坎儿井的构造

篇一：新疆坎儿井构造及施工方法

新疆坎儿井的构造及施工方法

摘要通过走访有经验的坎儿井工匠，调查有关凿井开挖工艺，结合坎儿井构造分析，初步探明古老水利工程坎儿井的传统施工方法，并结合现代施工技术进行对比分析。

关键词坎儿井；构造；施工方法；新疆

中图分类号s277.2文献标识码a文章编号 1007-5739（2013）12-0173-01

坎儿井是新疆独有的古代水利工程和水文化遗产，由于工程的主体深藏地下形成暗渠，人们喻之为“地下长城”，目前主要集中分布在吐鲁番、哈密地区。据新疆坎儿井研究会普查结果，2009年全疆有水坎儿井403条，其中吐鲁番地区仅剩242条（土坎83条，砂坎159条），坎儿井年径流量1.427亿m3，控制灌溉面积0.658万hm2；哈密地区仅剩161条（土坎64条，砂坎97条），其中有水坎儿井年径流量0.474亿m3，控制灌溉面积0.251万hm2；平均每条坎儿井灌溉面积16.7～33.3 hm2。

1坎儿井的布置及其构造

新疆坎儿井主要由暗渠、竖井、明渠、涝坝等组成（图1），其布局一般顺地下潜流流向，与地下潜流平行或斜交。暗渠是坎儿井的主要组成部分，暗渠长度一般为3～5 km，具体视潜水位埋藏深度、暗渠纵坡和地面坡降而定，最长的超过10 km[1]。暗渠纵坡在冲积扇上部砂砾土层纵坡较大，一般为1/200～1/60；灌区内部细土土层内纵坡较小，一般为1/1 200～1/500，比地面坡降平缓得多，所

以暗渠经一段距离后，可逐渐延伸至地面，将坎儿井水引出到地面进行自流灌溉。

暗渠可分为集水段和输水段：①集水段在潜水位以下部分开挖，主要截取和汇集地下水。位于冲积扇上部的坎儿井，其集水段较短，一般情况下为1个源头，个别坎儿井由2～3个源头（水源）汇集组成，集水段长度一般在50～100 m。②输水段是暗渠输水通道，把集水段汇集的地下水引出地面，在潜水位上干土层内开挖。暗渠的纵坡比当地潜水位纵坡要平缓，所以集水段下游一定距离后，就可高出潜水位[1-5]。

竖井主要供开挖暗渠时定位、下井、排土和通风等，便于在后期运行管理过程中检查、岁修和维护。开挖时的砂土，由各个竖井垂吊至地面堆积在竖井口周围，具有防洪或防止地面水进入暗渠的作用。2个竖井之间的间距，上游段、中游段、下游段分别为60～100、30～60、10～30 m[1]；竖井深度，上游段为40～70 m，有的可达100 m，中游段20～40 m，下游段3～15 m，其断面一般为圆形或矩形。

暗渠的出口称为龙口，其下接明渠，其作用是将暗渠流出来的地下水引入储水涝坝，明渠长度视龙口至灌区距离不同，一般在100～

2 000 m，间或达到5 000 m；其流量一般为2～215 l/s。

明渠末端一般都建有涝坝，即小水池，主要用以夜蓄昼放，以提高水温，并便于集中轮灌。涝坝主要作用是调配坎儿井水，使坎儿井水得到充分利用。一般涝坝库容300～15 000 m3，现状基本上未进行防渗处理。

2坎儿井施工方法

目前，坎儿井施工基本上仍保留传统工艺，主体工程包括暗渠的放线、开挖、延伸和竖井间疏通等工程。

（1）放线。在拟垦灌区上游寻找水源，估算潜流水位埋深，确定坎儿井位置，并根据可能穿过的土层岩性，考虑暗渠的适宜纵坡

[1-3]。

（2）竖井定位及凿井。从下游开始挖掘暗渠，先挖渠首段和龙口，逐步向上布置竖井。每挖好1个竖井，即从竖井底部向上游或下游单向或双向逐段挖通暗渠，然后修正暗渠纵坡[1]。此外，为了防止风沙和碎石从竖井口落入坎儿井，并避免由于气温周期性波动产生反复冻结和融化导致竖井口坍塌，当前竖井口处冬季常用树梢或木板及土料分层封盖。目前，竖井定位可借助gps卫星定位完成，竖井凿井也可采用大型钻机实施，一般情况下也有人工开挖，小型风镐配合，人工装土，竖井提升机运土。

（3）暗渠开挖。暗渠开挖断面一般为窄深式，宽、高分别为0.5～0.8、1.4～1.7 m。开挖暗渠和竖井所使用的工具，主要为镢头和刨锤。开挖暗渠一般在黑暗中进行，先挖渠底，后挖顶部，靠油灯

照明定位（在竖井内垂挂2个油灯，依据其方向和高低校正暗渠的方向和纵坡）。为了防止挖偏，要用两手轮流交叉挖。遇到松散砂层时，为免塌方，防止以后水流掏刷，必须局部用板支撑[1-5]。 目前，暗渠开挖一般采用人工开挖，小型风镐配合，人工装运弃土弃渣，提升机竖井提升排土。目前坎儿井暗渠基本为宽0.5 m、高1.6 m的椭圆形结构。

（4）排土。在暗渠开挖过程中，排土一般采取人工水平运土至竖井底部，再用土筐从竖井使用辘轳起吊的方式进行。在过去一般用人力拉，在较深的竖井用牛力拉，传统工艺所（下转第175页） （上接第173页）

需劳动力一般组织3～5名坎儿井工匠（暗渠内挖掘1～2人，井口提土1人，井外倒土1人，赶牛1人）。目前一般均采用小四轮拖拉机，通过三脚架和绞盘完成起吊和下井工序，工程施工效率提高。

3结语

新疆坎儿井除加强维修管理外，宜运用新技术加以改造利用，以期提高坎儿井的质量，赋予其现代生命力，使其对生产发展和人类文明做出更好的贡献。针对新疆坎儿井施工工艺改造利用提出一些建议：对于有经验的坎儿井老工匠，应给予奖励和照顾；并注意培养新的坎儿井技术人员，使后继有人；坎儿井的竖井，根据工作和检查的需要，可适当合并，改进加固，其井口用砼活动盖板封闭。竖井与暗渠联接处，设置沉沙坑，以便定期清淤。坎儿井的集水段

和暗渠管的设计施工，须充分考虑既便于施工，又便于今后检修和继续延伸；对于坎儿井布置过密的问题，可采取“多头归并”方式统一配水，以达到既可保证坎儿井安全，延长其使用寿命，又可减少维修费用和劳动强度，并增加单井出水量，以提高灌溉效益，降低用水成本。

4参考文献

[1] 金善基. 新疆维吾尔族的坎儿井文化[d].北京：中央民族大学，2006.

[2] 周欣，徐佑成.坎儿井保护与利用一期工程回访有感[n/ol].中国文物报，（2011-08-30）[2013-04-05].http：

//www.chnmuseum.cn/default.aspx?tabid=138&infoid=63085&aspxautodetectcookiesupport=1.

[3] 王龙.“坎儿井”普查与保护断想[n]. 中国文物报，2010-07-16（3）.

[4] 奇特的引水渠道——坎儿井[j].新疆地方志，2000（3）：52.

[5] 关东海，姜波，陈志卿.坎儿井暗渠和竖井防护措施及施工技术[j].西北水力发电，2005（4）：56-58.

篇二：坎儿井的历史及起源

题目：坎儿井的功用、历史及其起源

黄志祥

学号：2009040931 姓名：

隶属单位：石河子大学文学艺术学院汉语言文学专业2009级1班

坎儿井的功用、历史及其起源

坎儿，意井穴，为荒漠地区一特殊灌溉系统；普遍于中国新疆吐鲁番地区。坎儿井与万里长城、京杭大运河并称为中国古代三大工程。吐鲁番的坎儿井总数近千条，全长约5000公里。坎儿井的结构，大体上是由竖井、地下渠道、地面渠道和“涝坝”（小型蓄水池）四部分组成，吐鲁番盆地北部的博格达山和西部的喀拉乌成山，春夏时节有大量积雪和雨水流下山谷，潜入戈壁滩下。人们利用山的坡度，巧妙地 创造了坎儿井，引地下潜流灌溉农田。坎儿并不因炎热、狂风而使水分大量蒸发，因而流量稳定，保证了自流灌溉。

坎儿井，早在《史记》中便有记载，时称“井渠”。吐鲁番现存的坎儿井，多为清代以来陆续修建。如今，仍浇灌着大片绿洲良田。吐鲁番市郊五道林坎儿井、五星乡坎儿井，可供参观游览。 坎儿井的名称，新疆维吾尔语称为“坎儿孜”。伊朗波斯语称为“坎纳孜”(Kanatz)。苏联俄语称为“坎亚力孜”(k,lplItK)。从语音上来看，彼此虽有区分，但差别不大。新疆汉语称为“坎儿井”或简称“坎”。内地各省叫法不一；如陕西叫作“井渠”，山西叫作“水巷”，甘肃叫作“百眼串井”，也有的地方称为“地下渠道。”

坎儿井是开发利用地下水的一种很古老式的水平集水建筑物，适用于山麓、冲积扇缘地带，主要是用于截取地下潜水来进行农田灌溉和居民用水。

根据1962年统计资料中国新疆共有坎儿井约1700多条，总流量约为26米3／秒，灌溉面积约50多万亩。其中大多数坎儿井分布在吐鲁番和哈密盆地，如吐 鲁番盆地共有坎儿井约1100多条，总流量达l8米3／秒，灌溉面积47万亩，占该盆地总耕地面积70万亩的67％，对发展当地农业生产和满足居民生活需 要

等都具有很重要的意义。

坎儿井在吐鲁番盆地大量兴建的原因，是和当地的自然地理条件分不开的。吐鲁番是中国极端干旱地区之一，年降水量只有16毫米，而蒸发量可达到 3000毫米，可称得上是中国的“干极”。但坎儿井是在地下暗渠输水，不受季节、风沙影响，蒸发量小，流量稳定，可以常年自流灌溉。吐鲁番虽然酷热少雨，但盆地北有博格达山，西有喀拉乌成山，每当夏季大量融雪和雨水流向盆地，渗入戈壁，汇成潜流，为坎儿井提供了丰富的地下水源。盆地北部的博格达峰高达5445米，而盆地中心的艾丁湖，却低于海平面154米，从天山脚下到艾丁湖畔，水平距离仅60公里，高差竟有1400多米，地面坡度平均约四十分之一，地下水的坡降与地面坡变相差不大，这就为开挖坎儿井提供了有利的地形条件。吐鲁番土质为砂砾和粘土胶结，质地坚实，井壁及暗渠不易坍塌，这又为大量开挖坎儿井提供了良好的地质条件。

“坎儿井”是“井穴”的意思，其结构是由竖井、暗渠、明渠、涝坝(积水潭)四部分组成。在高山雪水潜流处，寻其水源，在一定间隔打一深浅不等的竖井，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，把地下水引至地面灌溉桑田。正是因为有了这独特的地下水利 工程－－坎儿井，把地下水引向地面，灌溉盆地数十万亩良田，才孕育了吐鲁番各族人民，使沙漠变成了绿洲。

林则徐当年途经吐鲁番时，见到了坎儿井，并在他的日记中赞曰：“见沿途多土坑，询其名曰：?卡井?，能引水横流者，由南而北，渐引渐高，水从土中穿穴而行，诚不可思议之事！”

首先对吐鲁番坎儿井起源作解释的人，是清代光绪年间的陶葆廉。他在《辛

卯侍行记》一书中记述鄯善连木齐(沁)西面的坎儿井时说：“又西多小圆阜，弥望累累，皆坎尔也。坎儿者，缠回从山麓出泉处作阴沟引水，隔敷步一井，下贯木槽，上掩沙石，惧为飞沙拥塞也，其法甚古，西域亦久有之。今人动云林文忠所创，非也。”他在夹注中指出：吐鲁番盆地的坎儿井与《汉书.沟洫志》引洛水，井下相通行水之法相同，《沟洫志》载：“严熊言‘临 晋民愿穿洛以溉重泉以东万余顷故恶地。诚即得水，可令亩十石。’于是为发卒万人穿渠，自征引洛水至商颜下。岸善崩，乃凿井，深者四十余丈。往往为井， 井下相通行水。水陨以绝商颜，东至山领十余里间，井渠之生自此始。”今陕西澄城县北头村附近有一段引洛水入渠的遗迹，南流十余里进入永丰境。其第一段井渠 共发现竖井7个。这是将河水通过地下暗渠引至山岭，吐鲁番坎儿井大都是把高远处潜流通过地下暗渠引至农田，也有少数引河水的坎儿井，其工程原理一致。“井 渠之生自此始”，是指其广泛推广而言，并非说其工程原理与技术经验形成于此时，否则，何以言“临晋民愿穿洛以溉”，汉武帝就发卒万人立即动工。这说明早已 有成熟的穿井技术可资应用。两汉时期暗渠开凿技术已在全国范围内应用。元朝骆天骧撰 《类编长安志》，记述宋朝大中祥符七年修复龙首渠的情况，勅书中有“矢引顷首之清渠，实唐就北之旧迹，克修废隧，深副倚毗”之句，证明这一汉代的穿隧水渠 经唐宋，仍然发挥效益，直到元朝成宗元贞二年(1296)骆天骧修志时才废弃。黄盛璋先生认为汉代井渠法，在汉以后“没有发展下来”，“也没有传到关中盆 地以外”，与史实不符。

一些西方学者对吐鲁番坎儿井起源另作解释，法国伯希和以为与波斯的地下水道相似，疑此法自波斯传来。一些学者以维吾尔人称坎儿井为Kariz，与波斯词汇“卡赫莱兹”(Kahrea)相近为主要理由，肯定新疆坎儿井是从波斯传来

的。我国学者张 之毅在《新疆之经济》一书中亦持此说，“坎井之制，据吾人考证，系自波斯传入，分布于吐鲁番、哈密、鄯善、托克逊等县。”当代黄盛璋仍力持这一观点。

王国维特作《西域井渠考》以辨之。《西域井渠考》具有较强的说服力，伯希和在其《评王国维遗书》一文中，也不得不承认公元前2世纪末西安一带就有坎儿一类渠井，但又说“谓为纯粹汉人发明，似乎言之太早。”伯希和的疑虑是由于他不了解中国在春秋以前就有凿隧取水的古老传统所致。王国维推论汉于鄯善、车师屯田处，亦用井渠法，可以在今吐鲁番找到根据。本世纪50年代初，发现古代坎儿井遗址。当时在鄯善县鲁克沁西北修建洋海水 库，第一年储水后，经过几个月发现下游远处漏水，酿成决口。经查明是由水库下面埋有三道废坎儿井，花了很多工经过回填后再次蓄水，又发生了决口，则深处还 有很多坎儿井，因修不胜修，水库遂废弃。类似情况在吐鲁番胜金口、火焰山等处都曾发生过，这些地方是汉唐兵屯主要区域，废弃坎儿井上已经覆盖着深厚的冲积 层，它应是汉唐遗物。

总之，关于新疆坎儿井的起源问题，根据目前调查了解到的资料，基本上可分为“传入说”和“自创说”两类学。在“传入说”中又可分为“国外传入说”和“国内传入说”两种，现分述如下：

1．传人说

(1)国外传入说

这种学说主要认为坎儿井是在17世纪由波斯(现伊朗)传入新疆的，其根据为： ① 名称基本相同：维吾尔语称“坎儿孜”波斯语称“坎纳孜”，语言基本相同。

篇三：坎儿井

坎儿井

目录[隐藏] 概述 新疆坎儿井的形成条件 新疆坎儿井的起源 坎儿井的历史 坎儿井的现状

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概述

新疆的坎儿井与万里长城、京杭大运河、都江堰并称为中国古代四大工程。吐鲁番的坎儿井总数近千条，全长约5000公里。坎儿井的结构，大体上是由竖井、地下渠道、地面渠道和“涝坝”（小型蓄水池）四部分组成，吐鲁番盆地北部的博格达山和西部的喀拉乌成山，春夏时节有大量融化的积雪和雨水流下山谷，潜入戈壁滩下。新疆人利用山的坡度，巧妙地创造了坎儿井，引地下潜流灌溉农田。坎儿井不因炎热、狂风而使水分大量蒸发，因而流量稳定，保证了自流灌溉。

坎儿井，早在《史记》中便有记载，时称“井渠”。吐鲁番现存的坎儿井，多为清代以来陆续修建。如今，仍浇灌着大片绿洲良田。吐鲁番市郊五道林坎儿井、五星乡坎儿井，可供参观游览。

坎儿井的名称，新疆维吾尔语称为“坎儿孜”。伊朗波斯语称为“坎纳孜”(Kanatz)。苏联俄语称为“坎亚力孜”(k,lplItK)。从语音上来看，彼此虽有区分，但差别不大。 我国新疆汉语称为“坎儿井”或简称“坎”。我国内地各省叫法不一；如陕西叫作“井渠”，山西叫作“水巷”，甘肃叫作“百眼串井”，也有的地方称为“地下渠道。” 坎儿井这项工程用地面坡度引取地下水自流灌溉，有竖井、地下暗渠、地面明渠和涝坝几个部分组成。

坎儿井是开发利用地下水的一种很古老式的水平集水建筑物，适用于山麓、冲积扇缘地带，主要是用于截取地下潜水来进行农田灌溉和居民用水。

根据1962年统计资料我国新疆共有坎儿井约1700多条，总流量约为26米3／秒，灌溉面积约50多万亩。其中大多数坎儿井分布在吐鲁番和哈密盆地，如吐鲁番盆地共有坎儿井约1100多条，总流量达l8米3／秒，灌溉面积47万亩，占该盆地总耕地面积70万亩的67％，对发展当地农业生产和满足居民生活需要等都有很重要的意义。

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新疆坎儿井的形成条件

新疆坎儿井的形成条件，根据调查资料分析约有下列三个方面：

1．自然条件的可能性

吐鲁番盆地位于欧亚大陆中心，是天山东部的一个典型封闭式内陆盆地。由于距离海洋较远，且周围高山环绕，加以盆地窄小低洼，潮湿气候难以浸入，降雨量很少，蒸发量极大，故、气候极为酷热，自古即有“火州”之称。

根据1952—1958年7年的资料统计，多年的平均降雨仅有19．5毫米，最大为42．4毫米，最小为5．2毫米，多年平均蒸发量为3608．2毫米。多年平均气温为14C，最热的七月份平均为33．6C，最冷的一月份平均为一9．8 C。年内最高气温为4 7．6 C，1 953年7月曾达到48C，最高地面温度可达75'C。

该盆地常年多风，最大风力一般为7—8级。1961年产生了吐鲁番50年来不曾有过的大风灾，全年仅8级以上的大风就有56次，其中5月31日的那场大风，风力曾达l2级以上，延续了17个小时之久，造成田园破坏、林木折损，使得那片美丽的绿洲一时黯然失色，其惨状令人触目惊心。

结构图

该盆地的地形高差悬殊，地势峻陡，周围高山多系古生代末期海西运动形成的，岩层坚硬且多裂隙，有利于裂隙水的形成，北部的博格达山一般海拔高度在3500一4000米之间，主峰高达5445米，西部的喀拉乌成山，最高峰也在4 000米以上。均为万年极雪的冰川、南部的觉罗塔格山，海拔在600一1 500米，山麓低矮，没有积雪、降水亦少，为一极干旱的剥蚀秃山。东南部是库姆塔格沙山，沙子堆积在高．3

00一500米的古生界及中、新生界的基岩之上，极端干旱为一片不毛之地，盆地中部有火焰山(阿斯腾塔格)褶皱带，由一系列轴向为北西西一南东东的背斜构造组成，出露的地层以侏罗系、白垩系和第三系的砂砾岩层和泥岩为主，背斜构造为许多先成河谷所切割，在地形上成为海拔5OO一6OO米，东西长90余公里，南北宽．6—9公里的丘陵地带。火焰山把盆地分隔成了南北两部分，盆地中心的艾丁湖，地势反而极为低洼，湖底海拔为一1 54米，是世界上最低的陆地之一。由于盆地周围山系高度的互不对称和盆地中心的极其低洼，加，之山前大多堆积着巨厚的第四纪沉积物。因此形成了自北而南的倾斜平原。山麓冲、洪积扇地段多为颗粒较大的砂砾卵石地层，向平原内部逐渐转化为颗粒较细的砂土或粘土地层。地面坡度自北向南，逐渐变缓。北部的冲积扇地面坡度一般为1／30一1／50，山前平原地区的地面坡度一般为1／100一1／200之间。

由于盆地的气候条件极为干旱，地面径流比较缺乏。盆地北面由冰雪和降雨补给的天山水系以数十条山谷河流形式流向盆地。其中主要的河流按自东向西排列顺序有卡尔齐，柯柯亚、二唐沟、克郎沟、煤窑沟、塔尔浪沟、大河沿、白杨河的阿拉沟等。年总径流量仅有6．65亿立方米，年平均流量为21. 1米3／秒。其中最大的白杨河年平均流量只有7．29米3／秒。这些河流的特点除具有流量不大，洪枯悬殊外，并在出山口后，因河床经过戈壁砾石地带，大多渗入地下，补给了地下水的径流。但因盆地中部火焰山背斜构造多属泥质页岩、透水性极差，起到了地下坝的作用，阻止了地下水向南流入盆地，从而使火焰山北麓，出现了不少由回归潜水形成的高水位地带。并在火焰山所有缺口处形成了一系列的泉水沟。其中主要有：苏北沟、连木沁沟、木头沟、葡萄沟、桃尔沟、牙尔奶子沟、大草湖等。泉水流量非常丰富，共计年径流量为3．54亿立方米。这些泉水流出火焰山后，又一次重复渗入地下，补给了火焰山南部盆地的地下径流。最后排泄于盆地中心的艾丁湖。该湖面积约为100平方公里，如按年蒸发量为3000毫米计算，一年内蒸发消耗水量即为3亿立方米。按吐鲁番水利局资料，目前吐鲁番盆地的有水坎儿井共计有1177条，年开采平均流量为18.57立方米／秒。即年径流量已达5.85亿立方米。

根据上述数字来看，已利用的泉水和坎儿井水的水量加上湖面蒸发的水量远远超过了地面径流量。即使以泉水作为回归水论，可以不计，而坎儿井开采水量和艾丁湖的蒸发量之和也是大于天山水系的地面径流量。由此证明，地下水的补给来源，除了河床渗漏为主以外，尚有天山山区古生代岩层裂隙水的补给，所以说吐鲁番盆地的地下水资源是比较丰富的。加上地面坡度特大等情况，从而构成了开挖坎儿井在自然条件上的可能性。

2．生产发展的需要性

从生产发展条件来看，吐鲁番盆地远在古代汉唐时期就是欧亚交通的孔道、经济文化交流的要地，虽然该地区气候干旱且地面水源非常缺乏，但却蕴藏着丰富的地下水源和充沛的天然泉水、致使冲积扇缘以下的土地尽是肥美的绿洲。气候非常炎热，热能资源丰富，无霜期长达2 30天以上，实属农业发展的理想地区。所以自古以来

人们就利用天然的泉水进行着农业生产，不但种植着一般的粮食、油料作物，而且发展着棉花、葡萄、瓜果、蔬菜等经济作物。

这里的农业生产不仅具有着经济上的重要意义，而且具有着政治军事上的重要意义。因此，农业生产上的进一步发展，必然要求人们开发出更多的地下水源，也就是说，农业生产的发展历史，就是劳动人民开发利用地下水的历史，通过千百年生产劳动的实践和内外文化技术经验的交流，人们终于逐步地找到了一种开发利用地下水的最好形式——坎儿井。

3．经济技术的合理性

吐鲁番盆地虽然埋藏着丰富的煤炭、石油等矿产能源，但直到今天尚未大力开采利用。因此不仅对在古代开挖坎儿井的经济技术条件上有着很大的限制，就是在今天，开挖坎儿井中的动力机械设备仍然是十分缺乏。电力供应也很少，钢材水泥也是远地运输而来。这些条件给修建地面水的水利工程带来了很大困难。但是坎儿井的取水形式，既可节省土方工程，又可长年供水不断，且当地人民在炎热的地区久居生活，素有修窑筑洞的习惯和经验。另外人们在掏挖泉水的生产实践中，逐步发现坎儿井形式的地下渠道，不但可以防止风沙侵袭，而且可以减少蒸发损失，工程材料应用不多，操作技术亦颇简易，容易为当地群众所掌握。这对克服当地经济技术上各种困难有很大方便，因此，远在古代经济技术条件较差的情况下，各族劳动人民群众采用坎儿井方式开采利用地下水，就更加显得经济合理了。

综上所述，坎儿井在吐鲁番地区的形成具备了三个基本条件，即：

① 在当地的自然条件上，由于干旱少雨，地面水源缺乏，人们要生产、生活就不得不重视开发利用地下水。同时，当地的地下水因有高山补给，所以储量丰富。地面坡度又陡，有利于修建坎儿井工程，开采出丰富的地下水源，自流灌溉农田和解决人畜饮用。

② 在当时的生产发展上，由于在政治、经济和军事上的要求，以及当时东西方文化的传播，逼使人们必须进一步设法增大地下水的开采量，扩大灌溉面积来满足农业生产发展的需要。因而对引泉结构必须进行改良，采取挖洞延伸以增大其出水量。这样就逐步形成了雏形的坎儿井取水方式。

③ 在当时的经济技术上，尽管经济技术条件水平很低，但坎儿井工程的结构形式可使工程的土方量大为减少，且施工设备极为简单，操作技术又易为当地群众所掌握，故坎儿井的取水方式在当时经济技术条件水平上是比较理想的形式。

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新疆坎儿井的起源

关于新疆坎儿井的起源问题，根据目前调查了解到的资料，基本上可分为“传入说”和“自创说”两类学。在“传入说”中又可分为“国外传入说”和“国内传入说”两种，现分述如下：

1．传入说

(1)国外传入说

这种学说主要认为坎儿井是在1 7世纪由波斯(现伊朗)传入新疆的，其根据为： ① 名称基本相同：维吾尔语称“坎儿孜”波斯语称“坎纳孜”，语言基本相同。 ② 人物有证：远在1 780年(清朝、乾隆)波斯人苏里曼(Solimen)前来吐鲁番，修筑砖塔(现苏公塔)可以为证。

但这种学说存在下列问题：

① 名称虽然相同，但也可能是新疆传入波斯的。

②人物虽然有证，但距今仅有180多年而我们在l962年访问当地五星公社老坎儿匠阿休木(当时86岁)，他认为早在300一400年前就有了坎儿井。

(2)国内传入说

这种学说主要认为坎儿井是由今陕西大荔经敦煌传入新疆白龙堆沙漠地区，然后传入吐鲁番的，其根据为：

① 根据历史记载：史纪上有公元前109年西汉武帝(公元前141一前87年)时代，在今陕西大荔就有了井渠，和汉书西域传上有西汉屯军敦煌攻打乌孙时，在今白龙堆沙漠东南土山脚下有取用泉水的卑鞮侯井(大井六通渠)。

此外，西汉攻打大宛(今苏联中亚细亚萨马尔旱地区)时，当地人尚不会凿井。元朝以前历史均无坎儿井的记载文献，直到1 2 6 2年(距今7 oo多年)元朝刘郁所写的“西使记”才有了“井渠”的记载为证，说明国内早有井渠结构，中亚很晚才有水井。 ②根据老坎儿井名称和挖坎儿井的工具名称以及发现古坎儿井中古物作证：如不少坎儿井是汉人名称：钱生贵坎，西门坎，东门坎，大长水坎……；工具名称如单辘、马辘和在鄯善二堡修水库中发现地下埋没很古的，坎儿井中有铜制水烟袋等，说明坎儿井是汉人先来开挖的。

③根据苏联专家调查评论，苏联水文地质专家B·H·库宁l957一l959年来新疆考查后认为吐鲁番的坎儿井与苏联中亚和伊朗一带的坎儿井的结构上和经营方式上均有所不同。

因此，认为新疆坎儿井是两千多年前由汉族劳动人民发明创造的，并经由新疆各族人民在长期生产实践中发扬光大的。它的老家在陕西大荔，自西汉时代起便在新疆安家落户了。

但这种说法有如下疑问：

a．陕西井渠是输送地面水的工程，不是开发利用地下水的工程，尚有一定区别。 b．汉语名称的坎儿井工具，只能证明在挖坎儿井中是汉人参加了制造工具，不一定能证明坎儿井的历史，汉人姓名或名称的坎儿井也不一定是最早的坎儿井。

篇四：坎儿井的水资源调节功能

坎儿井的水资源调节功能

一、前言

被新疆各族人民誉为“生命之泉”的坎儿井，作为一种特殊的灌溉系统在新疆吐鲁番地区不仅具有很大的经济价值，同时还具有巨大的环境资源价值。本文重点分析坎儿井的水资源调节功能。近年来，吐鲁番的坎儿井呈衰减之势。全疆坎儿井50年代多达1700条，随着不断的干涸，80年代末已降至860余条。吐鲁番地区坎儿井最多时达1273条，目前仅存725条左右。

坎儿井是开发利用地下水的一种很古老式的水平集水建筑物，适用于山麓、冲积扇缘地带，主要是用于截取地下潜水来进行农田灌溉和居民用水。在新疆吐鲁番地区，水资源匮乏是限制当地发展的重要问题。坎儿井作为干旱地区人们利用水资源的最为经济、有效地水利工程，坎儿井不仅具有其重要的经济价值，更有其巨大的资源环境价值。

坎儿井这项工程用地面坡度引取地下水自流灌溉，有竖井、地下暗渠、地面明渠和涝坝几个部分组成。它依据山势坡度，按引水路线在地面挖出许多竖井，并在地下将这些竖井连通成渠道，使深层地下水逐渐转变成浅层地下水，在需要水的地方引出至涝坝（蓄水池），然后引至农田灌溉。这种灌溉方式，在新疆和邻近的中亚国家被称为“坎儿孜”,因其独特的井、渠结合方式，翻译为汉语就成了“坎儿井”。这一称呼，也形象地表述了坎儿井的竖井因高低参差形成的一道道“坎儿”。山区地下水埋藏较深；而坎儿井通过竖井依山势开出的水平渠道将深水变为浅水；并且水在地下运行，不受地面高温蒸发的影响，保持了水量常年稳定；经过地下地层过滤远行，井水清澈香甜,在炎热的夏天喝上一口井水，沁人心脾。

随着吐鲁番地区经济发展，机井得以广泛使用。机井投资少效率高，开采极其随意。全地区已有的几千口机井从地下大量抽水，而全区11亿立方米的可利用水资源中，地下水仅占两个亿。比较而言，坎儿井造价高，维护难，导致使用率不断下降；在地表水利用上，一些河流上游修建水库，大坝截流后，下游水源便捉襟见肘。已建的柯柯牙水库和坎儿其水库，就对其下游近百条坎儿井直接造成生存危机。

二、研究意义

对于坎儿井的日渐式微，各方看法截然不一。一种观点认为，从纯经济角度看，坎儿井已无生存必要。在科技飞速发展的今天，坎儿井未免过于落后，夏季易干涸，冬季水多时又易白白流走，无法蓄存。而水库可蓄水，随时进行生态调节。应该任坎儿井自然消亡，优胜劣汰，由水库等水利设施取而代之。但虽这样说，但是坎儿井对吐鲁番地区居民的用水还是起着关键的作用。大多数的居民使用的还是坎儿井的水，很多的农作物灌溉还是用的是坎儿井的水，这使得我们研究坎儿井的蓄水价值有了价值。

目前吐鲁番地区有水的坎儿井仍有404条，年出水量2.319*108m3，总流量7352.09l，坎儿井控灌面积13.23万亩，有约6万人、10万头牲畜饮用坎儿井水，在农业生产，维护生态环境及人民群众生活中发挥着巨大的作用。如果这些坎儿井一旦断流，将严重影响到当地农民的生活和生产以及生态环境，所以保护坎儿井也是当地社会稳定，可持续发展的需要。

三、评估技术手段

（一）市场价值法

市场价值法也称生产率法，其基本原理是将生态系统作为生产中的一个要素，生态系统的变化将导致生产率和生产成本变化，进而影响价格和产出水平的变化，或者将导致产量或预期收益的损失。如大气污染将导致农作物的减产，影响农产品的价格等。因此，通过这种变化可以求出生态系统产品和服务的价值。 市场价值法可有两种情况。

1.生产要素价格不变

产量增加不影响市场格局，即产量的变化不会引起供需矛盾的整体结构改 变，此时，生态系统服务功能价值为

V=q(P—Cv)·△Q一C (3·1)

式中：V——生态系统服务功能价值；

q——产量Q的每一单位，通常取值为1；

P——产品的价格：

Cv——单位产品的可变成本；

△Q——产量变化量；

C——成本。

2.生产要素价格变化

如果生态系统的变化导致产量Q的变化，进一步引起产品和生产要素价格 的变化，则生态系统服务功能价值为

V=△Q(P1+P2)／2 (3·2)

式中：V一生态系统服务功能价值；

△ Q——产量变化量：

P1——产量变化前的价格；

P2——产量变化后的价格。

从理论上讲这是一种合理方法，但实际上生态系统服务的种类繁多，同一种服务的效果也多种多样，其对产品的影响很难定量，实际评价时困难重重。

（二）机会成本法

机会成本法常用来衡量决策的后果。所谓机会成本，就是做出某一决策而不做出另一种决策时所放弃的利益。任何一种自然资源的使用，都存在许多相互排斥的备选方案，为了做出最有效的选择，必须找出社会经济效益最大的方案。资源是有限的，且具有多种用途，选择了一种方案就意味着放弃了使用其他方案的机会，也就失去了获得相应效益的机会，把其他方案中最大经济效益称为该资源选择方案的机会成本。例如，政府想将一个湿地生态系统开发为农田，那么开 发成农田的机会成本就是该湿地处于原有状态时所具有的全部效益之和。机会成本法的数学表达式为：

式中：— k方案的机会成本

机会成本法是费用一效益分析法的重要组成部分，它常被用于某些资源应用的社会净效益不能直接估算的场合，是一种非常实用的技术。已有学者用机会成本法定量评价生态系统给人类提供的服务，

机会成本法简单易懂，能为决策者和公众提供宝贵的有价值的信息。生态系统服务功能的部分价值难以直接评估，因此可利用机会成本法，通过计算生态系统，用于消费时的机会成本，来评估生态系统服务功能的价值，以便为决策者提供科学依据，更加合理地使用生态资源。

（三）影子价格法

人们常用市场价格来表达商品的经济价值，但生态系统给人类提供的产品或服务属于“公共商品’’，没有市场交换和市场价格。经济学家利用替代市场技术，先寻找“公共商品"的替代市场，再以市场上与其相同的产品价格来估算该“公共商品"的价值，这种相同产品的价格被称为“公共商品"的“影子价格”。 影子价格法的数学表达式为：

式中:V——生态系统服务价值功能

Q——生态系统产品或服务的量；

P——生态系统产品或服务的影子价格

影子价格已广泛应用于生态系统服务功能的定量评价。例如，用于评价生态系统固碳价值的碳税法就属于影子价格法，它是将生态系统每年固定C02的量乘以碳税的影子价格而得出生态系统固定C02价值的一种方法。用于评价生态系统释放02价值的工业制氧法亦属于影子价格法，它是将生态系统每年释放的02量乘以工业制氧成本，即02的影子价格，从而估算出生态系统释放02的价值的一种方法。评价生态系统营养物质循环的经济价值时，先估算生态系统持留营养物质的量，再以各营养元素的市场价值作为“影子价格一，计算出生态系统营养物质循环的价值。

四、 实际应用

（一）坎儿井的环境资源价值

坎儿井堪称人与自然和谐相处的典范工程。作为水利灌溉系统，坎儿井发挥

的作用并非是单纯的农业灌溉；在维护吐鲁番地区的生态环境平衡上看未经也起着举足轻重的作用。

1. 调节水质功能

坎儿井由人工开挖的竖井、暗渠、明渠和涝坝四个部分组成。坎儿井的暗渠可分为两段，即集水段和输水段。竖井是连通地表与暗渠的垂直立井。明渠是坎儿井水流出地面进入涝坝之间的渠道。涝坝也就是坎儿井的蓄水池，是坎儿井的重要组成部分。坎儿井本身就是一个独特的生态系统，它不仅是吐鲁番盆地很多植被获得水源的主要途经，同时它对当地动物的生存起着特殊的作用，如坎儿井在地表上出现一串成线形的土丘，有利于沙蜥、沙鼠等穴居动物的栖息； 鸟类利用坎儿井的内壁筑巢、繁殖，隐蔽或御寒；坎儿井的涝坝则是鱼类、两栖类的特殊生存环境，此外，涝坝还有调节坎儿井水量和改善小区生态环境的功能。 总之，坎儿井独特的条件和丰富的水资源成为课当地动植物生存的重要物质基础，并引来其他动物，丰富课该地区内动植物种类的多样性。

涝坝，不仅可以用来调节灌溉水量，还能和明渠一起提高空气湿度，而调节空气湿度可以改善居住环境。明渠有的直通农田灌溉，有的穿庭过户供当地居民生活用水和农业用水。由于涝坝水量稳定、水温适中(一般夏季水温在16–17℃，即使在严冬也不低于10℃)，矿化度低(pH 值在7.9–8.2)，因而成为适宜鱼类和两栖类生存的自然环境。另外，还有多种浮游生物成为鱼类的天然食物，这么多种生物的排泄物给农田提供充足的营养，因而形成了这个小生态的良性循环。流向庭院的坎水，不仅水质清澈，且含有人体所需的十几种微量元素，是天然矿泉水，非常有利于人的身体健康。

2. 水资源储蓄功能

坎儿井由人工开挖的竖井、地下暗渠、地上明渠和涝坝（蓄水池）四个部分组成。它是一项利用北高南低的地势，不须动力而将地下水引出地表的地下水利工程。竖井是为开挖暗渠、运送沙石及通风用的。从竖井、暗渠内运出的土，堆于竖井口周围，形成大小不等的土堆，防止雨水和洪水流入坎儿井内，保护了坎儿井的安全运行。竖井间距疏密不等，上游比下游间距长，一般距离30-50米，靠近明渠处为10-20米。竖井最深的可达90米以上，从上游至下游由深变浅。暗渠是主体，也就是地下河道，一般高1.7米，宽1.2米，长3-5公里，暗渠前

篇五：第一课时 丝路明珠

第三课 西北地区

第一课时 丝路明珠

【学习目标】

1.认识新疆的自然环境特征.

2.了解新疆作为干旱地区发展绿洲农业的措施、特点和影响。

3.通过探究环节，培养学生自主学习的能力和分析问题、解决问题的能力。

4.认识到在干旱地区，水是生命的源泉，因此科学合理地利用有限的水资源，是干旱地区人们生存与发展的关键。

【学习重难点】

重点：新疆发展绿州农业的措施。

难点：坎儿井的构造和作用。

【探究导学】

1. 新疆自然环境：

（１）新疆位于中国 ，其大部分地区气候 ，那里沙漠连绵，在沙漠中还分布着一些星星点点的 。新疆位于 （季风区／非季风区），它的气候类型是 。

（２）我国是最早养蚕和制造丝绸的国家。两千多年前，人们就在茫茫沙海和戈壁上开辟了通往西部地区的商路，因为主要运输丝绸等商品，这条通道获得了的“ ”美称。这条路的沿线分布着一个个 ，为往来的商旅提供水源。

2. 坎儿井：

（１）为了让有限的水灌溉更多的土地，两千多年前，居住在新疆的人们创造出一种灌溉设施—— ，将水从水源地经过 引到农田里，既免去了 ，又减少了 。

（２）现存于新疆吐鲁番的坎儿井长约 多千米，是一项能与 媲美的水利工程。今天它仍然发挥着重要的 作用。

3. 绿洲农业：

（１）新疆盛产哪些水果？ 。

（２）新疆的主要农作物是什么？ 。

【合作探究】

观察《坎儿井剖面图》，结合课文中的内容分组讨论：

1.坎儿井的构造是主要由哪几部分组成的？你能描述一下坎儿井的工作过程吗？

2.坎儿井发挥着什么样的作用？它有哪些优点？

【知识脉络】

干旱之地

坎儿井

绿洲农业

水 丝路明珠

宝地

【学以致用】

1．新疆位于我国（ ）

A.西南部 B.东南方 C.西北部 D.东北部

2．新疆的气候类型是（ ）

A.温带海洋性气候 B.温带大陆性气候 C.亚热带气候 D.热带气候

3．新疆地区的一种有特色的灌溉设施是

【关注现实】

中国斥巨资保护千年水利工程——新疆坎儿井

中国经济网 2007年3月22日 12:37

在竖井上架上铁架，新疆吐鲁番盆地亚尔乡卡章村农民克依木·热克甫脚踩着绳勾，缓缓下到10米深的坎儿井中。不一会儿，一桶桶新鲜的泥土被拉了上来。

“春天来了，要赶在5月份前尽快将坎儿井疏通好，葡萄、棉花要喝水啦。我们每年都是这样，这个习惯已延续千年。”克依木·热克甫说。

这个习惯还将延续。新疆水利厅副厅长李世新说，中国政府已决定从今年起，每年安排2000万元资金用于新疆坎儿井保护研究及维修加固工作。

想一想：这段材料说明了什么问题？

课后思考题：你知道为什么新疆的水果特别甜吗？

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