哈密坎儿井发展现状及保护应对策略

2022-07-05王凯

地下水 2022年3期

王凯

(哈密水文勘测局，新疆哈密 839000)

坎儿井在各地名称叫法不一，在西汉时期《史记》记录中它被称为“井渠”，在当地维吾尔人将它称为“坎尔孜”。它是将地表潜流按一定坡度开挖，通过暗渠自流而出的荒漠区特殊水利工程，包含起通风、外运土方、竖井开挖定位和人工通道作用的“竖井”、起减少水量蒸发、汇集输送潜流作用的“地下暗渠”、起地面引导流向作用的“明渠”、起汇集渠水和调蓄供给作用的“涝坝”组成。坎儿井突出的优点有自流引水，水行地下，减少蒸发，防止风沙，水流稳定[1]。它是不仅干旱地区劳动人民留给下的智慧结晶，也是当地历史发展的重要文化遗产。坎儿井既有为哈密农业生产、保护生态环境及人民生活继续服务的水利工程价值，也有见证为滋养哈密绿洲发展发挥过卓越作用的文化遗产价值，在当代非常有必要保护坎儿井愈发脆弱的生命力。

图1 哈密市(地区)坎儿井数量、水量历年变化图

1 哈密坎儿井发展历程

哈密地处新疆东部，气候特征为温带大陆性干旱气候，年蒸发量较大，全年降水量很少且在境内分布不均。因此历史上哈密地区绿洲资源的发展主要以地下水补给为主。关于哈密坎儿井具体起源时间，没有明确历史记载，根据《哈密文史资料》记载：“白彦虎战乱后，1873年迈里巴奴亲王为了恢复荒废的哈密农业，向京城求援，发动人们挖坎儿井，挖出了一些新的坎儿井”，从此记载可见，至少在1873年以前坎儿井技术已传入哈密。根据哈密县志、水行政部门水资源调查、新疆坎儿井研究会2003年、2009年坎儿井普查等相关资料统计，哈密坎儿井数量、水量变化情况见图1。1943年哈密共有坎儿井495条，年出水量1.97×108m3，2009年哈密市(地区)有水坎儿井161条(新挖4条)，年出水量0.474 1×108m3。哈密坎儿井主要分布于哈密市沁城乡、五堡镇、大泉湾乡、二堡镇、伊吾县下马崖乡、巴里坤县三塘湖乡、十三师柳树泉农场。近年来尽管地下水使用监管越发严格，但因为哈密地区经济迅速发展，工农业用水、城镇居民生活用水总体需求均不断大幅提高，修建水库、地表水使用量不断增大、机电井应用等多种原因综合致使坎儿井维护使用率逐年下降，哈密坎儿井的规模、数量、出水量均呈现出严重的衰减趋势。

2 代表性坎儿井水量动态监测成果分析

哈密境内的坎儿井在下属两县分布较少，主要分布在哈密市范围内。干旱地区中坎儿井主要分布在潜流丰富的山前冲洪积扇区域，根据其不同的地理分布和海拔高度不同可分为上中下三个区域。其中，上游区坎儿井坡度陡，长度短，受山前降水和洪水补给；中游区坎儿井，坡度缓，长度大，受机电井影响严重；下游区坎儿井多是利用陡坎地形修建，靠上游灌溉回归水补给，水量较小[2]。

本次论文为研究分析哈密坎儿井年水量变化情况，从上中下三个区域分别选取三个有较长时间监测数据成果且具有代表性的坎儿井探究分析。坎儿井详情见表1。

表1 代表性坎儿井详情表

根据选取的三处代表性坎儿井，以2020年逐月实测数据和年径流量，分别与该坎儿井2019年各月流量和年径流量、前5 a各月平均流量和平均年径流量、前10 a各月平均流量和平均年径流量、监测14 a各月平均流量和平均年径流量进行对比分析，了解哈密坎儿井近14 a变化趋势。

2.1 A坎儿井动态监测分析情况

A坎儿井2020年的平均流量为0.051 m3/s，年径流量161.3万 m3。月平均流量最大值为0.061 m3/s(7月)，月平均流量最小值为0.037 m3/s(2月)。月平均流量最大值为和月平均流量最小值为比值为1.7。A坎儿井监测资料对比分析详情见表2。

表2 A坎儿井2020年与去年、历年逐月平均流量对比表

A坎儿井建于1973年，位于哈密市坎儿井分布范围的上游区。该坎儿井出水量影响因素主要为当年天气和季节，该坎儿井在2015年4月被列为自治区级重点文物保护单位。从2007年1月至2020年12月监测成果整体分析，A坎儿井的逐月出水量变化相对平缓，14 a监测资料中历年出水量最大的月份与出水量最小的月份比值在1.4～6.4之间，2020年水量较历年呈增加趋势，增加幅度16.2%。

2.2 B坎儿井动态监测分析情况

B坎儿井2020年的平均流量为0.027 m3/s，年径流量85.38万 m3。月平均流量最大值为0.030 m3/s(4月)，月平均流量最小值为0.025 m3/s(1月)，月平均流量最大值为和月平均流量最小值为比值为1.3。B坎儿井监测资料对比分析详情见表3。

B坎儿井建于1893年，位于哈密市坎儿井分布范围的中游区，因处于村落聚集区，该坎儿井出水量影响因素主要为地下水开采和农业灌溉。该坎儿井在2015年4月被列为自治区级重点文物保护单位。从2006年11月开始监测至今，从14年水量变化来看，2020年B坎儿井年径流量与去年相比增加17.8%；与前5年平均年径流量(2007-2011年)相比减少35.3%；与前10年平均年径流量(2007-2016年)相比减少22.0%；与历年平均年径流量(2007-2020年)相比减少15.1%。

2.3 C坎儿井动态监测分析情况

2020年C坎儿井年平均流量0.001 0 m3/s，年径流量3.162万 m3。月平均流量最大值为0.001 2 m3/s(8月)，月平均流量最小值为0.000 8 m3/s(1月)。月平均流量最大值为和月平均流量最小值为比值为1.5。C坎儿井监测资料对比分析详情见表4。

表3 B坎儿井2020年与去年、历年逐月平均流量对比表

表4 C坎儿井2020年与去年、历年逐月平均流量对比表

C坎儿井建于1960年，位于哈密市坎儿井分布范围的下游区，该坎儿井出水量影响因素主要为地下水开采和农业灌溉。从2006年11月开始监测至今，从14年水量变化来看，2020年坎儿井水量较前几年水量呈减少趋势。2020年坎儿井年径流量与去年相比增加了25.3%；与前5 a平均年径流量(2007-2011年)相比减少77.2%；与前10 a平均年径流量(2007-2016年)相比减少71.0%；与历年平均年径流量(2007-2020年)相比减少63.7%。

3 哈密坎儿井现状发展及保护探究

3.1 哈密坎儿井发展现状分析

本文从哈密不同区域选取三处具有代表性坎儿井进行数据比对分析，在维护运行上受政策保护或个体户及时维护，2020年A坎儿井水量较历年呈增加趋势，B和C坎儿井水量较历年呈不同程度的减少趋势，但还能正常使用，而从哈密坎儿井整体发展情况不难发现，因地表水补给地下水量较少、周围机井布局影响、缺乏维护等种种原因，现有有水坎儿井数量、坎儿井出水量均在不断下降。

3.2 哈密市持续加强水资源保护工作

新疆自治区2006年为保护坎儿井出台《自治区坎儿井保护条例》，2012年由自治区文物局主办，哈密地区文物局、中铁西北设计院有限公司承办，对新疆哈密地区12条坎儿井开展维修保护工作。2017年哈密市为严格管控地下水开发的新增量，哈密市出台相关管理办法和保护方案，划定地下水超采区范围，全面加强取水审批、监管措施，严格控制机井数量、井深。2019年哈密市出台水资源保护条例，进一步加强水资源节约保护和科学高效利用，综合保护地下水和地表水资源。

3.3 坎儿井保护对策

坎儿井仅能引取表层地下水且离不开维护保养，保护其脆弱的生命力延续它水利工程价值和文化价值离不开长期的政策保护、及时的技术维护和人们重视程度。在政策保护上做好水资源合理配置，使坎儿井与其他水利工程在经济发展中充分优势互补、融合发展。在技术维护上持续探究保护技术的创新，加大资金投入，及时妥善的做好相关维护工作。在坎儿井历史文化价值、实用价值、对环境保护价值上持续加强宣传，提高人民群众对坎儿井的认识程度，呼吁社会各界增强对坎儿井的保护意识，促进哈密生态经济与特色文化相结合的绿色发展。