新疆坎儿井被认为是中国古代三大工程之一。由于新疆吐鲁番独特的地形区,坎儿井正好适用于这样的环境,其工作原理其实很简单。坎儿井也成为吐鲁番地区水资源的主要来源。关于坎儿井的起源有很多说法,有的是国外的,有的是国内的,有的是自创的。各行各业的学者对这个问题也有不同的看法。
坎儿井是井穴的意思,早在《史记》中就有记载,时叫井渠,而新疆维吾尔语则叫坎儿孜。坎儿井是新疆吐鲁番一种特殊的沙漠灌溉系统。坎儿井与长城、京杭大运河并称中国古代三大工程。坎儿井总数超过1100条,全长约5000公里。坎儿井是一种非常古老的水平集水建筑,开发利用地下水。适用于山麓和冲积扇边,主要用于截取地下潜水进行农田灌溉和居民用水。
这种说法主要是认为坎儿井实际上是从波斯传入新疆的。主要证据是,1780年,波斯人苏里曼来到吐鲁番修建砖塔,但这一说法也存在一些问题。当他访问当地五星级公社的老坎儿工匠阿休木时,他认为早在400多年前就有坎儿井。
这一理论主要认为坎儿井是陕西大理通过敦煌传入新疆白龙堆沙漠,然后传入吐鲁番的。主要是根据历史记载,汉武帝时期陕西有井渠。此外,当地人在西汉攻击大湾时不会凿井。元朝以前没有坎儿井的记载。直到元朝刘宇写的西使记,才有井渠的记载,说明中国有井渠结构,中亚很晚才有井。
自创主要认为坎儿井是当地各族劳动人民在农业生产和干旱斗争发展中逐步创造的。由于干旱的自然环境,地面水源非常匮乏,迫使人们重视地下水源的开发利用,以确保生产和生活的要求。在天山南北的其他地区,吐鲁番在这方面并不突出,吐鲁番的地面坡度也,地下水的开采利用有利于坎儿井。
坎儿井的基本工程结构由竖井、暗渠、出水口、明渠和蓄水池组成。通常一个坎儿井有几到几百个竖井。最浅1米,最深120米。离出水口最近的第一口竖井是最浅的,在水源处挖掘的竖井是最深的。坎儿井竖井的作用:挖掘暗渠时,将土壤提升到地面,通风采光,确定暗渠的方向,为坎儿井工匠和维修人员提供上下暗渠的升降通道,为暗渠工人提供生产、日用品、各种升降工具等。绝不是误传的只 专用于提取饮用水。
暗渠是将地下含水层浅层水引出地面的主要工程。坎儿井的暗渠分为积水段和输水段两部分。坎儿井暗渠的水源可分为田间渗漏和地下水直接引出。坎儿井暗渠的长度最长可达十几公里,最短可达几十米或几米。出水口是坎儿井水从暗渠流出地面的部分。也就是说,由于地形坡度大于暗渠流水坡度,并行延伸的两条线自然交叉形成出水口。
明渠是指坎儿井出水口至涝坝(蓄水池)的部分。明渠的作用是将从出水口流出的水输送到涝坝或农田。坎儿井明渠长度不同,有的刚从出水口流出地面就流入涝坝,有的长度几公里。坎儿井明渠的长度一般在100~500米之间。
坎儿井涝坝也叫蓄水池。坎儿井涝坝是根据坎儿井的水量定期蓄水、升温、集中灌溉的调节工程。坎儿井涝坝周围常绿荫葱葱,吸引各种生物,改善村庄小生态环境,解决人类生活用水和牲畜饮用水问题。坎儿井涝坝的工程施工一般为挖掘长度约30米,宽度约20米,深度1.5~2米左右,将土方堆积到边缘夯实,形成简单的口袋土坝,然后在下游制作带溢水口、出水闸等设施的水坝。