新疆坎儿井起源之谜-坎儿井原理是什么？

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新疆坎儿井简介
坎儿井，是“井穴”的意思，早在《史记》中便有记载，时称“井渠”，而新疆维吾尔语则称之为“坎儿孜” 。

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坎儿井是荒漠地区一特殊灌溉系统，普遍于中国新疆吐鲁番地区。坎儿井与万里长城、京杭大运河并称为中国古代三大工程。吐鲁番的坎儿井总数达1100多条，全长约5000公里。
坎儿井是开发利用地下水的一种很古老式的水平集水建筑物，适用于山麓、冲积扇缘地带，主要是用于截取地下潜水来进行农田灌溉和居民用水。
坎儿井的结构，大体上是由竖井、地下渠道、地面渠道和“涝坝”（小型蓄水池）四部分组成，吐鲁番盆地北部的博格达山和西部的喀拉乌成山，春夏时节有大量积雪和雨水流下山谷，潜入戈壁滩下。
人们利用山的坡度，巧妙地创造了坎儿井，引地下潜流灌溉农田。坎儿井不因炎热、狂风而使水分大量蒸发，因而流量稳定，保证了自流灌溉。
新疆坎儿井起源之谜
新疆地区因为地面十分干旱，农作物不容易存活，于是智慧的人们就制造出了这种神奇的坎儿井。那么新疆坎儿井究竟是怎样的呢，坎儿井的原理又是如何。为何有了坎儿井的存在，水利灌溉就不成问题了。
当然了，并非只有新疆地区拥有这种坎儿井，在其他地区以及国外也有坎儿井的存在。于是对于坎儿井的起源就十分的让人好奇了，究竟这是自创的呢，还是外来传入的。认为是外来传入的，主要是因为各地的坎儿井都是同一名字，这未免太过巧合。
但名称虽然相同，但也可能是新疆传入波斯的。且1962年访问当地五星公社老坎儿匠阿休木(当时86岁)，他认为早在300一400年前就有了坎儿井。所以有可能是有新疆地区传出的，而对于自创一说，则更加的有证据。
当地自然条件极为干旱、地面水源又非常缺乏，客观条件迫使着人们必须重视地下水源的开发利用，才能保证农业生产发展和居民生活用水的要求。而在天山南北其他地区则在这方面没有吐鲁番突出。同时也没有像吐鲁番地区地面坡度这样峻陡，有利于用坎儿井的方式开采利用地下水。
而根据历史条件来看，吐鲁番是古代欧亚交通的主要通道，经济文化的交流地区，东西方文化技术的传入对坎儿井的形成是会起到一定重要作用的。故可以认为坎儿井是在综合条件下形成的，但倾向于自创说为主，传入说为副，即：内因为主、外因为副。
坎儿井原理是什么？
坎儿井是一种结构巧妙的特殊灌溉系统，它由竖井、暗渠、明渠和涝坝四部分组成。总的说来，坎儿井的构造原理是：在高山雪水潜流处，寻其水源，在一定间隔打一深浅不等的竖井，然后再依地势高下在井底修通暗渠，沟通各井，引水下流。地下渠道的出水口与地面渠道相连接，把地下水引至地面灌溉桑田。

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一、竖井
先说竖井。竖井是开挖或清理坎儿井暗渠时运送地下泥沙或淤泥的通道，也是送气通风口。井深因地势和地下水位高低不同而有深有浅，一般是越靠近源头竖井就越深，最深的竖井可达90米以上。
竖井与竖井之间的距离，随坎儿井的长度而有所不同，一般每隔20—70米就有一口竖井。一条坎儿井，竖井少则10多个，多则上百个。井口一般呈长方形或圆形，长1米，宽0.7米。
乘车临近吐鲁番时，在那郁郁葱葱的绿洲外围戈壁滩上，就可以看见顺着高坡而下的一堆一堆的圆土包，形如小火山锥，坐落有序地伸向绿洲，这些，就是坎儿井的竖井口。
二、暗渠
暗渠，又称地下渠道，是坎儿井的主体。暗渠的作用是把地下含水层中的水会聚到它的身上来，一般是按一定的坡度由低往高处挖，这样，水就可以自动地流出地表来。暗渠一般高1.7米，宽1.2米，短的100—200米，最长的长达25公里，暗渠全部是在地下挖掘，因此掏捞工程十分艰巨。
【新疆坎儿井起源之谜-坎儿井原理是什么？】坎儿井始于西汉，而指南针在明朝时期才从中原传入西域，在开挖暗渠时，为尽量减少弯曲、确定方向，吐鲁番的先民们创造了木棍定向法。
即相邻两个竖井的正中间，在井口之上，各悬挂一条井绳，井绳上绑上一头削尖的横木棍，两个棍尖相向而指的方向，就是两个竖井之间最短的直线。然后再按相同方法在竖井下以木棍定向，地下的人按木棍所指的方向挖掘就可以了。
在掏挖暗渠时，吐鲁番人民还发明了油灯定向法。油灯定向是依据两点成线的原理，用两盏旁边带嘴的油灯确定暗渠挖掘的方位，并且能够保障暗渠的顶部与底部平行。
但是，油灯定位只能用于同一个作业点上，不同的作业点又怎样保持一致呢？挖掘暗渠时，在竖井的中线上挂上一盏油灯，掏挖者背对油灯，始终掏挖自己的影子，就可以不偏离方向，而渠深则以泉流能淹没筐沿为标准。
暗渠越深空间越窄，仅容一个人弯腰向前掏挖而行。由于吐鲁番的土质为坚硬的钙质粘性土，加之作业面又非常狭小，因此，要掏挖出一条25公里长的暗渠，不知要付出怎样的艰辛。
据说，天山融雪冰冷刺骨，而工人掏挖暗渠必须要跪在冰水中挖土，因此长期从事暗渠掏挖的工人，寿命一般都不超过30岁。所以，总长5000公里的吐鲁番坎儿井被称为“地下长城”，真是当之无愧。
暗渠还有不少好处是，由于吐鲁番高温干燥，蒸发量大，水在暗渠不易被蒸发，而且水流地底不容易被污染，再有，经过暗渠流出的水，经过千层沙石自然过滤，最终形成天然矿泉水，富含众多矿物质及微量元素，当地居民数百年来一直饮用至今，不少人活到百岁以上，因此，吐鲁番素有中国长寿之乡的美名。

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三、龙口
龙口是坎儿井明渠、暗渠与竖井口的交界处，也是天山雪水经过地层渗透，通过暗渠流向明渠的第一个出水口。
四、明渠涝坝
暗渠流出地面后，就成了明渠。顾名思义，明渠就是在地表上流的沟渠。人们在一定地点修建了具有蓄水和调节水作用的蓄水池，这种大大小小的蓄水池，就称为涝坝。水蓄积在涝坝，哪里需要，就送到哪里。
看了以上的介绍是否对新疆坎儿井更加了解了呢，更多中国未解之谜请关注探索发现栏目及中国之谜专题。