坎兒井水利工程

坎兒井歷史悠久，它是干旱地區(qū)一項(xiàng)特有的、古老的水利工程。全世界有40多個(gè)國家有坎兒井，我國見于新疆，主要分布在吐魯番和哈密地區(qū)，另在奇臺(tái)縣、木壘縣、庫車縣、皮山縣及阿圖什等地也可見到。目前仍在運(yùn)行的坎兒井主要分布在吐魯番和哈密地區(qū)。

一、坎兒井的特點(diǎn)及現(xiàn)狀

坎兒井是干旱地區(qū)的先民根據(jù)自然條件和水文地質(zhì)特點(diǎn)創(chuàng)造的地下水利工程。它利用地面坡度引取地下潛水來提供農(nóng)田灌溉和居民用水。坎兒井由暗渠、明渠、豎井、澇壩四部分組成。暗渠是坎兒井的主體工程，具有一定的縱坡降，分為集水段和輸水段。前部分為集水段，位于當(dāng)?shù)氐叵滤灰韵拢l(fā)揮截引地下水的作用；后部分輸水段在當(dāng)?shù)氐叵滤灰陨希c地面明渠連接。明渠即地面的導(dǎo)流渠，將水引入澇壩或直接澆灌田地。豎井主要用于開挖暗渠時(shí)定位、進(jìn)人、出土、通風(fēng)及完成以后的檢查維修。澇壩是坎兒井的儲(chǔ)水工程，儲(chǔ)存多余井水，以提高灌溉用水能力，并可調(diào)節(jié)水量用于農(nóng)田灌溉。

特殊架構(gòu)的坎兒井極大地緩解和克服了地上渠道輸水過程中水流蒸發(fā)損失嚴(yán)重的弊端，是古代勞動(dòng)人民智慧和汗水的結(jié)晶，是承載和傳承傳統(tǒng)文化和傳統(tǒng)工藝的“活態(tài)文化遺產(chǎn)”。坎兒井已有2000 年的歷史，暗渠總長度超過5000公里，與萬里長城、京杭大運(yùn)河并稱為“中國古代三大工程”。坎兒井之所以被稱為“活態(tài)文化遺產(chǎn)”，與其特殊性和背后的文化價(jià)值有重要的關(guān)系。2006年5月，坎兒井地下水利工程正式被國務(wù)院公布為“第六批全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位”。

新疆的坎兒井多集中在吐魯番盆地，這與吐魯番的自然環(huán)境和地理?xiàng)l件有直接關(guān)系。吐魯番盆地四周環(huán)山，山嶺靠盆地的內(nèi)緣是一圈戈壁礫石帶，再向里是綠洲帶。綠洲帶中心是中國海拔最低的地方——艾丁湖。吐魯番盆地的北部博格達(dá)峰與西部喀拉烏成山的春夏季雪融水和雨水徑流向盆地中心輸送。進(jìn)入戈壁礫石帶后，由于礫石透水性極強(qiáng)，水流入地下，形成一個(gè)巨大的潛水帶。而礫石由黏土或鈣質(zhì)膠結(jié)，質(zhì)地堅(jiān)實(shí)，因此坎兒井掏挖后不易坍塌，成為挖掘坎兒井的重要條件。吐魯番干旱酷熱，水分蒸發(fā)量大，風(fēng)季時(shí)塵沙漫天，往往風(fēng)過沙停，水渠被黃沙淹沒。而坎兒井是由地下暗渠輸水，不受風(fēng)沙的影響，水分蒸發(fā)量小，流量穩(wěn)定，可以常年自流灌溉，非常適合當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件。這也是目前不少學(xué)者認(rèn)為坎兒井起源于新疆的主要理由之一。

坎兒井在吐魯番和哈密盆地至今仍發(fā)揮著作用。究其原因，是坎兒井具備如下優(yōu)點(diǎn)：其一，不用進(jìn)水工具，利用地形的自流灌溉；其二，施工工具簡單；其三，坎兒井暗渠里的水不會(huì)蒸發(fā)，利于維持水流量平衡；其四，坎兒井能自流供給人畜飲水和灌溉；其五，避免風(fēng)沙掩埋輸水建筑物，只要將坎兒井的豎井井口及時(shí)封蓋，風(fēng)沙便不能侵入，可以保證灌溉和人畜飲水的正常供給；其六，坎兒井的水質(zhì)達(dá)到飲用標(biāo)準(zhǔn)，便于管理。第三次文物普査坎兒井專項(xiàng)調(diào)査數(shù)據(jù)顯示，吐魯番坎兒井總數(shù)為1108道，其中有水坎兒井278條，已干涸的830條。目前，坎兒井仍然是吐魯番農(nóng)業(yè)灌溉的重要方式之一。在強(qiáng)調(diào)生態(tài)保護(hù)的今天，坎兒井有著其他資源不可替代的價(jià)值。

二、坎兒井的生態(tài)價(jià)值

減少水分蒸發(fā)量，防止風(fēng)沙填埋。坎兒井是地下工程，它巧妙的構(gòu)造可有效防止風(fēng)沙淹沒，減少水分蒸發(fā)量。吐魯番水分蒸發(fā)量年平均可達(dá)3000毫米，而降水量年平均在16毫米以下，坎兒井這樣的工程，在減少水分蒸發(fā)量方面有著重大的作用。

降低能源消耗，減少環(huán)境污染。坎兒井是人工開掘的純粹利用重力進(jìn)行輸水的一種用水方式，不但在過去克服了缺乏動(dòng)力輸水的困難，即使在今天也節(jié)省了動(dòng)力提水設(shè)備的投資及能源的使用，為減少環(huán)境污染起到了一定的作用。

有利于促進(jìn)生態(tài)平衡。坎兒井的存在形成了一個(gè)獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)，豎井井口堆積的土丘，成了穴居動(dòng)物的棲息地。有些鳥類利用坎兒井的井壁筑巢繁殖，或者隱蔽御寒。澇壩成為魚類、兩棲動(dòng)物生存的特殊環(huán)境。澇壩周圍和明渠兩側(cè)是植物的良好生存地，營造出一個(gè)優(yōu)雅舒適的小生境。在坎兒井最集中的吐魯番，坎兒井水四季長流，不僅小型哺乳動(dòng)物和鳥類等野生動(dòng)物在冬季有水喝，還穩(wěn)定了艾丁湖的地下水位，維系了艾丁湖的生態(tài)均衡。

歷史上，吐魯番坎兒井年出水量2.1億立方米，灌溉面積18.91萬畝，分別占全新疆坎兒井出水量和灌溉面積的48.5%和52.1%。加上鄰近的哈密盆地，坎兒井總數(shù)占新疆全區(qū)的97.1%。坎兒井曾經(jīng)是吐魯番的最主要供給水源，在極盛時(shí)期其灌溉面積占總灌溉面積的60%以上。可以說沒有坎兒井，就沒有吐魯番的綠洲經(jīng)濟(jì)。自20世紀(jì)中葉以來，隨著一大批防滲渠的修建和隨意開挖機(jī)井等情況的出現(xiàn)，吐魯番經(jīng)濟(jì)發(fā)展所依賴的水源結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，坎兒井的流水量受到嚴(yán)重影響，這給很多地區(qū)，尤其是過去依賴坎兒井水源進(jìn)行灌溉的地區(qū)帶來很大的影響，同時(shí)給吐魯番居民的生產(chǎn)、生活也帶來諸多不便，對吐魯番農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了負(fù)面影響。

新疆的地理?xiàng)l件和氣候特征使其始終面臨“資源性”缺水的問題。坎兒井是干旱地區(qū)人們利用水資源最為經(jīng)濟(jì)、有效的水利工程，對綠洲農(nóng)業(yè)的形成和發(fā)展起著著至關(guān)重要的作用。坎兒井能夠傳承千年，說明它作為水利設(shè)施和其蘊(yùn)含的水文化能夠很好地處理人水關(guān)系，不僅改善人們的生存環(huán)境，而且維護(hù)著生態(tài)系統(tǒng)的平衡。