在前往吐魯番的路上, 會看到公路邊那些排列有序的沙土小丘, 那下面就是馳名中外的吐魯番的坎兒井. 俗話說: "地靠水, 樹靠根, 沒有水, 地不生." 水是綠洲的生命之源. 眾所周知, 吐魯番是我國著名的火洲, 乾旱少雨, 滴水貴如油. 全年平均降水量只有16毫米, 年蒸發量卻有3000毫米以上, 只能憑靠北面天山, 西面喀拉烏成山的雪水資源, 但是這些雪山融水流出山不久就消失在戈壁礫石之中了. 在這種情況下, 古代吐魯番人利用盆地優勢, 把深層地下水逐漸變為淺層地下水, 有效地防止了水量的強烈蒸發. 輝煌浩大的坎兒井工程, 同長城, 大運河並稱我國古代的三大工程之一.
坎兒井, 維吾爾語叫"坎兒孜", 原為地下水道之意, 是一種獨特的地下水利灌溉系統. 坎兒井由豎井, 暗渠, 明渠, 澇壩(蓄水池)四部分構成, 它是一項利用北高南低的地勢, 不需動力而將地下水引出地表的地下水利工程. 豎井, 是用來開挖暗渠, 運送沙石及通風用的. 井口呈長方形, 一般長1米, 寬0.7米, 每隔20～30米開挖一口豎井, 越向上游, 豎井距離越長, 越是下游, 豎井間隔距離越短. 暗渠是主體, 也就是地下河道, 一般高1.7米, 寬1.2米, 長3～5公里. 吐魯番地區坎兒井最長的暗渠達25公里, 最短的僅一二百米. 明渠就是地面的導流渠, 將水引入澇壩(蓄水池)或直接澆灌田地. 坎兒井的基本原理是: 從盆地地下水溢出帶開始向上游水平掏挖, 進入蓄水層並儘可能延伸, 蓄水層中的地下水不斷滲入暗渠並沿渠流出.
坎兒井的名字由來已久, 它的存在也有幾百年的歷史了. 據傳說, 新疆的坎兒井的水源, 是一個放牧的人無意間發現的, 後來當坎兒井開始修造後, 就以他的名字而命名. 人說勞動創造智慧, 看來這話一點不假. 坎兒井因修造得很特別, 漸漸地形成了一道亮麗的風景, 每年有不少遊人去遊玩和參觀. 坎兒井給遊客的啟示是, 當某一種事物還沒有威脅到我們生存空間的時侯, 當人們的生存空間還沒有真正受到制約的時候, 人們是不會有危機感的, 也就不會太費心思去研究怎樣制約或者克服.
坎兒井的形成必須具備三個條件: 一是有豐富的地下水源; 二是有一定的坡降; 三是有防滲透, 防坍塌的土質. 而這些條件吐魯番一一具備. 關於坎兒井的起源, 流傳著三種說法: 一是中原傳入說. 據《史記·河渠書》記載, 西漢時, 有一位名叫莊熊羆的人上書漢武帝劉徹, 建議開鑿龍首渠, 引洛河水灌溉大荔平原. 他說, 如果渠修成了, 就可以把100多萬畝的鹽鹼地改造成良田. 漢武帝採納了這個建議, 下令徵調1萬多民工修渠. 由於傍山的渠岸經常崩塌, 渠水無法通過, 莊熊羆便帶人先在山上測出渠道要經過的路線, 沿著這條線鑿出一眼眼直井, 再把各井從地下挖通, 使之成為一條和山兩面三側的地面渠道相連的地下渠道, 渠水就從這地下渠道流過山去, 到達大荔平原. 這種井下相通引水的輸水技術, 後來隨著絲綢之路的開通和內地人民大量遷徙到西域從事屯墾, 漸漸傳入新疆.
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