[科普中国]-坎儿井

坎儿井是在干旱地的劳动人民漫长的历史发展中创造的一种地下水利工程。坎儿井引出了地下水，让沙漠变成绿洲，古代称作“井渠”。坎儿井的主要工作原理是人们将春夏季节渗入地下的大量雨水、冰川及积雪融水通过利用山体的自然坡度，引出地表进行灌溉，以满足沙漠地区的生产生活用水需求。不同地的坎儿井在具体构造上均有其不同的地域特点，但一般而言，一个完整的坎儿井系统包括了竖井、暗渠（地下渠道）、明渠（地面渠道）和错现（小型蓄水池）四个主要组成部分。在该原理下运转的坎儿井流量稳定，且能保证井水自流灌溉。1

坎儿井的起源水利是农业的命脉。南疆维吾尔族世代在戈壁绿洲从事农业生产，水利灌溉至关重要。闻名遐迩的坎儿井便是当地水利灌溉系统的一大特色。由于坎儿井灌溉系统构造奇特，作用非凡，长期以来，一直受到入们的关注。从科学研究的角度，坎儿井的来源问题是研究的内容之一，但意见不一。2

关于坎儿井的来源，文献和考古都有一定的局限，很多都没有文字记载，遗址、遗物因为没有文字记载，也难于确证。对新疆坎儿井起源的说法，大概有三种：第一种，新疆坎儿井起源于波斯，即今伊朗。第二种，新疆坎儿井起源于中国内地。第三种，新疆坎儿井由维吾尔先民根据当地的自然地理条件自己发明。现对这三种说法分别作以介绍。2

坎儿井起源的三种说法⑴第一种，认为是新疆坎儿井来源于中亚，并用这种看法对新疆坎儿井的名称进行解释。他们认为维语名karez与波斯语karez读音与拼写形式全同，但是波斯语karez不是突厥语或维吾尔语，11世纪玛赫穆德·喀什噶里的《突厥语大辞典》不载此词，可以为证。当时坎儿井已在中亚各地盛行，波斯语karez早在波斯与阿拉伯文献中应用，如果波斯语karez为突厥语，《突厥语大辞典》一定会载此词。2

持此观点者以黄盛璋的《再论新疆坎儿井的来源与传播》一文最具代表性。该文认为：Karez是波斯语，意为地下水道，来自古波斯语kohrez，最早由kathc（意为掘、挖）与rez（意为水流）合成，波斯文献中多次使用。世界最早的坎儿井最早可以追溯到公元前8世纪的西亚之亚述帝国，后属波斯，今在伊朗境内，波斯现虽不能确定为坎儿井最早发源地，但最早由波斯帝国发展起来，在帝国范围内广泛流行，伊朗仍为世界坎儿井使用年代最长、数量最多、发展程度最高之地，一般都认为它是世界坎儿井最早传播的中心。但伊朗却用阿拉伯语Qanat/khanet，这是因为6世纪后，波斯帝国瓦解而为阿拉伯所取代，在阿拉伯直接统治之地，包括今伊朗及其以西的东方地区，采用阿拉伯语Qana/khanet，或Foggara，而自伊朗以东直到新疆境内，包括哈萨克、乌兹别克、塔吉克、吉尔吉斯、阿富汗，巴基斯坦，都称坎儿井为karez，这些地方历史上直接或间接受波斯文化以至政治影响之地，少数还有记载，考古遗迹也能证明其古老，karez确定为波斯语，本身就提供一个不可磨灭的证据。对于karez的传入时间可能很晚。今维语尔语karez出现时间也很晚，《突厥语大辞典》没有，高昌回鹘文书没有，明代高昌馆课也没有，连近代维语也未见使用这个词，它最早不能超过清中叶以前，因为坎儿井在吐鲁番出现就晚。新疆正和使用karez为坎儿井名称的原苏联中亚、阿富汗、巴基斯坦相连接，又有丝绸之路贯穿东西为之联系，尤其是其中亚东部、巴尔喀什湖以东以南属于清朝领土，其中浩罕和新疆不仅疆界相接，而且多次和新疆地方发生关系，所以吐鲁番坎儿井来源于中亚使用karez地区，特别是浩罕，应该最为合理。2

⑵第二种，认为新疆坎儿井来源于中国内地。持此观点者可以新疆维吾尔族自治区水利厅著名水利专家王鹤亭先生为代表。他在1983 年发表的《新疆的坎儿井》一文对其观点有详细阐述。文章指出，清朝历史学家王国维在《观堂集林·西域井渠考》一文中认为，坎儿井起源于“井渠”，并引《史记·大宛列传》中的一个故事，以支持此说。大宛，即今乌孜别克斯坦的费尔干纳盆地。故事说，大宛城中本无井，引用城外流水，后在战事中，外城被困，水源切断，因找到了“秦人”，才学了穿井，解决了当时城内严重的断水问题。“穿井”之术，因找到了秦人才学会，可见不是一般简单的竖井；又要不被作战对方发现，则不可能是明流，而只能是引地下潜流，那就是坎儿井了。“秦人”当时是泛指中国关中一带的人。它说明“井渠”或“穿井之法”，当时已由中国内地传至西域，而且已应用到引地下潜流了。2

“井渠”或“穿井”是否就是现在新疆坎儿井的起源呢？其方法和坎儿井有没有共同之点？这是关于坎儿井起源争论的一个关键问题。文章认为“井渠”或“穿井”的结构细节，和坎儿井的结构和开挖方法对照，则不难看出，尽管所引水源有地上明流和地下潜流之别，但重要的是其凿井穿渠的方法，则是基本相同的。其目的都是要用暗渠穿过较厚的土层，使能以一定的坡降，把深沟的地表水或深处的潜流引出地面来，用以自流灌溉。“往往为井”就是从地面上每隔一小段距离打一竖井，以便人在下面挖暗渠，而竖井下面的暗渠挖通后“相通行水”。从辩证的观点来看，不能因为二者所引水源不同而完全否定它们之间相同的方面。事实上，吐鲁番盆地吐鲁番市的红柳园子就有两条老坎儿井，是通过高岸坎引大河沿的地下明流的。托克逊县先锋公社亦有一道叫达特汗的老坎儿井，是引取白杨河右岸一条较深泉沟内的地上明流的。可见引地上明流的“井渠”与引地下潜流的“坎儿井”之间，没有截然不同和不可逾越的界限。有人说修建坎儿井的目的，主要是为了在干旱、半干旱地区用暗渠来避免水流的蒸发损失，但这是一个附带的好处，而修建的主要目的，还在于引取用以自流灌溉的地下水源。2

⑶第三种，认为新疆坎儿井来源于由维吾尔先民根据当地的自然环境与地理条件的发明。如宋政厚在其《吐鲁番坎儿井传奇》一文中引用了在吐鲁番流传甚广的一则民间故事：说相传古时候，有位年轻的人，赶着羊群来到吐鲁番，四处寻找水草丰茂的绿地。然而，迎接他的，却是一片苦早的荒漠。牧人并不气馁，他跑遍了火洲大地，终于见到一片绿茵茵的洼地，长满着茂密的青草，只是不见水的影子。眼看着羊群因缺水即将渴死，他心急如焚，便动手在草地.上掘土找水。这时，过路人摇着头劝他：“别费劲了小伙子，水是到不了吐鲁番的，它在半路上就让太阳和戈壁合谋分光了!”“真的是这样吗？”年轻人思忖着：“不是说，绿草和清泉是一对天生的情人吗？既然见到了绿草，就一定能找到它的情侣。”于是，他歇口气，擦把汗，继续向地下开掘。当挖到几丈深时，水像珍珠似的从沙隙中涌了出来，汨汨欢唱，比甘露还甜。人畜赖以生存的物质条件的突然出现，一下坚定了他立足戈壁的信心。为了不让泉水被太阳夺走，聪明的牧人顺着北高南低的地势每隔几十步开凿一眼竖井，再以竖井作为出口，掏挖地下暗渠，使竖井、暗渠连通一体，形成长长的流水，一直流到盆地低处，露头地面。坚强的牧人找到水的消息像长了翅膀一样，很快传遍了吐鲁番。于是，人们都仿效这个牧人的做法，挖一段暗渠， 掘一口竖井，再挖一段暗渠，又掘一口竖井，此接彼连绵延不断。1里、2里、5里……就这样，一年复一年，一代复一代，挖出了一道道工程浩繁的地下长河，把水从地下引到了地上，哺育万物，给火洲带来鸟语花香的春光美景和果实满园的丰收秋色。2

学者们通过考证吐鲁番盆地喀喇和卓周围被掩埋多年而解放后重新发现的10多条老坎儿的年代，推测吐鲁番盆地坎儿井至少也有2000年多年的历史。但在托克逊县西北的kokjoy（阔克嘉）乡新发现的岩石画中刻出的明晰可见的坎儿井图案，把这一推测至少提前了2000年。据刊布者的考证，这些岩画有4000-6000 年的历史。这些事实推翻了坎儿井文化2500年前从波斯人那里传到了吐鲁番的假说。2

力提甫·托乎提在其《论Kariz 及维吾尔人的坎儿井文化》一文中，从语言学的角度，对新疆的坎儿井起源本地说作了详细阐述。文章指出，Kariz一词的词源，波斯语里有kdreez （坎儿井）一词，由它构成词还有kareez kan（挖坎儿井的人）和kireez koni（挖坎儿井）等词语。另一个词是qanat（坎儿井）其复数形式为qenawato由qanat构成的词有mahi qanat（鲤鱼）。从语言学的角度讲，如果一种语言里有两个表示一个意义的同义词，其中之一往往有可能来自外来语。波斯语的qanat和koreez两个词的同时存在也提示了波斯语的koreez是外来词，更确切地讲，是突厥语借词。突厥语言属于阿尔泰语系。再分析kariz一词的来源是由阿尔泰语动词kar（挖、挖掘）缀加古复数或双数词缀z而形成的。Kariz（坎儿井）一词的构成建立在kar这一动词所具有的挖、挖掘的语义基础之上。z成分在古代突厥语时期也是较能产生的词缀，表示双数或复数意义。由此，这些都证明了坎儿井文化是维吾尔人先民的发明。2

坎儿井的分布坎儿井主要分布在亚洲中西部国家和地区，如伊朗、巴基斯坦、阿富汗、沙特阿拉伯、中国的西北、哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、吉尔吉斯斯坦、印度西北部、土库曼斯坦、叙利亚、 伊拉克、阿曼、利比亚、约旦、也门等。非洲北部也有少量的坎儿井，如埃及、利比亚、阿尔及利亚、突尼斯、摩洛哥等。欧洲和美洲也有极少量的坎儿井，如西班牙南部、意大 利、塞浦路斯、墨西哥、美国、智利、秘鲁等。3

坎儿井的形成条件吐鲁番位于新疆东部，距中原地区较近，是古西域受中原文化影响较大的地区之一。同时，从汉代开始，吐鲁番地区一直是匈奴、鲜卑、柔然、高车、突厥、回骨鸟、契丹和蒙古等游牧民族西进过程中的必争之地，是中原王朝的屯兵要塞，也是丝绸之路通向西域的必经之地。汉代以来吐鲁番水资源大范围的开发利用，使得我们的先人依托水资源把吐鲁番建设得更美，形成了具有独特地域特色的绿洲文明，让它成为了东西方文明交汇的枢纽。据《汉书西域传》的记载，在当时的吐鲁番绿洲文明中，交河和高昌古城最为著名。由于自然条件优越，交河城成为有确切记载的吐鲁番最早的绿洲王国，是西汉时期西域地区车师前国都城所在地。公元前48年，汉朝在此设戊己校尉府，对吐鲁番的屯垦事业和水资源进行了大规模的开发，为吐鲁番地区带来了一轮农耕文明的发展的高峰。公元450年，北凉政权攻破交河城，灭车师前国。交河城的衰败，使得吐鲁番地区的政治、经济和文化中心转至高昌。公元840年，漠北草原回鹤西迁至此，建立高昌王国。十三世纪中叶后，天山以北蒙古族多次侵犯回鹤高昌国，战争持续40年之久，交河和高昌城在战乱中被毁，自此逐渐废弃。特殊的自然和水文地质条件，以及兵燹不断的历史背景，使得这两座古城的建筑产生了多文化融合交流的地域特点。其中，交河城建在两河交汇处一片开阔的台地上，整座城市完全是在天然的生土层上向下掏挖而成，这座为适应当地地质特点而挖掘出来的城市目前是世界上保存最为完整的土城遗址。同时根据历史发掘资料，学术界发现交河城发展进程中，交河城的水资源利用经历了从最初的城中无井，到后来几乎每个家庭和较大寺院都有自己的井的发展历程。多数情况下，井深达30米左右的现象，则是该城建筑与生活方式随所在台地两侧河流不断下切而调整的有力见证。另外，一种较为清晰的历史学观点认为，高昌城在唐代之所以能够建立起王国，与当地坎儿井的使用，使其产生了较为发达的灌溉农业具有密切的关系。1

从西汉至今的2000多年中，吐鲁番水资源条件相对较好，从而使其成为广袤荒漠中的一片绿洲，使得吐鲁番地区为东西方交流的重要要道，并在该地区呈现出多元文化传承与并存的格局。首先，这里是多种宗教并存之地，佛教、祆教、摩尼教、景教、伊斯兰教、基督教、天主教、东正教、道教等都曾在此汇聚交融。丝绸之路开通后，吐鲁番又逐渐成为东西方文化交流之地，也成为连接印度、波斯、希腊和中国等文明的纽带。但是20世纪以来由于自然原因和人为原因，气候变得更加干旱、降水量减少、蒸发量增大，使坎儿井的出水量日益减少，数量也变少，从而造成吐鲁番地区的水资源条件越来越差。1

坎儿井水利系统不仅仅是中华文明体系下一个灿烂的文化成就，更是世界文明的重要组成部分。坎儿井的兴盛是建立在吐鲁番地区社会、经济、文化发展的基础之上的，同时坎儿井也见证了东西方经济文化的交流。有着多年悠久历史的吐鲁番文明，进一步阐明了自然界尤其是水资源的开发和利用，与干旱地区文明更替之间的密切作用。1

吐鲁番自古有“火洲”、“风库”之称，气候极其干旱。吐鲁番植被稀少，因此有植被的地方就会特别受珍惜和重视。有水源，才会有人群；有人群，才会有绿洲；有绿洲，才产生了吐鲁番绿洲文明。吐鲁番古代劳动人民用智慧和双手创造了坎儿井，把融化后渗入吐鲁番盆地下的天山雪水用坎儿井引流出来，大规模应用于生产生活。然而得益于坎儿井的推广使用，吐鲁番地区在很早就产生了较为发达的绿洲灌溉农业文明。吐鲁番人民进而开拓出了一片片绿洲。因此，可以说坎儿井是绿洲文明的源头，孕育了吐鲁番古老的绿洲文明，“没有坎儿井就没有吐鲁番，没有坎儿井就没有吐鲁番的文明”。作为一种水利灌溉系统，坎儿井承载了吐鲁番独特的文化。1

坎儿井的类型、结构和施工方法坎儿井的类型吐鲁番的坎儿井按水文地质条件和分布可分为三种类型：⑴山区河流补给型坎儿井，分布在火焰山以北的灌区上游地区，集水段较长，出水量较大，水量稳定，矿化度低。⑵山前潜流补给型坎儿井，这类坎儿井分布在火焰山以南冲积扇灌区上缘，由直接引取山前侧渗形成的潜流，天山水系渗漏与火焰山北灌区引水渠系渗漏等形式补给地下水，集水段一般较短。⑶平原潜流补给型坎儿井，这类坎儿井分布在火焰山南灌区下游，地层为土质构造，水文地质条件差，一般出水量较小，矿化度较高。4

由于坎儿井分布地域的不同及其水文地质的差异，坎儿井分为两类，即“沙坎”与“土坎”。根据坎儿井分布地域的不同，大约可以分为三个区块：4

①分布在火焰山以北灌区的上游

该区坎儿井的地下水距补给源最近，有较长的出水段，属河谷型潜水补给，为第一个利用层次。该区坎儿井所属地层一般为砂砾构造，当地称为沙坎。沙坎一般单井出水量较大，矿化度低，水量稳定。属于这一区的坎儿井群分布的地区大致有都善县的七克台镇、辟展乡、连木沁镇的汉墩地区、吐鲁番市的胜金乡、亚尔乡北部以及托克逊县的大部坎儿井群分布区。4

②分布在火焰山以南的冲积扇灌区上缘

该区的坎儿井一般为山前首部补给形式或河谷潜流补给。第二区坎儿井大致分布在吐峪沟乡的洋海及吐鲁番葡萄沟和干沟下游有坎儿井的地区，这一区坎儿井群形成对天，山水系地下潜流利用的第二层次，该区坎儿井大多是沙坎，出水量大，流量稳定，矿化度较第一区坎儿井水稍高。4

③分布在火焰山南灌区的下游地带该区坎儿井多属平原潜水补给型。一般较浅，井深米左右，所属地层为土质构造，当地称为土坎。该区坎儿井群形成对盆地地下水利用的第三层次。它们一般出水量较少，矿化度高，有的达不到引用水标准，有少数甚至不能用于灌溉。第三区坎儿井群的分布地区为靠近艾丁湖东北部的达浪坎乡、迪坎乡、艾丁湖乡、三堡乡，以及恰特喀勒乡以南地处灌区中下游的坎儿井群。4

坎儿井的结构新疆的坎儿井，都分布在非常干早的地区，它是当初人们缺乏把各山溪地表径流由戈壁长距离引入灌区的手段以及缺乏提水机械的情况下，根据当地水文地质的特点，创造出用暗渠引取地下潜流，进行自流灌溉的一种特殊水利工程。2

如图1所示。新疆坎儿井的布置，一般是大致顺冲积扇的地面坡降，亦即顺地下潜流的流向，与之相平行或斜交。其构造由竖井、暗渠、明渠和涝坝（即小型蓄水池）四部分组成。2

竖井，是开挖暗渠时供定位、进入、出土和通风之用，并为整个工程完成后检查维修之用。开挖时所取的土，堆积在竖井周围，形成环形小土堆，从地面上看，像串珠似的一道道小圆圈，可以防止一般地面水入侵。竖井的间距，一般上游段约为60至100米，中游段约30至60米，下游段约为10至30米。竖井深度，上游约40至70米，有深达100米的，中游约20至40米，下游段约为3至15米。其断面一般为矩形，长边顺暗渠方向。2

暗渠，也称集水廊道或输水廊道。首部为集水段，在潜水位下开挖，引取地下潜流，一般为一个头，长50至100米。位于冲积扇上部的坎儿井，因土层多沙砾石，含水层较丰富，其集水段较短，而冲积扇中部以下的坎儿井，集水段较长。集水段以下的暗渠为输水部分，一般在潜水位上千土层内开挖。暗渠的纵坡，比当地潜水位的纵坡要平缓，所以集水段走一定距离后，就可高出潜水位。暗渠的长度，视潜水位的埋藏深度、暗渠的纵坡和地面的坡降而定，一般3至5公里，最长的超过10公里。暗渠断面，除了满足引水流量的需要外，主要根据开挖操作的要求。为了节省土方量，并要在当时没有衬砌的条件下保持土层自然拱作用，开挖断面一般采取窄深式，宽约0.5-0.8米，高约1.4-1.7米，仅能容纳一人侧身前进和弯腰操作，但现在所有旧的坎儿井的暗渠断面，大都已很不规则。暗渠的纵坡，主要根据土质决定，在冲积扇上部沙砾土层内，纵坡较大；在灌区内部黄土土层内，纵坡较小，比起地面的坡降都平缓得多，所以暗渠走一定距离后，就可逐渐接近地面而把水引出来，自流灌溉。国明渠与一般渠道基本相同，横断面多为梯形，坡度小，流速慢。输水廊道与明渠相接处称龙口，龙口以下接明渠。涝坝，又称蓄水池，用以调节灌溉水量，缩短灌溉时间，减少输水损失。涝坝面积不等，以600-1300平方米为多，水深在1.5-2米。2

坎儿井的施工方法和施工工具新疆坎儿井的开挖工艺，基本上仍保留着旧的传统。首先，根据耕地或拟垦荒地位置，向上游寻找水源并估计潜流水位的埋深，确定坎儿井的布置。根据可能穿过的土层性质，考虑暗渠的适宜纵坡。然后开挖暗渠，一般先从下游开始，先挖明渠的首段和坎儿井的龙口，然后向上游逐段布置竖井开挖。每挖好一个竖井，即从竖井的底部向上游或下游单向或双向逐段挖通暗渠。最后再从头至尾修正暗渠的纵坡。挖暗渠和竖井所使用的工具，主要为镢头和创锤。出土时，用土筐从竖井上使用辘轳起吊，一般用人力拉，在上游较深的竖井则用牛力拉。为了防止大风沙土刮进坎儿井，并避免冬天冻坏，竖井进口处冬季常用树梢、禾秆及土分层封盖。挖暗渠时因工作面较窄，一处只能容一人挖， 又在黑暗中摸索进行，仅靠油灯照明，其定向方法，主要在竖井内垂挂两个油灯，从这两个灯的方向和高低，可以校正暗渠的方向和纵坡。哈密市也有用太阳反射镜定向，并作照明。一般先挖暗渠的底部，后挖顶部。要用两手轮流交叉挖，以防挖偏。劳动组织一般需3至5人，遇到松散砂层时，须局部用板支撑，避免塌方，并防以后水流掏刷。2

坎儿井的施工工具有挖凿工具、提升工具、运输工具、照明与加固器具等。如下作以介绍。2

第一，挖凿工具。

有5种，①镘头，是吐鲁番地区较为古老的挖凿工具，主要用于竖井和暗渠的开凿工序。②坎土曼，是水活和旱活通用的工具，主要用来挖掘较松软的土层、运土石，或捞挖淤积物。③抱锤，亦称抱器，它是挖坎儿井的匠人们在使用镘头过程中的一种改进工具。它的优点是比镘头轻便，可随时更换锋利的尖子，以提高挖凿工效。④尖子亦称人子，这是安装在抱锤上，用来开凿竖井和阴沟廊道的专用工具，并可兼为挖掘引水暗渠底部淤积物之用。尖子可多存备件，便于随时更换使用。⑤铁铲，亦称铁锨，是当今仍广泛应用的手工工具。2

第二，提升工具。

有辘轳、电动提升工具与提升工具附属器物等。辘轳，亦称鹿脩，现代仍有三脚架式手摇曲肩辘轳，它是一种靠人力来提取土石或淤积物的专用工具。还有长方形框架式辘轳，主要是靠畜力来提取出井内土石或淤积物的工具。现代也有用电为动力的电动提升工具，十分轻便。提升工具附属器物，如绳子、勾子、架子等。绳子，是人力或畜力的提升工具。从井下提土时，都配有一根比竖井深度稍长一些的绳子，其质地一般是牲畜毛或麻。现代使用电动机械提升工具，每次提升重量增加，故改用钢丝绳。勾子，一般选用桑树的支叉，也有专制的铁勾，主要用来钩挂筐子或供人们上下井踩脚之用。架子是支撑绳子的，防止绳子在戈壁滩上被磨破。2

第三，运输工具。

运输工具是筐子与人工传递。筐子一般为柳条或桑树条编制而成，为提升运载工具。挖掘坎儿井的操作过程中，除挖凿匠人外，还应有2~3人用筐子等盛器装载和转运土石或淤积物。2

第四，灯葫芦、燃料与防水灯。

灯葫芦，是当地生产的一种陶制灯，用以照明，以利在暗渠内操作。灯葫芦除照明外，还有两项功能，其一可预测井内是否缺氧或有瘴气，以免出人员伤亡事故；其二可用灯光配合竖井口架子上的绳子来测定暗道挖掘的垂直度，以免浪费劳力。燃料一般为植物油，人们在灯葫芦内灌进适量的植物油后，再用棉花柠上一根棉绳插入灯口，即可点燃照明。防水灯，现代挖掘坎儿井时运用防水灯，以增强光亮，方便操作。但仍需在暗渠深部操作点挂一盏灯葫芦，以防不测。.2

第五，加固器具。

有3种，其一水闸，古称权。坎儿井暗渠内，输水廊道的土质不同，有些地段松软易塌，要选用桑树木料，加工制作水闸，以加固之，确保暗渠输水畅通。其二撑子，分上幅和下撑。其三闸板，亦称架板。现在也有用水泥管，埋于易坍塌部位，以保证水流畅通。2

坎儿井的优点坎儿井是干旱地区巧妙开发利用地下水的水利工程，它的主体深埋地下，一般看不到它的全貌，实际上它是改变自然水坡度，使地下水提前出露的水利工程，归纳起来坎儿井有以下优点：4

⑴坎儿井节约能源消耗，能自流灌溉

古代没有电动机、柴油机及水泵之类的机械，无法从地层深处提取地下水，坎儿井把地下水源不断送往农田和果园，灌溉农作物，现今使用坎儿井也不用消耗油电等能源，没有机器的费用，它的运行费用很低。吐鲁番市的棉作站有一条大坎儿井，最大出水量为一126公升/秒，出口水温17.7℃，PH值为8.03，日可灌地8公顷。4

⑵坎儿井能减少水量蒸发损失

吐鲁番地势低洼，夏日经常气温在摄氏度以上，蒸发强烈，而坎儿井水全在暗洞里流淌，避免阳光照射，蒸发损失也就减少。4

⑶避免风砂掩埋输水建筑物

吐鲁番等地一旦风起，会夹带大量风砂，将沟渠埋没，坎儿井在地下，只要将竖井口及时封盖，风沙不能侵入，可以保证灌溉水正常流动。4

⑷坎儿井水量稳定水质好

坎儿井水来自地下水，水量受外界因素影响较少，没有发洪水或因天冷无融雪水而断流的情况，可以按水量大小组织轮灌，保证农业生产正常进行。坎儿井一般在戈壁滩深处开挖，受到人类活动污染少，又在地下经过砂石土壤净化，所以质好适宜饮用和灌溉。4

⑸坎儿井施工技术要求不高

坎儿井施工技术是有一个匠人带上几个普工用简单的工具就可开挖的地下水利工程。所使用的工具如刨锤、撅头、砍土曼、红柳筐等，均可就地打造，不涉及电动气动等装置，工艺过程简单，只需通过艰苦劳动即可以获得成功。4

坎儿井发展现状数量减少在20世纪50年代末，全新疆有水坎儿井数量高达1784条，年出水量为6.83亿立方米，灌溉面积高达24200公顷。然而，由于生态环境恶化，人口急剧增加，耕地面积扩大，机电井的数量大幅上升，水资源大量消耗，导致坎儿井的数量显著降低，如图3所示。5

从图3中可以看出，占新疆坎儿井数量70%的吐鲁番地区，坎儿井数量从1957年的1237条锐减为2014年的214条，减少了1023条，减少了80.7%。平均每年18条消失。5

出水量下降坎儿井的出水量从1957年开始，总体呈现持续下降的趋势，20世纪60年代，坎儿井的发展到达巅峰时期，1957年年出水量为7.6亿立方米，总灌溉面积曾高达36.16万亩。到2014年，年出水量为1.15亿立方米，总灌溉面积只有8.49万亩，分别下降了84.87%和76.52%。5

流经区环境恶化一是土壤结构变化。坎儿井是祖先遗留的宝贵水文化遗产，是少见的集水利遗产和文化遗传属性于一身的综合遗产。浅层地下水作为坎儿井的水源，只有其资源的不断补给才能维持坎儿井的可持续发展。但是，由于目前机电井在坎儿井绿洲灌溉区内大量的修建及无序式地开釆，导致浅层地下水位的不断下降，引起坎儿井干涸数量的增加。而且，被抽取水的位置，很可能带来诸如底层泥土带凝固等土壤结构的改变，这样的结构改变基本上没有可逆性可讲。在对新疆绿洲多个棉田区域土壤测定后发现，土壤均呈碱性，PH均值为7.87，且为轻度盐化土壤，盐分含量均值为3.44g/Kg。5

二是荒漠化面积增加。坎儿井的干涸数量的增加，势必会影响新疆地区绿洲和植被的变化。新疆属于生态脆弱区，森林资源较少，根据《第九次全国森林资源清查》结果显示，新疆的现有森林覆盖率仅有4.87%，而吐鲁番的森林覆盖率仅有1.27%。相比之下，吐鲁番地区的生态环境更为脆弱。而水资源的大量过渡消耗，势必会导致沙漠化进程加快，进而影响绿洲面积和人类及生物的生存。吐鲁番地区荒漠化土地面积己占总面积的46.87%。吐鲁番盆地的绿洲面积由南向北逐步缩小，其生态安全受到严重威胁。5

三是生物多样性降低。沙漠化过程中，由于没有充足的水源和食物，大量的鸟类昆虫，穴居动物以及两栖动物迁徙或者灭绝造成生物多样性降低。缺少了人工修缮和维护的村庄，耕地、小片绿洲、坎儿井被废弃的现象随处可见，若一直不闻不问，沙化情况势必会更加严重。而这种零星式的废弃举动，虽然规模小，但也不能忽视。若废弃举动长期积累，而利用机电井来维持生存，人类活动向天山山脉水源的迁移势必导致吐鲁番盆地绿洲的移动，无疑更加陷入了生态的恶性循环。5

坎儿井水资源的利用坎儿井与地表水资源的关系新疆吐鲁番地区的水资源供给主要包括地表水和地下水资源。地表水资源主要可以分为两大水系即：天山水系和火焰山水系。吐鲁番地区的地表径流主要是源于位于该地北部的雪峰，通过高山融雪每年向吐鲁番盆地提供水资源。流向盆地地区的地表径流最终都会汇入艾丁湖，当地表径流流经山前的冲积扇地带将会渗入到地下从而形成地下潜流。艾丁湖是吐鲁番地区的主要湖泊也是该地主要的地表水源。吐鲁番地区的地下水主要源于高山河水流经戈壁地带时，大量的河水渗入地下从而形成地下水。该地区的地下水资源主要由坎儿井、自流井和电机井提供，其中坎儿井是具有古老传承的地下水供给途径。坎儿井井水不经过地表，直接利用地势的落差通过地下暗渠进行输送，不易受到季节以及风沙的袭扰，同时能够有效的防止水分的蒸发。艾丁湖和坎儿井作为地表水和地下水资源主要的供给源，极大程度上保障了吐鲁番地区人们的用水需求。6

坎儿井与艾丁湖之间组成的系统不仅能够保障当地的用水需求，同时能够维持当地干旱环境下的生态平衡。如果没有坎儿井的持续水源，吐鲁番盆地冬天就会缺水。在冬季，艾丁湖的主要水源补给来自坎儿井的地下暗流。同时，艾丁湖每年蒸发大量的水资源，这些蒸发的水资源在山前形成降雨回归盆地。当艾丁湖缺水时，地下水成为艾丁湖的补给源；反之，当地下水水位降低时，艾丁湖可以作为水源补给地下水。因此，当地表水源消耗量过大时，地下水由于补给艾丁湖会造成水位下降，当地下水水位过低时，就会影响坎儿井为当地提供水资源的作用。综上所述，坎儿井与艾丁湖作为当地主要的水资源供给途径，彼此之间相互影响，相互促进。6

坎儿井与地下水资源的关系坎儿井总水量与地下水水位动态变化有着密切的关系，随着地下水水位的持续下降，坎儿井总水量也明显减少或干涸。如2011年吐鲁番地区两县一市各一处资料系列较长、代表性较好的地下水水位与坎儿井总水量作了对比分析。经相关分析计算，坎儿井水量与地下水水位有着正比关系，随着地下水水位的下降，坎儿井的总水量也呈减少趋势，地下水位动态变化与坎儿井总水量的变化基本一致，但也有部分坎儿井总水量与地下水埋深变化出现异常。如鄯善县的连木沁镇曲王坎村克其克坎儿井的总水量随着地下水水位的下降则显示出增加的趋势。原因是该坎儿井位于二塘沟流域的上游，随着二塘沟河汛期水量的增加，补给坎儿井的水量相应增多。6

坎儿井的价值坎儿井的历史文化价值坎儿井是吐鲁番人民精神的化身代表了吐鲁番人民的勤劳和智慧，是吐鲁番的象征。在漫长的历史发展过程中坎儿井作为吐鲁番的水文化遗产具有重要的文化内涵，已成为多年人类文明史上的里程碑，它不仅已成为当地人民感情的依恋更是一条联络吐鲁番与内地情感的纽带，它是吐鲁番的母亲河，是中华民族井渠文化的重要组成部分，亦是世世代代居住在吐鲁番的各族劳动人民改造和利用自然的巧妙创造。可以说，没有坎儿井就没有吐鲁番，就没有坎儿井独特的民族历史文化，就没有新疆的绿洲文明。坎儿井见证了绿洲的繁荣和发展，是干旱区绿洲农业发展史上的一个里程碑。4

坎儿井的生态环境价值坎儿井的施工工艺是最环保的，它对地表的破坏少，造成的水土流失也少，保护了自然生态环境。坎儿井用暗渠和竖井把地下水引出地面，既减少了水在地面的蒸发，又使地下水得到充分利用，是维吾尔族人和谐利用自然资源的典范。坎儿井水除了农业灌溉和生活饮用外，还浇灌着大量的植被。坎儿井也是绿洲植被的重要水源。坎儿井水流淌过的地方，绿化面积增大，生态环境得到恢复，增加了明渠、涝坝、草原的绿化面积，区域小气候得到改善，从而促进小区域生态环境的良性发展。因此，坎儿井对绿洲的生态起到至关重要的作用。4

吐鲁番坎儿井的旅游价值坎儿井不仅是伟大的水利工程更是一项珍贵的历史文化遗产。它享誉世界至今还在为我们提供着赖以生存的水和不竭的旅游资源。坎儿井以其独特的亮丽风景，吸引众多国内外游客慕名前来参观，创造了巨大的经济和社会效益，尤其是在强调生态文明开发的今天，坎儿井具有不可比拟的旅游开发价值。目前，吐鲁番地区利用坎儿井开发的旅游景点已有5家，其中两家是以坎儿井为主的旅游景点，都位于吐鲁番近郊的农村图、坎儿井旅游景区图。据统计，2005年，吐鲁番地区以坎儿井为主的旅游景点接待游客多达50万人次，旅游收入超过500万元，成为吐鲁番旅游业新的增长点，2007年吐鲁番对外开放的两处坎儿井的游客数达到近127万人次，占旅游总人数的31.37%，旅游门票收入达到1468万，占地区旅游总门票收入的16%，2006年坎儿井成为第六批全国重点文物保护单位，坎儿井不仅丰富了吐鲁番地区的旅游项目，提高了吐鲁番地区作为旅游城市的地位，也促使了吐鲁番的经济发展。4

坎儿井之最年龄最大的坎儿井是吐尔坎儿孜。吐尔，维吾尔语，烽火台之意。位于吐鲁番市恰特卡勒乡庄子村。全长3.5公里，日水量可浇20亩地，1520年挖成，至今已473岁了。4

最长的坎儿井是都善县的红土坎儿孜。该坎儿井在鄯善县葡萄开发公司东1.5公里处，全长25公里，日浇地58亩。4

最短的坎儿井是吐鲁番市艾丁湖乡阿其克村的阿山尼牙孜坎儿孜，全长仅150 米，日水量浇地1亩。4

竖井最深的坎儿井是鄯善县吐峪沟乡苏贝希坎村东部的努尔买提主任坎儿孜，全长20.7公里，井深98米，日浇地25亩，开凿于1990年。4

水量最大的坎儿井是吐鲁番市艾丁湖乡吾力托尔坎村欧吐拉坎儿孜，日水量浇地70亩。4

水量最小的坎儿井是吐鲁番市牙儿乡伊里木村西面的克其尔坎儿孜，全长300米，日水量浇地0.6亩。4

本词条内容贡献者为:

刘中清 - 高级工程师 - 石油化工科学研究院