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新疆坎兒井起源之謎-坎兒井原理是什么?

時間:2019-05-05編輯:文二

新疆坎兒井簡介

坎兒井,是“井穴”的意思,早在《史記》中便有記載,時稱“井渠”,而新疆維吾爾語則稱之為“坎兒孜”。

新疆坎兒井起源之謎-坎兒井原理是什么?

坎兒井是荒漠地區一特殊灌溉系統,普遍于中國新疆吐魯番地區。坎兒井與萬里長城、京杭大運河并稱為中國古代三大工程。吐魯番的坎兒井總數達1100多條,全長約5000公里。

坎兒井是開發利用地下水的一種很古老式的水平集水建筑物,適用于山麓、沖積扇緣地帶,主要是用于截取地下潛水來進行農田灌溉和居民用水。

坎兒井的結構,大體上是由豎井、地下渠道、地面渠道和“澇壩”(小型蓄水池)四部分組成,吐魯番盆地北部的博格達山和西部 的喀拉烏成山,春夏時節有大量積雪和雨水流下山谷,潛入戈壁灘下。

人們利用山的坡度,巧妙地創造了坎兒井,引地下潛流灌溉農田。坎兒井不因炎熱、狂風而使水分大量蒸發,因而流量穩定,保證了自流灌溉。

新疆坎兒井起源之謎

新疆地區因為地面十分干旱,農作物不容易存活,于是智慧的人們就制造出了這種神奇的坎兒井。那么新疆坎兒井究竟是怎樣的呢,坎兒井的原理又是如何。為何有了坎兒井的存在,水利灌溉就不成問題了。

當然了,并非只有新疆地區擁有這種坎兒井,在其他地區以及國外也有坎兒井的存在。于是對于坎兒井的起源就十分的讓人好奇了,究竟這是自創的呢,還是外來傳入的。認為是外來傳入的,主要是因為各地的坎兒井都是同一名字,這未免太過巧合。

但名稱雖然相同,但也可能是新疆傳入波斯的。且1962年訪問當地五星公社老坎兒匠阿休木(當時86歲),他認為早在300一400年前就有了坎兒井。所以有可能是有新疆地區傳出的,而對于自創一說,則更加的有證據。

當地自然條件極為干旱、地面水源又非常缺乏,客觀條件迫使著人們必須重視地下水源的開發利用,才能保證農業生產發展和居民生活用水的要求。而在天山南北其他地區則在這方面沒有吐魯番突出。同時也沒有像吐魯番地區地面坡度這樣峻陡,有利于用坎兒井的方式開采利用地下水。

而根據歷史條件來看,吐魯番是古代歐亞交通的主要通道,經濟文化的交流地區,東西方文化技術的傳入對坎兒井的形成是會起到一定重要作用的。故可以認為坎兒井是在綜合條件下形成的,但傾向于自創說為主,傳入說為副,即:內因為主、外因為副。

坎兒井原理是什么?

坎兒井是一種結構巧妙的特殊灌溉系統,它由豎井、暗渠、明渠和澇壩四部分組成。總的說來,坎兒井的構造原理是:在高山雪水潛流處,尋其水源,在一定間隔打一深淺不等的豎井,然后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,把地下水引至地面灌溉桑田。

新疆坎兒井起源之謎-坎兒井原理是什么?

一、豎井

先說豎井。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。井深因地勢和地下水位高低不同而有深有淺,一般是越靠近源頭豎井就越深,最深的豎井可達90米以上。

豎井與豎井之間的距離,隨坎兒井的長度而有所不同,一般每隔20—70米就有一口豎井。一條坎兒井,豎井少則10多個,多則上百個。井口一般呈長方形或圓形,長1米,寬0.7米。

乘車臨近吐魯番時,在那郁郁蔥蔥的綠洲外圍戈壁灘上,就可以看見順著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。

二、暗渠

暗渠,又稱地下渠道,是坎兒井的主體。暗渠的作用是把地下含水層中的水會聚到它的身上來,一般是按一定的坡度由低往高處挖,這樣,水就可以自動地流出地表來。暗渠一般高1.7米,寬1.2米,短的100—200米,最長的長達25公里,暗渠全部是在地下挖掘,因此掏撈工程十分艱巨。

坎兒井始于西漢,而指南針在明朝時期才從中原傳入西域,在開挖暗渠時,為盡量減少彎曲、確定方向,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,各懸掛一條井繩,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。然后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。

在掏挖暗渠時,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確定暗渠挖掘的方位,并且能夠保障暗渠的頂部與底部平行。

但是,油燈定位只能用于同一個作業點上,不同的作業點又怎樣保持一致呢?挖掘暗渠時,在豎井的中線上掛上一盞油燈,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標準。

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公里長的暗渠,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,總長5000公里的吐魯番坎兒井被稱為“地下長城”,真是當之無愧。

暗渠還有不少好處是,由于吐魯番高溫干燥,蒸發量大,水在暗渠不易被蒸發,而且水流地底不容易被污染,再有,經過暗渠流出的水,經過千層沙石自然過濾,最終形成天然礦泉水,富含眾多礦物質及微量元素,當地居民數百年來一直飲用至今,不少人活到百歲以上,因此,吐魯番素有中國長壽之鄉的美名。

新疆坎兒井起源之謎-坎兒井原理是什么?

三、龍口

龍口是坎兒井明渠、暗渠與豎井口的交界處,也是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。

四、明渠澇壩

暗渠流出地面后,就成了明渠。顧名思義,明渠就是在地表上流的溝渠。人們在一定地點修建了具有蓄水和調節水作用的蓄水池,這種大大小小的蓄水池,就稱為澇壩。水蓄積在澇壩,哪里需要,就送到哪里。

看了以上的介紹是否對新疆坎兒井更加了解了呢,更多中國未解之謎請關注探索發現欄目及中國之謎專題。

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