新疆吐鲁番盆地坎儿井的变化特征

张晓++程强++赖增铮

摘要：吐鲁番的坎儿井是至今已有2000多年历史的古代水利工程，是吐鲁番绿洲的生命之源。由于主要是开采第四系松散岩类孔隙潜水，井壁结构多为原状土石质，经常因为井壁坍塌堵塞而断流，开采地下水的能力较低。随着水资源需求的增加，地下水的开发方式改变了以往的单纯依靠坎儿井、泉水的被动模式，变为北部山区修建水库、渠引水道、南部平原区机电井抽水的开采模式。本文试图通过坎儿井的历年在数量、流量等方面的变化特征，说明随着社会经济的加速发展地下水的开发方式也将发生转变。

关键词： 坎儿井；开采模式；水资源量

1 坎儿井的发展历史

吐鲁番的坎儿井是至今已有2000多年历史的古代水利工程，被人们誉为“奇迹”。它与长城、京杭大运河被称为中国古代的三大工程。坎儿井由暗渠、竖井、明渠、涝坝（蓄水池）等四个部分组成。暗渠一般高度为1.5m至1.7m，宽度为0.6至0.7m，总长5km左右，最长的可达到20km。坎儿井取用地下水，主要是开采第四系松散岩类孔隙潜水[1]。

在1957年之前，坎儿井是吐鲁番盆地唯一的地下水开发利用工程。随着社会经济的发展，机电井应运而生，逐渐成为吐鲁番盆地地下水资源开发的主力军。截止到2010年，在用的机电井数量达到了5732眼，坎儿井仅剩下208条出流，机电井的数量大大超过坎儿井的数量。机电井开采地下水可以根据需要随时取用，不会造成水资源的浪费，而坎儿井的水量无法控制，只能开采浅层地下水，一年四季都在流淌，造成水资源大量浪费。

吐鲁番地区在1957年有水坎儿井1237条，年出水量达到了5×108m3，90年代减少到700余条，到2009年，有水坎儿井有242条，年出水量1.427×108m3。2011年，本次工作调查的有水坎儿井有208条，年出水量1.197×108m3。

2 坎儿井干涸的原因

2.1 坎儿井一直作为一种民间工程，自生自灭

由于在维修资金、人力和物力的投入上都很少，致使坎儿井开凿、维护等施工技术一直未能改进提高。在科学技术高速发展的今天，坎儿井的施工技术依然停留在千百年来一成不变的状况下，这是导致其衰减的重要原因之一。

2.2 坎儿井分布和其它水利工程利用不合理

多年来，由于在吐鲁番盆地的最要水源区的天山山区修建了一批水利工程，引水到下流灌区，减少了坎儿井水源的补给。吐鲁番盆地虽然地下水资源丰富，但由于地下水开发利用的科学规划，未能做到使建设和原有的坎儿井体系合理布局。地表水资源的引用、调配上也缺乏一定的合理性，如把大部分径流直接引向下游，破坏了原有的地表水、地下水资源转化途径，这些都对坎儿井的运行环境造成了重大不利影响。

2.3 坎儿井不能适应当前水利建设的需要

坎儿井自身存在一定的缺陷，越来越不能适应目前水利建设的要求如坎儿井只能集引表层地下水，对地下水位变化的适应性很差；冬季坎儿井水无法充分利用，造成水资源浪费；此外坎儿井输水段渗漏损失大。

3 机电井逐步取代坎儿井

自1957年以来吐鲁番盆地出现机电井，地下水的开采量呈现出逐年增长的势头。二十世纪六十年代后期，水资源的开发改变了以往的单纯依靠坎儿井、泉水的开发模式，变为北部山区修渠引水、南部平原区打井抽水的开发模式，真正体现了人类改造自然的能力。随着社会的发展，到1988年，吐鲁番盆地拥有机电井2896眼，年开采量为3.320×108m3；2004年拥有机电井5254眼，年开采量为6.416×108m3；2010年在用农灌机电井5 732眼，年开采量为7.82×108m3。

地下水的开采利用最早是以利用泉水发展到采用竖井、暗渠结合的坎儿井，直到今天的管井，开采地下水的垂向空间范围扩展了，吐鲁番地区最深的机电井已经达到了380m（位于吐鲁番市红柳河园艺场东南部的砂石料厂）。而水平空间上，机电井从过去的城市供水井发展到农田灌溉井、草原灌溉井，分布范围逐步扩展，从城市到农村，到荒原，在吐鲁番盆地的戈壁地带、绿洲区到处都散布着机电井，这足以体现吐鲁番盆地机电井开采地下水的普遍性以及机电井在地下水开采中的重要性[2]。

4 坎儿井的保护

要保护坎儿井这一宝贵的文化物质遗产，可以从以下几个方面着手：①首先应该做好科学规划。针对目前坎儿井迅速衰减的原因，制定科学合理的水资源开发利用体系，确保坎儿井具有良好的运行环境。②充分利用干旱区降水-地表水-地下水三水转化规律，实现地表水与地下水的联合调度和开发利用。在实际水资源开发利用过程中，遵照上述规律，切实落实上游应用地表水，中游用泉水和坎儿井水，布置适当机井补充调济水源，下游用机井灌溉为主，河水作为补充水源的方针。③大力推广实用节水新技术，包括滴灌、工业用水的循环利用技术、污水或中水利用等。④积极争取获得国家政策和资金的支持。⑤将坎儿井的保护纳入法制管理轨道，力争建立坎儿井自然保护区，以避免在新的开发建设中造成新的破坏。⑥在保护中适度开发，最大限度地开发利用坎儿井资源，让更多的国内外游客在若干年后仍能有幸一睹这一伟大的“地下长城”，使坎儿井这份历史遗产得以永续利用。这样，才能有效保证现有的坎儿井的运行环境，提高水资源的重复利用率，改良生态环境的效益。

5 结语

通过坎儿井的发展过程所经历的兴旺-衰落，表明如果对地表水、地下水的使用不进行科学合理的管理，吐鲁番盆地的坎儿井将逐渐消亡。如何利用干旱区降水-地表水-地下水三水转化规律，实现地表水与地下水的联合调度和开发利用，使坎儿井这份历史遗产得以永续利用，是摆在我们面前重要课题。

参考文献

[1]新疆坎儿井协会，2009年新疆坎儿井复查分析研究报告[M].新疆，2010.

[2]张明江，刘娟等，新疆东疆地区煤炭基地地下水勘查吐鲁番盆地地下水勘查项目报告[R].新疆，2012.

基金项目：新疆自治区人民政府与国土资源部合作“三五八”项目（项目编号：2010005）；

作者简介：

张晓（1984-01-14），女，新疆乌鲁木齐，毕业于长安大学，水工环专业技术人员，本科，研究方向：水文地质、环境地质、工程地质，工作单位：新疆地矿局第一水文工程地质大队。endprint