科技日報記者 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)世界灌溉工程遺產名錄公布,新疆吐魯番坎兒井位列其中。這個隱藏在地下的古老水利工程,近兩千年來持續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域,吐魯番為何能誕生一項世界級灌溉工程?科技日報記者日前來到吐魯番市,探尋坎兒井“永葆青春”的秘密。
開鑿技術巧妙獨特
吐魯番盆地年平均降水量只有16毫米,而蒸發量可達到3000毫米,被稱為“中國旱極”。如何引來水、留住水,這對古代吐魯番居民是極大的考驗。
吐魯番市水利局黨組書記、副局長孜拉吾東·加拉力丁介紹,天山雪水融化流出山口后,會流經吐魯番盆地的砂礫質土壤,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造了坎兒井,在地下順著山勢開挖暗渠,引地下潛流灌溉農田。
作為一種結構巧妙的獨特灌溉系統,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可達5000公里,再加上千千萬萬的豎井、明渠等,工程量巨大。
“現在我們打井都有專業的鉆井隊,古代可沒有現代化的設備,他們徒手加上簡單工具,硬是鑿出了一條地下運河?!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運送地下泥沙或淤泥的通道,也是送氣通風口。一般井深因地勢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^的一些豎井深度可以達到90米。
豎井與豎井之間的距離,隨坎兒井的長度而有所不同,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,多則上百個。豎井之間由地下暗渠相連。
吐魯番學研究院專家李剛介紹,為了避免開挖過程中“跑偏”方向,古人還根據兩點成線的原理,發明了木棍定向法和油燈定向法。
挖掘暗渠時,在豎井的中線上掛上一盞油燈,掏挖者背對油燈,始終掏挖自己的影子,這樣不同的作業點就可以保持一致不偏離方向了。這便是油燈定向法。
李剛認為,由于坎兒井是在地下暗渠輸水,不受季節、風沙影響,蒸發量小,流量穩定,可以常年自流灌溉,非常適合盆地的自然環境,充分體現了古人“因地制宜”發展農業的創造性智慧。
滋潤良田10萬畝
“隨著人口和經濟的發展,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?!弊卫釚|·加拉力丁說。
2009年,吐魯番坎兒井搶救性保護加固工程拉開帷幕,當地開始實行掏撈清淤、卵形涵加固、安裝井蓋等保護工作。經過多年持續不斷實施保護工程,最大程度保存了坎兒井的基本形態,延續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,吐魯番坎兒井數量有1200多條,其中近190條坎兒井仍保持水流,暗渠總長超過3400公里,年徑流量高達1.14億立方米,滋潤著近10萬畝的良田。
在吐魯番市國家4A級旅游景區坎兒井樂園,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在眼前。大家“打卡”拍照,享受著坎兒井工程帶來的獨有清涼。
“以前,坎兒井僅僅作為水利工程,現在,坎兒井的保護正在不斷融入生活、融入時代?!蓖卖敺形幕w育廣播電視和旅游局黨組副書記、副局長楊勇表示,近年來,吐魯番市持續利用坎兒井資源,加快打造集文化體驗、休閑度假、民族歌舞、餐飲住宿、觀光購物于一體的旅游景區綜合體,坎兒井逐步成為促進吐魯番經濟、文化、藝術發展的有效載體。
(吐魯番市融媒體中心供圖)