Orang Iran kuno ribuan tahun silam mengambil inisiatif pembuatan kariz atau Qanat. Qanat adalah jenis saluran irigasi bawah tanah yang menghubungkan sumber mata air menuju dataran gersang yang bakal diairi. Melalui inovasi ini, warga Iran kuno berhasil mengumpulkan air bawah tanah dan mereka dapat mengakses sumber air ini.

Air tanah menyumbang sekitar dua pertiga dari sumber daya air tawar dunia, dan tidak termasuk gunung es kutub dan gletser, air tanah menyumbang hampir semua air tawar yang dapat digunakan, sekitar 95 persen. Danau, rawa, waduk dan sungai tiga setengah persen dan kelembaban tanah hanya satu setengah persen. Air tanah telah diambil dari awal untuk keperluan rumah tangga (minum, mencuci) serta untuk pertanian (air untuk peternakan dan irigasi).

Air tanah memiliki keunggulan utama dibandingkan air permukaan: biasanya kualitasnya lebih tinggi, lebih terlindungi dari polusi langsung, tidak terlalu terpapar fluktuasi musiman dan tahunan, dan di sebagian besar dunia, air permukaan menyebar secara merata. Di daerah kering dan semi kering, air tanah banyak digunakan untuk irigasi. Di beberapa negara yang gersang dan semi-gersang, seperti Libya atau Tunisia, air tanah merupakan satu-satunya sumber air tawar yang digunakan untuk segala keperluan.

Menghancurkan atau menggali tanah untuk membangun sumur air banyak digunakan oleh masyarakat di daerah kering untuk menyediakan akses air tanah. Dalam beberapa tahun terakhir, sumur telah terbukti sangat berbahaya bagi akuifer dan secara signifikan mengurangi permukaan air tanah. Selain banyaknya energi yang dibutuhkan untuk mengekstraksi air dari tanah, pada dasarnya tidak mungkin untuk mengakses air di beberapa musim.

Dengan beragam kendala yang ada, lebih dari lima ribu tahun silam, bangsa Iran menciptakan sistem bawah tanah yang disebut qanat.

Qanat adalah sistem saluran yang terdiri dari deretan sumur yang saling bersambung melalui kanal saluran bawah tanah. Qanat atau terowongan terbentuk dari sebuah lubang atau sumur terbuka, di mana sebuah saluran terowongan mendatar di bawah tanah akan menghubungkan sumur-sumur itu dalam jarak tertentu. Dalam terowongan-terowongan bawah tanah tersebut juga dibuat ventilasi dan jalan penghubung untuk perbaikan dan pengerukan.

Ujung Qanat biasa disebut dengan “Madhar Qanat”, yaitu tempat keluarnya air dari jantung Qanat yang bisa digunakan untuk irigasi dan penggunaan lainnya. Di bagian akhir Qanat disebut dengan “Pishkar Qanat,” di mana bagian terakhirnya adalah “induk” sumur Qanat.

Panjang sebuah Qanat mempengaruhi keefektifan dalam laju penyaluran air, namun hal itu tidak sama tergantung pada kondisi alamnya. Kondisi itu juga tergantung pada kemiringan tanah dan kedalaman induk sumur. Selain itu, jika tingkat air bawah tanah lebih rendah maka kedalaman induk sumur akan lebih besar. Faktor terpenting yang menentukan panjang Qanat adalah kemiringan tanah. Jika kemiringan tanah lebih kecil maka panjang Qanat akan lebih besar dan sebaliknya.

Melalui penemuan unik ini, kapasitas air bawah tanah dapat dikumpulkan dalam jumlah besar dan disalurkan ke permukaan tanah. Air Qanat seperti mata air alami, di mana sepanjang tahun dan tanpa alat apapun mengalir dari dalam tanah ke permukaan tanah yang sangat berguna bagi pertanian.

Selain mentransfer air tawar ke dataran dan margin gurun, qanat dapat digunakan untuk drainase dan transfer air asin dan menjauhkan air ini dari sekitar akuifer air tawar karena lapisan geologi. Banyak kareze di Iran berusia lebih dari lima atau enam ribu tahun dan memiliki umur yang sama dengan sejarah kuno Iran. Meskipun beberapa ribu tahun telah berlalu sejak penemuan saluran air, penggunaan metode ini masih umum dilakukan di sebagian besar desa dan daerah pemukiman.

H. Goblot, seorang peneliti Prancis yang telah tinggal di Iran selama sekitar dua puluh tahun dan telah bekerja di bidang air di Iran, memilih qanat sebagai subjek studinya dan dengan banyak perjalanan ke berbagai belahan dunia dan menggunakan lebih dari lima ratus sumber ilmiah, menulis buku atau disertasi doktoralnya yang berjudul "Aqueduct: A Technique for Access to Water in Iran."

Di bukunya ini ia menulis, “Qanat merupakan penumuan orang Iran dan memiliki usia puluhan abad. Sementara Cina mempelajari penggalian air bawah tanah (qanat) sekitar 200 tahun setelah Iran. Semuah ini menunjukkan bahwa qanat pertama kali muncul di budaya Iran.”

Lebih lanjut ia menambahkan, Kariz atau Qanat pada awalnya bukan sekedar teknik irigasi, tapi secara penuh bersumber dari teknik pertambangan dan tujuannya untuk mengumpulkan air yang menghalangi proses pertambangan.

Sejarawan, peneliti, turis, dan penulis, setiap kali mereka berbicara tentang saluran air dan sistem irigasi tradisional Iran, selalu menyebutkan insinyur Iran yang telah mampu menemukan saluran air atau fenomena karez selama ribuan tahun, untuk membangun sistem irigasi tradisional yang menakjubkan ini.

Qanat telah menjadi salah satu fenomena dalam sejarah Iran yang menarik perhatian wisatawan dan mengejutkan mereka. Frederick Richards, seorang turis Inggris yang datang ke Iran pada tahun-tahun terakhir Dinasti Qajar, menulis tentang ini: Ada hal-hal yang aneh dan indah di Iran, tetapi yang paling menakjubkan dan aneh adalah saluran airnya. Saluran air khusus untuk Iran dan merupakan sesuatu yang belum pernah dilihat oleh wisatawan Barat.

Bagaimana saluran air muncul telah membangkitkan rasa ingin tahu para wisatawan. Jean Chardin, seorang turis Prancis di era Safawi, menulis tentang penemuan terpenting Iran: Orang-orang Iran menggali sumur di kaki gunung untuk menemukan air tanah, dan segera setelah mereka menemukan sungai sempit, mereka membawanya melalui saluran bawah tanah menjadi delapan hingga sepuluh cabang dan terkadang lebih. Mereka mentransfer dan mengangkut air dari titik tinggi ke tempat yang lebih rendah untuk aliran yang lebih baik. Tidak ada negara di dunia yang menghemat konsumsi air seperti Iran. Saluran bawah tanah ini terkadang digali sangat dalam. Saya pernah melihat kariz (qanat) di kedalaman ini (sekitar 30 meter). Dia kemudian menyatakan bahwa "tidak ada kelompok etnis di dunia yang mahir seperti orang Iran dalam menggali saluran bawah tanah."

Waktu pasti pembentukan saluran air tidak mudah, tetapi penelitian dan bukti sejarah membuktikan bahwa pada awal milenium pertama SM, beberapa kelompok suku kecil secara bertahap mulai bermigrasi ke dataran tinggi Iran, dengan curah hujan lebih sedikit daripada tanah-tanah tersebut. Mereka berasal dari daerah yang memiliki banyak air tawar, sehingga cara bercocok tanam mereka membutuhkan banyak air, yang tidak dimiliki oleh dataran tinggi Iran, sehingga harapan mereka satu-satunya adalah berada di sungai dan mata air di pegunungan.

Sebagai petani, mereka menghadapi dua kendala: pertama adalah sungai musiman yang kehabisan air pada musim panas dan kemarau. Masalah kedua adalah mata air yang mengalirkan air tanah dan mengering selama musim panas.

Namun, mereka melihat aliran air yang terus menerus digali oleh penambang Akkadia untuk mencari tembaga. Para petani menghubungi para penambang dan meminta mereka untuk menggali lebih banyak terowongan untuk memasok lebih banyak air. Para penambang setuju untuk melakukannya karena tidak ada masalah teknis dalam membangun lebih banyak kanal. Dengan cara ini, para petani menggunakan air yang tidak dibutuhkan oleh penambang dan membentuk sistem dasar yang disebut saluran air untuk memasok air yang dibutuhkan oleh lahan pertanian mereka.

Menurut sebuah prasasti, Sargon II, raja Asyur, menemukan sistem transmisi air bawah tanah selama kampanye melawan Iran pada 714 SM. Putranya Raja Sennacherib menggunakan teknik ini untuk membangun saluran transmisi air bawah tanah dan sistem irigasi canggih di sekitar Nainawa. Selama periode 331 hingga 550 SM, ketika kekuasaan Persia meluas dari Indus ke Sungai Nil, teknologi saluran air menyebar ke seluruh kekaisaran. Penguasa Achaemenid menciptakan banyak insentif bagi para pembangun saluran air tersebut, sehingga ribuan permukiman baru diciptakan dan diperluas. Setelah itu, pembangunan saluran air dipindahkan dari Mesopotamia ke pantai Mediterania dan dari sana ke selatan dan sebagian Mesir.

Di Iran timur, akuaduk/qanat pertama kali dibangun di Afghanistan dan kemudian menyebar ke Jalan Sutra dan permukiman Turkestan Cina. Selama periode Romawi-Bizantium (abad pertama SM hingga pertengahan abad pertama M), banyak akuaduk dibangun di Suriah dan Yordania. Teknologi konstruksi saluran air tampaknya telah menyebar ke Eropa utara dan barat karena ada bukti saluran air Romawi di daerah terpencil di Luxembourg.

Jelas bahwa akuaduk (qanat) adalah salah satu ciri terpenting orang Iran dan disebutkan oleh Polybius pada abad kedua SM. Polybius menulis tentang bagaimana Tears mencoba untuk mencegah Antiokhus mendekati kota Hecatompilus (Seratus Gerbang), ibu kota Parthia, dengan menghancurkan saluran air dan menghancurkan sumber air.