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第15章 特色鲜明的坎儿井工程

坎儿井是荒漠地区一种特殊灌溉系统,遍布于新疆吐鲁番地区。坎儿井与万里长城、京杭大运河并称为我国古代三大工程。

坎儿井是针对新疆自然特点,利用地下水进行灌溉的一种特殊形式,鲜明体现了我国古代劳动人民的聪明和智慧。坎儿井孕育了吐鲁番各族人民,使沙漠变成了绿洲,对发展当地农业生产具有重要的意义。

坎儿井在汉代已经在新疆出现。《汉书·西域传下》载,汉宣帝时,遣破羌将军辛武贤率兵至敦煌靖边,“穿卑鞮侯井以西”,这是试图通过开凿坎儿井的方式引出地下水,在地面形成运河。

“卑鞮侯井”的泉水水源、井渠结合的工程形式,显然就是我们今天所说的坎儿井。

新疆坎儿井的大发展是在清代,据《新疆图志》记载,十七八世纪时,北疆的巴里坤、济木萨、乌鲁木齐、玛纳斯、景化乌苏,南疆的哈密、鄯善、吐鲁番、于阗、和田、莎车、疏附、英吉沙尔、皮山等地,都有坎儿井。

最长的哈拉马斯曼渠,长75千米,能灌田1100多公顷。清末,仅吐鲁番一地就有坎儿井185处。利用坎儿井进行灌溉,对新疆农业生产的发展起过重要的作用。

清代道光年间,林则徐赴新疆兴办水利,他在吐鲁番见到坎儿井后,说:“此处田土膏腴,岁产木棉无算,皆卡井水利为之也。”

总的说来,坎儿井的构造原理是:在高山雪水潜流处,寻其水源,在一定间隔打一眼深浅不等的竖井,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。

坎儿井是一种结构巧妙的特殊灌溉系统,它由竖井、暗渠、明渠和涝坝4部分组成。

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。井深因地势和地下水位高低不同而有深有浅,一般是越靠近源头竖井就越深,最深的竖井可达90米以上。

竖井与竖井之间的距离,随坎儿井的长度而有所不同,一般每隔20米至70米就有一口竖井。一条坎儿井,竖井少则10多个,多则上百个。井口一般呈长方形或圆形,长1米,宽0.7米。戈壁滩上的一堆一堆的圆土包,就是坎儿井的竖井口。

暗渠,又称地下渠道,是坎儿井的主体。暗渠的作用是把地下含水层中的水聚到它的身上来,一般是按一定的坡度由低往高处挖,这样,水就可以自动地流出地表来。

暗渠一般高1.7米,宽1.2米,短的100米至200米,最长的长达25千米,暗渠全部是在地下挖掘,因此掏挖工程十分艰巨。

汉代开挖暗渠时,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。

在掏挖暗渠时,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黏性土,加之作业面又非常狭小。因此,要掏挖出一条25千米长的暗渠,不知要付出怎样的艰辛。

由此可见,总长5000千米的吐鲁番坎儿井被称为“地下长城”,真是当之无愧。

暗渠还有不少好处。由于吐鲁番高温干燥,蒸发量大,水在暗渠不易被蒸发,而且水流地底不容易被污染。经过暗渠流出的水,经过千层沙石自然过滤,最终形成天然矿泉水,富含众多矿物质及微量元素,当地居民数百年来一直饮用至今,不少人活到百岁以上。因此,吐鲁番素有我国“长寿之乡”的美名。

暗渠流出地面后,就成了明渠。顾名思义,明渠就是在地表上流的沟渠。

人们在一定地点修建了具有蓄水和调节水作用的蓄水池,这种大大小小的蓄水池,就称为涝坝。水大量蓄积在涝坝,哪里需要,就送到哪里。

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。

吐鲁番是我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,可称得上是我国的“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。

吐鲁番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60千米,高差竟有1400多米,地面坡度平均约1/40,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。

吐鲁番土质为沙砾和黏土胶结,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。

坎儿井的清泉浇灌滋润吐鲁番的大地,使“火洲”戈壁变成绿洲良田,生产出驰名中外的葡萄、瓜果和现在,尽管吐鲁番已新修了大渠、水库,但是,坎儿井在后来的建设中一直发挥着“生命之泉”的特殊作用。

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