδάφους.
Στο μοντέλο υπεισέρχεται και η μέθοδος άρδευσης. Πιο συγκεκριμένα στην υδραυλική μοντελοποίηση εξετάζονται:
Α) Η παράλληλη άρδευση όλων των χωραφιών
Β) Η άρδευση από τα ανάντη χωράφια στα κατάντη. Η τροφοδότηση μπορεί να αφορά όλο το σύστημα ή ενα σύστημα καναλιών.
Γ) Η άρδευση από τα κατάντη χωράφια στα ανάντη. Η τροφοδότηση μπορεί να αφορά όλο το σύστημα ή ενα σύστημα καναλιών.
Δ) Η άρδευση σε ομάδες χωραφιών που τροφοδοτούνται από το ίδιο κανάλι με την τεχνική από τα ανάντη στα κατάντη
Για την εφαρμογή των Β,Γ,Δ τοποθετούνται πύλες στο σύστημα. Στις παραδοσιακές πρακτικές τον ρόλο των πυλών παίζουν πέτρες.
Παράμετροι που δεν λήφθηκαν υπόψει είναι η εξάτμιση στα κανάλια, η διήθηση στα κανάλια, η παρουσία των φερτών υλικών και τέλος οι αλλαγές στην ζήτηση του νερού λόγω διαφορετικού στόχου σοδειάς.
Στο μοντέλο επιλέγουμε να εισάγουμε όλα τα χωράφια που υπάρχουν έτσι ώστε τα αποτελέσματα να είναι αντιπροσωπευτικά ως προς την κατανομή των ροών και να εμφανιστούν σχέσεις προτεραιότητας μεταξύ τους. Όταν τα χωράφια δεν τροφοδοτούνται από κανάλι εκροής έχουν επαφή με ένα κανάλι και υπάρχει η δυνατότητα να τροφοδοτηθούν από αυτό μέσω της βαρύτητας. Σε αυτή την περίπτωση θεωρείται ότι μία πέτρα από το κανάλι αφαιρείται έτσι ώστε να επιτευχθεί η άρδευση του καναλιού. Στην περίπτωση που δεν υπάρχει επαφή με κανάλι, τότε το χωράφι ανήκει σε μια ομάδα χωραφιών τα οποία τροφοδοτούν το ένα το άλλο. Ο τρόπος τροφοδότησης, δεδομένου ότι δεν έχει βρεθεί κάποιο χωμάτινο κανάλι, θεωρείται ότι γίνεται μέσω της αφαίρεσης μίας πέτρας από αυτές που οριοθετούν το χωράφι.
Στο σημείο αυτό πρέπει να διευκρινιστεί ότι στις προσομοιώσεις θεωρήθηκε ότι όταν ξεκινάει η άρδευση όλα τα πιθανά περάσματα, είτε από χωράφι σε χωράφι, είτε από κανάλι σε χωράφι είναι ανοιχτά. Ακόμη, το αρδευτικό σύστημα χωρίστηκε σε ενότητες όπου μία ενότητα αποτελεί ένα σύστημα καναλιών όπως αυτό έχει ορισθεί από τους αρχαιολόγους. Έτσι έχουμε τα συστήματα B,C,D,E,F,G και H. Κάποια από αυτά τα συστήματα κλείνουν με την βοήθεια πυλών με σκοπό την εμβάθυνση στον τρόπο που λειτουργεί το σύστημα.
Για την προσομοίωση των σεναρίων στα οποία τα χωράφια αρδεύονται παράλληλα ακολουθούνται τα παρακάτω βήματα:
I. Επιλογή σεναρίου εισροής νερού (20% ή 80% της μέγιστης δυνατής)
II. Προσομοίωση με το λογισμικό Sobek
III. Καταγραφή των ροών σε κάθε χωράφι ξεχωριστά
Στις περιπτώσεις Β και Γ όπου η άρδευση γίνεται από τα ανάντη στα κατάντη και το αντίστροφο ακολουθείται η διαδικασία:
I. Επιλογή σεναρίου εισροής νερού (20% ή 80% της μέγιστης δυνατής)
II. Προσομοίωση με το λογισμικό Sobek
III. Καταγραφή της ροής είτε στο πιο ανάντη είτε στο πιο κατάντη χωράφι (ανάλογα με την μέθοδο άρδευσης)
IV. Εφαρμογή υδατικού ισοζυγίου για την εύρεση της διάρκειας της άρδευσης χρησιμοποιώντας την χρονοσειρά των εισροών, την χρονοσειρά των εκροών (αν το χωράφι τροφοδοτεί άλλο χωράφι), τον ρυθμό διήθησης και την απαιτούμενη ποσότητα νερού.
V. Τοποθέτηση πέτρας-πύλης στο σημείο παροχής του νερου για να σταματήσει η ροή προς το χωράφι.
VI. Προσομοίωση με το λογισμικό για τον υπολογισμών των νέων ροών μετά την τοποθέτηση της πέτρας.
VII. Καταγραφή της ροής στο αμέσως επόμενο ή αμέσως προηγούμενο χωράφι (ανάλογα με την μέθοδο άρδευσης).
VIII. Συνέχιση της διαδικασίας όπως περιγράφηκε πριν με τον υπολογισμό του υδατικού ισοζυγίου και την τοποθέτηση πέτρας πύλης όταν έχει ικανοποιηθεί η ζήτηση νερού από το κανάλι.
IX. Όταν ολοκληρωθεί η άρδευση όλων των χωραφιών που τροφοδοτούνται από ένα κανάλι το κανάλι κλείνει με πέτρα-πύλη.
Η περίπτωση Δ μοιάζει με την περίπτωση Γ με την διαφορά ότι υπάρχει μία πέτρα πύλη η οποία αποτρέπει την παροχέτευση των κατάντη χωραφιών ώστε να μείνει το νερό στην επιθυμητή ομάδα χωραφιών. Όταν ολοκληρωθεί η άρδευση στην ομάδα τότε η πύλη ανοίγει για να παροχετευτεί η επόμενη ομάδα με τον ίδιο τρόπο.
Στην προσπάθεια εύρεσης ενός τρόπου αναπαραγωγής αποτελεσμάτων χωρίς όμως την επίπονη διαδικασία της προσομοίωσης δημιουργήθηκε ο δείκτης IrrEf ο οποίος συνδέει την διάρκεια άρδευσης με την έκταση χωραφιών που συνδέονται με ένα κανάλι ή σύστημα καναλιών και την παροχή νερού σε αυτό. Πρακτικά θα μπορούσαμε να τον εξηγήσουμε ως ένα μετρό της απόδοσης με βάση τον χρόνο. Ο δείκτης ισούται με την διάρκεια ανηγμένη ως προς την έκταση των χωραφιών και την παροχή νερού.
Αποτελέσματα
Ο δείκτης IrrEf υπολογίστηκε για το σύστημα καναλιών C και την τεχνική άρδευσης (από ανάντη στα κατάντη) δεδομένου ότι υπάρχουν πολλές προσομοιώσεις για το σύστημα. Η καμπύλη IrrEf-παροχή που περνάει από τα σημεία δίνει μια πολύ καλή προσέγγιση. Εάν προσθέσουμε και τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων από τα άλλα συστήματα καναλιών με την ίδια τεχνική φαίνεται ότι η καμπύλη μπορεί να περιγράψει και αυτά. Συνεπώς, δεδομένου μίας παροχής μπορούμε να βρούμε την τιμή του συντελεστή και στην συνέχεια την διάρκεια της άρδευσης για την ίδια παροχή και για μία συγκεκριμένη έκταση. Η διάρκεια αυτή αντιστοιχεί στην τεχνική άρδευσης από ανάντη στα κατάντη με την χρησιμοποίηση πετρών-πυλών.
Με τον δείκτη αυτόν έγινε δυνατή η εκτίμηση της συνολικής διάρκειας της άρδευσης για όλο το σύστημα με 2 μεθόδους. Στην πρώτη μέθοδο, η άρδευση γίνεται από ανάντη στα κατάντη για όλα τα συστήματα παράλληλα ενώ στην δεύτερη από ανάντη στα κατάντη για κάθε σύστημα ξεχωριστά . Είναι εμφανής η μεγάλη διαφορά στην διάρκεια άρδευσης λόγω διαφορετικής τεχνικής. Στην δεύτερη περίπτωση η συνολική διάρκεια διπλασιάζεται.
Συμπεράσματα
Για τις σχέσεις εξουσίας
• Από τις προσομοιώσεις και την τοποθέτηση των πετρών-πυλών, είναι εμφανές ότι στις περιπτώσεις που έχουμε τροφοδότηση νερού από χωράφι σε χωράφι, το ανάντη χωράφι ασκεί εξουσία στα κατάντη χωράφια.
• Το πρώτο σημείο παροχέτευσης είναι υδραυλικά ανεξάρτητο από το δεύτερο ενώ το δεύτερο εξαρτάται από το πρώτο. Το αποτέλεσμα μπορεί να ερμηνευθεί και σε σχέση με τους χρήστες του νερού των δύο παροχετεύσεων. Όποιος έχει έλεγχο στο πρώτο σημείο παροχέτευσης μπορεί να ασκήσει έλεγχο στο δεύτερο και σε όλους τους χρήστες του.
• Από την ανάλυση των ροών φαίνεται ότι δύο συστήματα έχουν εγγενή προτεραιότητα στην άρδευση το F και το Ε.
Συμπέρασμα: Οι σχέσεις εξουσίας σε ένα σύστημα, δεδομένης της φύσης των ανθρώπων, δημιουργούν αιτίες συγκρούσεων στους αγρότες. Για την ομαλή συμβίωση των κατοίκων του συστήματος, κάποιου είδους τοπική αρχή είναι αναγκαία ώστε να τηρούνται κανόνες χρήσης του νερού.
Για τα κατάντη αρδευτικά συστήματα
• Όταν είναι ανοιχτές οι 2 παροχετεύσεις του αρδευτικού συστήματος, δεσμεύεται στο σύστημα μέχρι και το 90% του νερού που κυλά στο falaj. Συνεπώς, εκείνο το διάστημα οι χρήστες των κατάντη αρδευτικών συστημάτων δεν μπορούν να εκμεταλλευτούν το νερό για άρδευση της τάξης που ερευνήθηκε.
• Η διάρκεια της άρδευσης, για τα είδη άρδευσης που προσομοιώθηκαν, είναι κατά το μέγιστο της τάξης της μίας μέρας στις 10 μέρες (που αντιστοιχεί στην περίοδο της άρδευσης). Συνεπώς, η χρήση του νερού από το σύστημα δεν αποτρέπει την χρήση του νερού από τα κατάντη συστήματα εφόσον δεν γίνεται την ίδια στιγμή.
Συμπέρασμα: Διαφαίνεται η ανάγκη ύπαρξης κάποιας συνεννόησης μεταξύ του αρδευτικού συστήματος και των κατάντη αρδευτικών συστημάτων. Παράλληλα, είναι σημαντικό να τονιστεί η θέση προτεραιότητας και άρα και εξουσίας που έχει το σύστημα σε σχέση με τα κατάντη αρδευτικά συστήματα.
Για την μέθοδο άρδευσης
• Στο σενάριο των μεγαλύτερων παροχών εισροής νερού, ένα σύστημα καναλιών (το σύστημα Η) υπερχειλίζει αν προσπαθήσουμε να απομονώσουμε την άρδευση σε αυτό.
• Στην περίπτωση που η άρδευση γίνεται παράλληλα σε όλα τα χωράφια χωρίς εφαρμογή πετρών-πυλών, κάποια χωράφια υπερχειλίζουν ενώ άλλα που βρίσκονται σε πιο χαμηλά υψόμετρα δεν λαμβάνουν καθόλου νερό. Σε χαμηλές παροχές νερού πάνω από το 1/3 των χωραφιών δεν δέχεται νερό.
• Όσο πιο πολλά συστήματα αρδεύονται παράλληλα με την εφαρμογή πετρών-πυλών, τόσο μειώνεται ο συνολικός χρόνος της άρδευσης του συστήματος ενώ αυξάνονται οι πέτρες-πύλες που πρέπει να τοποθετηθούν από τους χρήστες του συστήματος σε μία συγκεκριμένη χρονική περίοδο.
• Η χρησιμοποίηση περισσότερων μηχανισμών ελέγχου δεν αποφέρει απαραίτητα μείωση της διάρκειας της άρδευσης ακόμη και στο ίδιο σύστημα.
Συμπέρασμα: Είναι η απαραίτητη η χρήση πετρών-πυλών για την αποτελεσματική άρδευση όλων των χωραφιών. Σε σχέση με την πρακτική άρδευσης οι αγρότες έχουν να επιλέξουν ανάμεσα σε μία χρονοβόρα πρακτική άρδευσης που όμως χρειάζεται λιγότερους ανθρώπους για να επιτευχθεί ή σε μία πρακτική η οποία μειώνει κατά πολύ την διάρκεια της άρδευσης αλλά απαιτεί την συμμετοχή πολλών ατόμων στο σύστημα, την καλή συνεργασία τους και τον καλό συντονισμό των κινήσεών τους. |
el |