科技日?qǐng)?bào)記者 梁樂 朱彤
來到新疆吐魯番，游客品嘗了香甜的葡萄之后，必定要去坎兒井看一看。
9月3日，2024年（第十一批）世界灌溉工程遺產(chǎn)名錄公布，新疆吐魯番坎兒井位列其中。這個(gè)隱藏在地下的古老水利工程，近兩千年來持續(xù)滋潤著火焰山腳下的這片綠洲。
作為我國年均降水量最少的區(qū)域，吐魯番為何能誕生一項(xiàng)世界級(jí)灌溉工程？科技日?qǐng)?bào)記者日前來到吐魯番市，探尋坎兒井“永葆青春”的秘密。
開鑿技術(shù)巧妙獨(dú)特
吐魯番盆地年平均降水量只有16毫米，而蒸發(fā)量可達(dá)到3000毫米，被稱為“中國旱極”。如何引來水、留住水，這對(duì)古代吐魯番居民是極大的考驗(yàn)。
吐魯番市水利局黨組書記、副局長(zhǎng)孜拉吾東·加拉力丁介紹，天山雪水融化流出山口后，會(huì)流經(jīng)吐魯番盆地的砂礫質(zhì)土壤，大部分潛入地下形成地下潛流。日積月累，使得地下含水層逐漸加厚，水儲(chǔ)量巨大。從天山腳下到艾丁湖畔，水平距離僅60千米，高差竟有1400多米。吐魯番先民利用地面的坡度巧妙地創(chuàng)造了坎兒井，在地下順著山勢(shì)開挖暗渠，引地下潛流灌溉農(nóng)田。
作為一種結(jié)構(gòu)巧妙的獨(dú)特灌溉系統(tǒng)，坎兒井由豎井、暗渠、明渠和澇壩（小型蓄水池）四部分組成。吐魯番坎兒井的地下暗渠全長(zhǎng)可達(dá)5000公里，再加上千千萬萬的豎井、明渠等，工程量巨大。
“現(xiàn)在我們打井都有專業(yè)的鉆井隊(duì)，古代可沒有現(xiàn)代化的設(shè)備，他們徒手加上簡(jiǎn)單工具，硬是鑿出了一條地下運(yùn)河?！弊卫釚|·加拉力丁說。
在吐魯番盆地廣袤的戈壁灘上，人們可以看見一堆一堆的圓土包，它們順著高坡有序排列并伸向綠洲，這些就是坎兒井的豎井口。
豎井是開挖或清理坎兒井暗渠時(shí)運(yùn)送地下泥沙或淤泥的通道，也是送氣通風(fēng)口。一般井深因地勢(shì)和地下水位高低不同而有深有淺，越靠近源頭豎井就越深?？矁壕谏嫌蔚貐^(qū)的一些豎井深度可以達(dá)到90米。
豎井與豎井之間的距離，隨坎兒井的長(zhǎng)度而有所不同，一般每隔20米到70米就有一口豎井。一條坎兒井，豎井少則十多個(gè)，多則上百個(gè)。豎井之間由地下暗渠相連。
吐魯番學(xué)研究院專家李剛介紹，為了避免開挖過程中“跑偏”方向，古人還根據(jù)兩點(diǎn)成線的原理，發(fā)明了木棍定向法和油燈定向法。
挖掘暗渠時(shí)，在豎井的中線上掛上一盞油燈，掏挖者背對(duì)油燈，始終掏挖自己的影子，這樣不同的作業(yè)點(diǎn)就可以保持一致不偏離方向了。這便是油燈定向法。
李剛認(rèn)為，由于坎兒井是在地下暗渠輸水，不受季節(jié)、風(fēng)沙影響，蒸發(fā)量小，流量穩(wěn)定，可以常年自流灌溉，非常適合盆地的自然環(huán)境，充分體現(xiàn)了古人“因地制宜”發(fā)展農(nóng)業(yè)的創(chuàng)造性智慧。
滋潤良田10萬畝
“隨著人口和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，吐魯番的地下水開采量逐漸增大，造成部分坎兒井干涸斷流。”孜拉吾東·加拉力丁說。
2009年，吐魯番坎兒井搶救性保護(hù)加固工程拉開帷幕，當(dāng)?shù)亻_始實(shí)行掏撈清淤、卵形涵加固、安裝井蓋等保護(hù)工作。經(jīng)過多年持續(xù)不斷實(shí)施保護(hù)工程，最大程度保存了坎兒井的基本形態(tài)，延續(xù)了坎兒井的灌溉等功能，最大限度遏制了坎兒井的消失。
目前，吐魯番坎兒井?dāng)?shù)量有1200多條，其中近190條坎兒井仍保持水流，暗渠總長(zhǎng)超過3400公里，年徑流量高達(dá)1.14億立方米，滋潤著近10萬畝的良田。
在吐魯番市國家4A級(jí)旅游景區(qū)坎兒井樂園，游客乘坐電梯深入地下60米，一條波光蕩漾、寬逾一米的暗渠呈現(xiàn)在眼前。大家“打卡”拍照，享受著坎兒井工程帶來的獨(dú)有清涼。
“以前，坎兒井僅僅作為水利工程，現(xiàn)在，坎兒井的保護(hù)正在不斷融入生活、融入時(shí)代?！蓖卖敺形幕w育廣播電視和旅游局黨組副書記、副局長(zhǎng)楊勇表示，近年來，吐魯番市持續(xù)利用坎兒井資源，加快打造集文化體驗(yàn)、休閑度假、民族歌舞、餐飲住宿、觀光購物于一體的旅游景區(qū)綜合體，坎兒井逐步成為促進(jìn)吐魯番經(jīng)濟(jì)、文化、藝術(shù)發(fā)展的有效載體。
（吐魯番市融媒體中心供圖）
