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Kanäle und Deiche bildeten die Grundlage für die Landbewässerung und den Hochwasserschutz im alten Sumer. Das Gebiet am Unterlauf des Tigris und des Euphrats im südlichen Mesopotamien, dem heutigen Südirak, ist ein Gebiet mit wenigen Niederschlägen, die im späten Winter und Frühjahr jedoch von großen Überschwemmungen heimgesucht werden. Ab etwa 3500 v. und in den nächsten zwei Jahrtausenden leisteten die Sumerer Pionierarbeit für die Kontrolle des Wasserflusses und die Entwicklung der Landwirtschaft, deren Produkte die Bevölkerung von über 20 Stadtstaaten ernähren sollten. Dieser Prozess wurde jedoch durch steigende Salzkonzentrationen im Boden behindert.
Umwelt und Landschaft
Die südmesopotamischen Ebenen, in denen die Sumerer lebten, wirkten flach, bildeten aber wie heute eine sich verändernde Landschaft. Im Spätwinter und Frühjahr führte die Schneeschmelze in den Bergen im Norden und Osten zu katastrophalen Überschwemmungen, die riesige Mengen von Schlick und anderen Sedimenten über mehr als 1800 Kilometer im Süden beförderten. Die Zweige der Flüsse Tigris und Euphrat schlängelten sich und mischten sich - anastomosiert - über die Ebenen. Sie bildeten ein wechselndes Muster aus Flussdämmen, Inseln mit Schildkrötenrückenbögen, Dünenfeldern und Sümpfen, die sich mit der nächsten Flut verlagerten. Während des restlichen Jahres wurde der Boden von der Sonne hart und trocken gebacken und vom Wind abgetragen.
Deichbau
Natürliche Deiche sind Böschungen, die von abgelagerten Flusssedimenten als Flussüberschwemmungen gebildet werden. Es handelt sich um asymmetrische Strukturen mit fast senkrechten Wänden, die an den Fluss angrenzen und sich entlang eines sanften Abhangs landwärts verjüngen. Die Breiten der Deiche während der sumerischen Periode betrugen gewöhnlich mehr als 1 km. Während des Hochwassers können die Flussniveaus zwischen 4 und 6 Metern variieren. Der Deichkamm kann sich bis zu 10 Meter über die umliegenden Ebenen erheben. Die Sumerer bauten die Dämme auf, indem sie mit Bitumen imprägnierte Schilfrohre gründeten, eine in der Region übliche, sonnengebrannte Oberflächenversickerung von Erdöl. Auf die Fundamente wurden gebrannte Lehmziegel gelegt, die ebenfalls mit Bitumen verklebt waren. Dies erhöhte nicht nur die Höhe der Flussufer, sondern schützte sie auch vor Erosion durch Wasserströmungen. In Trockenperioden bauten die Sumerer ein einfaches Entwässerungssystem, indem sie Wasser in Eimern über die Deiche hoben und Ackerland bewässerten. Sie bohrten auch Löcher in die harten und trockenen Deichwände und ließen das Wasser fließen und die Ernten auf benachbarten Feldern bewässern.
Kanalbau
Ursprünglich waren die Sumerer für ihre Wasserversorgung auf ein Netz natürlicher, anastomosierender Flusskanäle angewiesen. Sie begannen zwischen dem dritten und zweiten Jahrtausend v. Chr. Künstliche Zuführungskanäle und Kanäle zu graben und nutzten dabei die Flüsse. Dies sind die Verschiebungen von Wasserläufen, die durch natürliche Brüche in Deichwänden oder einen durch künstliche Drainagelöcher geschwächten Teil einer Deichwand entstehen. Durch diesen Vorgang wurde der Wasserlauf zweigeteilt. Der neue Flussarm hat entweder einen völlig neuen Verlauf genommen oder sich gewunden und ist zum ursprünglichen Kanal zurückgekehrt. Die Sumerer gruben an diesen neuen Wasserläufen Kanäle aus und gruben kleinere Zufuhrkanäle. Sie nutzten den ausgegrabenen Boden und die Trümmer, um weitere Deiche zu bauen. Die Kanäle können bis zu 16 Meter breit sein. Der Wasserfluss wurde durch Regulierungsbehörden - Dämme und Schleusentore - gesteuert, die an Punkten zwischen speziell verstärkten Deichwänden errichtet wurden. Die sumerischen Bauern sahen sich einem ständigen Kampf ausgesetzt, um die Kanäle von abgelagertem Schlamm zu befreien.
Versalzungsprobleme
Aufgrund ihrer Herkunft als Schneeschmelze enthielten die Flüsse Tigris und Euphrat immer hohe Konzentrationen gelöster Salze. Über Jahrtausende reichern sich diese Salze im Grundwasser an und werden durch Kapillarwirkung in Pflanzenwurzeln an die Oberfläche transportiert. Meeresüberschreitungen während der geologischen Zeit ließen auch kleinere Salzansammlungen in den Gesteinen zurück, die unter dem Boden lagen. Weiteres Salz wurde durch Winde vom Persischen Golf in die sumerische Ebene geblasen. Die Niederschläge reichten und reichen nicht aus, um das Grundwasser zu spülen, während die zunehmende Bewässerung die Versalzung verschlimmert. Verdunstetes Salz bildete eine weiße Kruste auf der Oberfläche von Feldern und Deichwänden. Moderne Methoden zur Kontrolle von Salzansammlungen bestehen darin, auf den Grundwasserspiegel zu bohren und das Grundwasser zu spülen. Die Sumerer verfügten nicht über diese Technologie und mussten die Felder abwechselnd brach liegen lassen oder sie zusammen mit den angrenzenden Dämmen und Kanälen aufgeben.