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坎兒井是什麼引水工程

生活 更新时间:2024-12-15 23:58:08

大家是否知道,中國有一個世界最大也最複雜的地下水利工程,它全長5000多公裡,總數量1700多條,密布有上萬多個豎井,最深可達90多米,與萬裡長城、京杭大運河并稱為中國古代最偉大的三大工程,它便是新疆地區的坎兒井。

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身為中國古代三大工程之一,其知名度遠遠不如長城和京杭大運河,甚至也比不上都江堰出名,很多中國人甚至都沒有聽說過,這不得不說是一種遺憾!今天帶大家領略一下:

坎兒井,是新疆幹旱地區一種特殊的地下渠灌溉系統,主要分布在新疆東部博格達山南麓的吐魯番和哈密兩個地區,至今已有兩千多年的曆史。它是把地層中的潛流沿着挖成的暗渠引至地面,再由明渠引入農田或澇壩,整體工程量十分巨大,也非常考驗人的智慧,對發展當地農業生産和滿足居民生活需要,都具有十分重要的意義。

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要知道,吐魯番是中國極端幹旱地區之一,年降水量隻有16毫米,而蒸發量在3000毫米以上,可謂中國的幹極。但是新疆卻有一個好處,就是高山上有雪水融化入地,地形又有盆地。新疆土壤多為砂礫,滲水性很強,山上雪水溶化後,大部分會滲入地下,流入盆地蓄水層。于是,當地人因勢利導,利用山的坡度和地下渠,巧妙地創造了坎兒井。

之所以說它偉大,讓我們先看看坎兒井的構造:

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坎兒井,主要由豎井、地下渠道(暗渠)、地面渠道(明渠)和澇壩(小型蓄水池)四部分組成。

掘井人先在高山雪水潛流處,尋其水源,在一定間隔打一些深淺不等的豎井彙集水源,然後再依地勢高下在井底修通暗渠,溝通各井,引水下流;地下渠道的出水口與地面渠道相連接,再把地下水引至地面,灌溉桑田。

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坎兒井彙聚地下潛流而成地下河,保護可貴水源盡可能不受炎熱、狂風、沙塵暴的影響,并長期保持穩定流量;它順地勢自然流動,由龍口(天山雪水經過地層滲透,通過暗渠流向明渠的第一個出水口)出地面,為綠洲生命提供着成本相對低廉的水源供給。

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接着,我們來分析一下坎兒井的施工難度:

1)豎井。豎井是開挖或清理坎兒井暗渠時運送地下泥沙或淤泥的通道,也是送氣通風口。一般每隔20—70米就有一口豎井;一條3~10公裡的坎兒井,豎井通常多達上百個;井口一般呈長方形或圓形,長1米,寬0.7米,深度最深可達90多米。

乘車臨近吐魯番時,在那郁郁蔥蔥的綠洲外圍戈壁灘上,就可以看見順着高坡而下的一堆一堆的圓土包,形如小火山錐,坐落有序地伸向綠洲,這些,就是坎兒井的豎井口。

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2)暗渠,又稱地下渠道,是坎兒井的主體。它一般高1.7米,寬1.2米,短的100—200米,最長的長達25公裡;暗渠全部是在地下挖掘,因此掏撈工程十分艱巨。

暗渠挖掘還有一個很大的難題,就是方向的定位。由于地下挖掘,再加上最早始于西漢,指北針等工具并沒有在此應用。在開挖暗渠時,為盡量減少彎曲、确定方向,吐魯番的先民們創造了木棍定向法。

即相鄰兩個豎井的正中間,在井口之上,各懸挂一條井繩,井繩上綁上一頭削尖的橫木棍,兩個棍尖相向而指的方向,就是兩個豎井之間最短的直線。然後再按相同方法在豎井下以木棍定向,地下的人按木棍所指的方向挖掘就可以了。

此外,吐魯番人民還發明了油燈定向法。油燈定向是依據兩點成線的原理,用兩盞旁邊帶嘴的油燈确定暗渠挖掘的方位,并且能夠保障暗渠的頂部與底部平行。但是,油燈定位隻能用于同一個作業點上,不同的作業點又怎樣保持一緻呢?挖掘暗渠時,在豎井的中線上挂上一盞油燈,掏挖者背對油燈,始終掏挖自己的影子,就可以不偏離方向,而渠深則以泉流能淹沒筐沿為标準。

暗渠越深空間越窄,僅容一個人彎腰向前掏挖而行。由于吐魯番的土質為堅硬的鈣質粘性土,加之作業面又非常狹小,因此,要掏挖出一條25公裡長的暗渠,不知要付出怎樣的艱辛。據說,天山融雪冰冷刺骨,而工人掏挖暗渠必須要跪在冰水中挖土,因此長期從事暗渠掏挖的工人,壽命一般都不超過30歲。所以,吐魯番坎兒井也被稱為“地下長城”。

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最後,我們再來看看坎兒井的規模:

在新疆大約有坎兒井1700多條,全長約5000公裡,其中僅吐魯番就多達1100多條,吐魯番的耕地有七成是靠坎兒井灌溉。

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大家可能對5000公裡沒概念,可以先看看京杭大運河1700公裡的長度:

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再看看貫徹中國南北的黑河-騰沖線長度,全長:3742公裡!

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現在也許能理解坎兒井的五千多公裡有多長。如果再考慮豎井施工量,保守估計坎兒井掘進1m距離3x4x1=12立方的開挖量,那麼5000公裡的長度就要挖掉超過6000萬立方的土石,這相當于把天安門廣場那麼大的一片面積直線向下挖個137米的大坑。而這土石量,堆起來成為25cm厚2m高的牆可以繞地球赤道3圈。

要知道這可是在古代就開始開挖,早先沒有指北針等定位系統,還涉及到井下作業,垂直開挖,克服奔湧的地下水等,而且都是在沒有機器的幫助下完成的。

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當前,現存年齡最大的坎兒井是吐爾坎兒孜,位于吐魯番市恰特卡勒鄉莊子村,全長3.5公裡,日水量可澆20畝地,1520年挖成,至今已498年;最長的坎兒井是鄯善縣紅土坎兒孜,全長25公裡,日澆地58畝;豎井最深的坎兒井,是位于鄯善吐峪溝鄉蘇貝希坎村東部的努爾買提主任坎兒孜,全長20.7公裡,井深98米,日澆地25畝,開鑿于1900年;水量最大的坎兒井是吐魯番市艾丁湖鄉吾力托爾坎村歐吐拉坎兒孜,日水量澆地70畝!

始于2000年前,挖了超過5000公裡,使用曆史超過千年,這些都足以被稱成為世界地下水利工程之最,其工程之浩大,構造之巧妙,讓人歎為觀止。

新疆坎兒井,是古代勞動人民留下的不可多得的珍貴人文遺産,具有極高的曆史價值和科學價值,值得當代人給予更多的關注和保護!!!

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