地下大运河——新疆坎儿井

坎儿井,是“井穴”的意思,早在《史记》中便有记载,时称“井渠”,而维吾尔语则称之为“坎儿孜”。

坎儿井是荒漠地区一特殊灌溉系统,普遍于我国的新疆维吾尔自治区吐鲁番地区,吐鲁番的坎儿井总数达1100多条,全长约5000千米。

坎儿井是古代吐鲁番各族劳动群众,根据盆地地理条件、太阳辐射和大气环流的特点,经过长期生产实践创造出来的,是吐鲁番盆地利用地面坡度引用地下水的一种独具特色的地下水利工程。

坎儿井与万里长城以及京杭大运河并称为我国古代的三大工程。

征服自然的人间奇迹

在古老的年代,有一个年轻的牧羊人,赶着羊群来到吐鲁番。他顶着漫天黄沙,四处找寻水草丰茂之地,可是呈现在眼前的却是一片干旱。

年轻的牧羊人并不灰心,他长途跋涉,继续寻找,终于找到一处绿草茵茵的洼地。

洼地里到处长满茂盛的牧草,只是不见水的影子。年轻的牧羊人心想:绿草和清水从来就是一对分不开的情人,看到了草,就一定能找到水。

可是,他从日出找到日落,还是没有找到一滴水,眼看着羊群就要干渴而死,牧羊人心急如焚,便动手在绿草地上向下挖。当他挖到6米深时,水像珍珠似地从地下涌了出来,这就是比甘露还甜、比美酒还香的天山雪水。

从此,生活在“火洲”上的各族人民,便学着牧羊人的样子,掏泉眼,挖暗渠,开凿成一道道坎儿井。坎儿井是新疆各族人民根据自己所处的自然地理特点,一代一代用聪明才智和辛勤劳动创造出来的。

坎儿,意位“井穴”,为荒漠地区一特殊灌溉系统,普遍于我国的新疆吐鲁番地区。坎儿井与万里长城、京杭大运河并称为我国古代的三大工程。吐鲁番的坎儿井总数近千条,全长约5000千米。

坎儿井的结构,大体上是由竖井、地下渠道、地面渠道和“涝坝”四大部分组成。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。

坎井一词,最早出现于春秋战国时,也就是约2400多年前,《庄子》秋水篇中曾说道:

子独不闻夫坎井之蛙乎。

坎儿井早在《史记》中也有记载,时称“井渠”。但大多都废弃不用,还存留在吐鲁番的坎儿井,多为清代陆续修建,依旧在浇灌着大片的绿洲和良田。

坎儿井的名称,维吾尔语称为“坎儿孜”、“坎儿井”或简称“坎”,陕西叫做“井渠”,山西叫做“水巷”,甘肃叫做“百眼串井”,也有的地方称为“地下渠道。”

清代萧雄《西疆杂述诗》记载:

道出行回火焰山,高昌城郭胜连环。

疏泉穴地分浇灌,禾黍盈盈万顷间。

这首诗说出了“疏泉穴地”这吐鲁番盆地独特的水利工程最大特点。

首先对吐鲁番坎儿井起源作解释的人,也出现在清代,他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西面的坎儿井时说道:

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。

他在夹注中指出,吐鲁番盆地的坎儿井与《沟洫志》引洛水,井下相通行水之法相同。

《沟洫志》记载:“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。往往为坎儿井,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。”

“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”,汉武帝就发动士兵上万人立即动工。这说明早已有成熟的穿井技术可以应用。

坎儿井是干旱荒漠地区,利用开发地下水,通过地下渠道可以自流地将地下水引导至地面,进行灌溉和生活用水的无动力吸水设施。坎儿井在吐鲁番盆地历史悠久,分布很广。

坎儿井在新疆的发展,也得益于新疆特有的条件。坎儿井的形成条件,可以说有三个方面。

第一是自然条件的可能性。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,而且周围高山环绕,再加以盆地窄小低洼,潮湿气候难以浸入,年降雨量很少,蒸发量极大,故气候极为酷热,自古就有“火州”的说法。

根据调查,吐鲁番盆地的平均降雨仅有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14度,年内最高气温为47.6度,最高地面温度可达75度。

该盆地常年多风,最大风力一般为七八级,大风过后,经常会造成田园破坏,林木折损,美丽的绿洲一时黯然失色,其惨状触目惊心。

如此看来,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。

第二是生产发展的需要性。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和经济文化交流的要地,虽然该地区气候干旱,而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230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和油料作物,而且发展着棉花、葡萄、瓜果和蔬菜等各种经济作物。

吐鲁番盆地的农业生产不仅具有经济上的重要意义,而且具有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,就是坎儿井。

第三是经济技术的合理性。吐鲁番盆地虽然埋藏着丰富的煤炭和石油等矿产能源,但大都没有开采利用。因此,在古代开挖坎儿井的经济技术条件上有着很大的限制。

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,并且当地人民在炎热的地区久居生活,普遍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,操作技术也非常简易,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提供很大方便,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。

第一,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。

第二,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。

第三,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,而且施工设备极为简单,操作技术又容易为当地群众所掌握,所以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。

[旁注]

天山 是中亚东部地区的一条大山脉,横贯我国新疆维吾尔自治区的中部,古名“白山”,又名“雪山”,因冬夏有雪故名,匈奴谓之天山,唐代时又名“折罗漫山”,高达六七千米,长约2500千米,宽250千米左右,平均海拔约5000米。天山山脉把新疆维吾尔自治区分成两部分,南边是塔里木盆地,北边是准噶尔盆地。

《庄子》 是道家学派的言论著作总汇。庄子即“庄周”,是战国时期的隐士,宋国蒙人。《庄子》经过汉代刘向的编定,共有52篇。后来,《庄子》只有33篇,分3部分,其中内篇7,外篇15,杂篇11,是晋人郭象所定的版本。

《史记》 是由司马迁撰写的我国第一部纪传体通史,是《二十五史》的第一部。记载了上自上古传说中的黄帝时代,下至汉武帝太史元年间共3000多年的历史。《史记》与《汉书》、《后汉书》、《三国志》合称“前四史”,与宋代司马光编撰的《资治通鉴》并称“史学双璧”。

陶葆廉(1862年~1938年),字拙存,别署淡庵居士。少年入学,为优贡生,秉性俭约,好学不倦,博览群书,专心撰著,对史地考证、医学和算术等,都颇有研究。

新疆 简称“新”,地处我国西北边陲,总面积166.49万平方千米,占我国陆地总面积的1/6,陆地边境线长达5600多千米,占我国陆地边境线的1/4。地形以山地与盆地为主,地形特征为“三山夹两盆”。新疆维吾尔自治区沙漠广布,石油、天然气丰富。

吐鲁番盆地 是天山东部的一个山间盆地,位于天山山地的东端。“吐鲁番”是维吾尔语“低地”的意思。它是一个典型的地堑盆地,也是全国地势最低和夏季气温最高的地方。大部分地面在海拔500米以下,有些地方比海平面还低。

艾丁湖 我国最低的湖泊,维吾尔语意为“月光湖”,以湖水似月光般皎洁美丽而得名。在吐鲁番盆地南部,为一盐湖。湖面海拔负154米,是全国最低的洼地。由于湖水不断蒸发,大部分湖面已变为深厚的盐层。

冲积扇 是河流出山口处的扇形堆积体。当河流流出谷口时,摆脱了侧向约束,其携带物质便铺散沉积下来。冲积扇平面上呈扇形,扇顶伸向谷口。在我国喜马拉雅山以及其他温暖至湿润的地区都可以见到。

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长期以来是吐鲁番各族人民进行农牧业生产和人畜饮水的主要水源之一。

由于水量稳定水质好,自流引用,不需动力,地下引水蒸发损失和风沙危害少,施工工具简单,技术要求不高,管理费用低,便于个体农户分散经营,深受当地人民喜爱。