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[分享]世界最大最复杂的地下水利工程——坎儿井
导读
大家是否知道，中国有一个世界最大也最复杂的地下水利工程，它全长5000多公里，总数量1700多条，密布有上万多个竖井，最深可达90多米，与万里长城、京杭大运河并称为中国古代最伟大的三大工程，它便是新疆地区的坎儿井。
身为中国古代三大工程之一，其知名度远远不如长城和京杭大运河，甚至也比不上都江堰出名，很多中国人甚至都没有听说过，这不得不说是一种遗憾！今天带大家领略一下：
坎儿井，是新疆干旱地区一种特殊的地下渠灌溉系统，主要分布在新疆东部博格达山南麓的吐鲁番和哈密两个地区，至今已有两千多年的历史。它是把地层中的潜流沿着挖成的暗渠引至地面，再由明渠引入农田或涝坝，整体工程量十分巨大，也非常考验人的智慧，对发展当地农业生产和满足居民生活需要，都具有十分重要的意义。
要知道，吐鲁番是中国极端干旱地区之一，年降水量只有16毫米，而蒸发量在3000毫米以上，可谓中国的干极。但是新疆却有一个好处，就是高山上有雪水融化入地，地形又有盆地。新疆土壤多为砂砾，渗水性很强，山上雪水溶化后，大部分会渗入地下，流入盆地蓄水层。于是，当地人因势利导，利用山的坡度和地下渠，巧妙地创造了坎儿井。
之所以说它伟大，让我们先看看坎儿井的构造：
坎儿井，主要由竖井、地下渠道（暗渠）、地面渠道（明渠）和涝坝(小型蓄水池)四部分组成。
掘井人先在高山雪水潜流处，寻其水源，在一定间隔打一些深浅不等的竖井汇集水源，然后再依地势高下在井底修通暗渠，沟通各井，引水下流；地下渠道的出水口与地面渠道相连接，再把地下水引至地面，灌溉桑田。
坎儿井汇聚地下潜流而成地下河，保护可贵水源尽可能不受炎热、狂风、沙尘暴的影响，并长期保持稳定流量；它顺地势自然流动，由龙口（天山雪水经过地层渗透，通过暗渠流向明渠的第一个出水口）出地面，为绿洲生命提供着成本相对低廉的水源供给。
接着，我们来分析一下坎儿井的施工难度：
1）竖井。竖井是开挖或清理坎儿井暗渠时运送地下泥沙或淤泥的通道，也是送气通风口。一般每隔20—70米就有一口竖井；一条3~10公里的坎儿井，竖井通常多达上百个；井口一般呈长方形或圆形，长1米，宽0.7米，深度最深可达90多米。
乘车临近吐鲁番时，在那郁郁葱葱的绿洲外围戈壁滩上，就可以看见顺着高坡而下的一堆一堆的圆土包，形如小火山锥，坐落有序地伸向绿洲，这些，就是坎儿井的竖井口。
2）暗渠，又称地下渠道，是坎儿井的主体。它一般高1.7米，宽1.2米，短的100—200米，最长的长达25公里；暗渠全部是在地下挖掘，因此掏捞工程十分艰巨。
暗渠挖掘还有一个很大的难题，就是方向的定位。由于地下挖掘，再加上最早始于西汉，指北针等工具并没有在此应用。在开挖暗渠时，为尽量减少弯曲、确定方向，吐鲁番的先民们创造了木棍定向法。
即相邻两个竖井的正中间，在井口之上，各悬挂一条井绳，井绳上绑上一头削尖的横木棍，两个棍尖相向而指的方向，就是两个竖井之间最短的直线。然后再按相同方法在竖井下以木棍定向，地下的人按木棍所指的方向挖掘就可以了。
此外，吐鲁番人民还发明了油灯定向法。油灯定向是依据两点成线的原理，用两盏旁边带嘴的油灯确定暗渠挖掘的方位，并且能够保障暗渠的顶部与底部平行。但是，油灯定位只能用于同一个作业点上，不同的作业点又怎样保持一致呢？挖掘暗渠时，在竖井的中线上挂上一盏油灯，掏挖者背对油灯，始终掏挖自己的影子，就可以不偏离方向，而渠深则以泉流能淹没筐沿为标准。
暗渠越深空间越窄，仅容一个人弯腰向前掏挖而行。由于吐鲁番的土质为坚硬的钙质粘性土，加之作业面又非常狭小，因此，要掏挖出一条25公里长的暗渠，不知要付出怎样的艰辛。据说，天山融雪冰冷刺骨，而工人掏挖暗渠必须要跪在冰水中挖土，因此长期从事暗渠掏挖的工人，寿命一般都不超过30岁。所以，吐鲁番坎儿井也被称为“地下长城”。
最后，我们再来看看坎儿井的规模：
在新疆大约有坎儿井1700多条，全长约5000公里，其中仅吐鲁番就多达1100多条，吐鲁番的耕地有七成是靠坎儿井灌溉。
大家可能对5000公里没概念，可以先看看京杭大运河1700公里的长度：
再看看贯彻中国南北的黑河-腾冲线长度，全长：3742公里！
现在也许能理解坎儿井的五千多公里有多长。如果再考虑竖井施工量，保守估计坎儿井掘进1m距离3x4x1=12立方的开挖量，那么5000公里的长度就要挖掉超过6000万立方的土石，这相当于把天安门广场那么大的一片面积直线向下挖个137米的大坑。而这土石量，堆起来成为25cm厚2m高的墙可以绕地球赤道3圈。
要知道这可是在古代就开始开挖，早先没有指北针等定位系统，还涉及到井下作业，垂直开挖，克服奔涌的地下水等，而且都是在没有机器的帮助下完成的。
当前，现存年龄最大的坎儿井是吐尔坎儿孜，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498年；最长的坎儿井是鄯善县红土坎儿孜，全长25公里，日浇地58亩；竖井最深的坎儿井，是位于鄯善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1900年；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！
始于2000年前，挖了超过5000公里，使用历史超过千年，这些都足以被称成为世界地下水利工程之最，其工程之浩大，构造之巧妙，让人叹为观止。
新疆坎儿井，是古代劳动人民留下的不可多得的珍贵人文遗产，具有极高的历史价值和科学价值，值得当代人给予更多的关注和保护！！！
来源于：水利水电资料库
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