坎兒井水利工程

坎兒井歷史悠久，它是干旱地區(qū)一項特有的、古老的水利工程。全世界有40多個國家有坎兒井，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?？矁壕砂登?、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?，發(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?，與地面明渠連接。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定位、進人、出土、通風(fēng)及完成以后的檢查維修。澇壩是坎兒井的儲水工程，儲存多余井水，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)”?？矁壕延?000 年的歷史，暗渠總長度超過5000公里，與萬里長城、京杭大運河并稱為“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“第六批全國重點文物保護單位”。

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)境和地理條件有直接關(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。進入戈壁礫石帶后，由于礫石透水性極強，水流入地下，形成一個巨大的潛水帶。而礫石由黏土或鈣質(zhì)膠結(jié)，質(zhì)地堅實，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：其一，不用進水工具，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)達到飲用標(biāo)準(zhǔn)，便于管理。第三次文物普査坎兒井專項調(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。在強調(diào)生態(tài)保護的今天，坎兒井有著其他資源不可替代的價值。

二、坎兒井的生態(tài)價值

減少水分蒸發(fā)量，防止風(fēng)沙填埋?？矁壕堑叵鹿こ?，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?？矁壕侨斯ら_掘的純粹利用重力進行輸水的一種用水方式，不但在過去克服了缺乏動力輸水的困難，即使在今天也節(jié)省了動力提水設(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。

有利于促進生態(tài)平衡?？矁壕拇嬖谛纬闪艘粋€獨特的生態(tài)系統(tǒng)，豎井井口堆積的土丘，成了穴居動物的棲息地。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，不僅小型哺乳動物和鳥類等野生動物在冬季有水喝，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%?？矁壕?jīng)是吐魯番的最主要供給水源，在極盛時期其灌溉面積占總灌溉面積的60%以上?？梢哉f沒有坎兒井，就沒有吐魯番的綠洲經(jīng)濟。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井等情況的出現(xiàn)，吐魯番經(jīng)濟發(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行灌溉的地區(qū)帶來很大的影響，同時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)濟的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了負(fù)面影響。

新疆的地理條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、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?？矁壕軌騻鞒星?，說明它作為水利設(shè)施和其蘊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，而且維護著生態(tài)系統(tǒng)的平衡。