【回國旅遊】之66: 坎兒井
吐魯番盆地是新疆天山東部南坡的一個山間盆地,總麵積約 5 萬平方公裏。是中國地勢最低(-154.31米)和夏季氣溫最高的地方。盆地光熱資源豐富,年日照逾3000小時。盛產葡萄、哈密瓜、反季節蔬菜、長絨棉等經濟作物,是名副其實的“瓜果之鄉”。還是著名旅遊勝地。但是盆地極端幹旱,平均年降水僅15毫米,蒸發量卻達3000毫米。盆地的優勢是緊貼天山山脈南麓,北部的博格達山脈高度在3500~4000米之間。其中博格達峰海拔5445米,終年積雪。從山麓到盆地成為傾斜平原地勢,堆積著大麵積細土質衝積物,因火焰山橫臥在盆地中央,使融雪潛水位抬高,在山體的南北緣形成一個溢出帶,造就了火焰山南、北兩部分綠洲。山北是河流和明渠灌溉,而山南則主要依賴於坎兒井係統。
吐魯番有多個坎兒井博物館:
坎兒井是荒漠地區為防止明流水渠蒸發損失而不得不采用的一種特殊灌溉係統,主要集中於吐魯番地區,與萬裏長城、京杭大運河並稱為中國古代三大工程。吐魯番的坎兒井總數最盛期達1100多條,全長約5000公裏。是古代吐魯番各族勞動群眾根據盆地地理條件、利用地麵坡度引用地下水的一種獨具特色的地下水利工程。 下麵是博物館陳列的從北(上)的博格達山脈經火焰山(中, 呈紅色))向南到吐魯番盆地(下)的地形沙盤,坎兒井係統僅開鑿於火焰山以南的緩坡:
坎兒井結構(剖麵)示意圖:
博格達山脈春夏時節有大量積雪和雨水流下山穀,潛入戈壁灘下。地下水的坡降與地麵坡變相差不大,這就為開挖坎兒井提供了有利的地形條件。吐魯番盆地土質為砂礫和粘土膠結,質地堅實,井壁及暗渠不易坍塌,這又為大量開挖坎兒井提供了良好的地質條件。 坎兒井的結構,大體上是由豎井、地下渠道(暗渠)、地麵渠道(明渠)和“澇壩”(小型蓄水池)四部分組成。這種結構至遲在西漢早年已經出現。司馬遷在《史記》中介紹漢武帝元朔四年(前125)前後在今陝西大荔一帶開鑿的, 稱龍首渠。其豎井深可達”四十餘丈“。也叫”井渠“:
但這種技術什麽時候、從哪裏傳到吐魯番地區,曆史倒是沒有記載。甚至有謂是從伊朗傳入的。中央電視台《遠方的家》欄目”一帶一路“係列最近播送遠在北非的阿爾及利亞早在古代也有幾乎完全一模一樣的技術(福甘納供水係統),至今猶起作用:
《遠方的家:一帶一路 488集》。很可能是他們的祖先自己創造的,畢竟世界上到處的人民都富有智慧。
坎兒井的建造方法是:在高山峽穀地帶的雪水潛流處,尋找到水源,然後每隔20米至30米打一眼豎井,井深十米至幾十米不等,將地下水匯聚,以增大水勢,再依地勢高下,在井底鑿通暗渠,溝通各井,引流直下,一直連接到遙遠的綠洲,才將水由明渠引出地麵,加以灌溉。一條坎兒井,一般長約3公裏,最長者往往是幾條坎兒井相連達幾十甚至上百公裏,其間豎井少則幾十口,多則三百餘口。上遊的豎井較深,有的可達100多米,下遊的較淺,一般隻有幾米。豎井井口一般呈長方形或圓形,長1米,寬0.7米:
暗渠,又稱地下渠道,是坎兒井的主體。暗渠的作用是把地下含水層中的水匯聚到它裏邊來,一般是按一定的坡度由低往高處挖,這樣,水就可以自動地流出地表。暗渠一般高1.7米,寬1.2米,短的100—200米,最長的長達25公裏,暗渠全部是在地下挖掘,因此掏撈工程十分艱巨。下麵是坎兒井博物館的模型顯示工人如何利用木棍定向法鑿暗渠。即相鄰兩個豎井的正中間,在井口之上,各懸掛一條井繩,井繩上綁上一頭削尖的橫木棍,兩個棍尖相向而指的方向,就是兩個豎井之間最短的直線。然後再按相同方法在豎井下以木棍定向,地下的人按木棍所指的方向挖掘就可以了:
暗渠越深空間越窄,僅容一個人彎腰向前掏挖而行。由於吐魯番的土質為堅硬的鈣質粘性土,加之作業麵又非常狹小,因此,要掏挖出一條25公裏長的暗渠,不知要付出怎樣的艱辛。據說,天山融雪冰冷刺骨,而工人掏挖暗渠必須要跪在冰水中挖土,因此長期從事暗渠掏挖的工人,壽命一般都不超過30歲:
暗渠遊客無法進入。本文有些照片隻能采自網絡:
明渠自暗渠流出處稱為”龍口“:
由於吐魯番極高的蒸發量,明渠一般很短:
水出明渠後,在一定地點修建了具有蓄水和調節水作用的蓄水池,這種大大小小的蓄水池,就稱為澇壩。水蓄積在澇壩,哪裏需要,就送到哪裏:
水流地底不容易被汙染,再有,經過暗渠流出的水,經過千層沙石自然過濾,最終形成天然礦泉水,富含眾多礦物質及微量元素,當地居民數百年來一直飲用至今,不少人活到百歲以上,因此,吐魯番素有中國長壽之鄉的美名:
1845(道光二十五年)正月,林則徐赴天山以南覆勘墾地,途徑吐魯番縣城,在當天的日記中寫到:“見沿途多土坑,詢其名,曰‘卡井’能引水橫流者,由南而北,漸引漸高,水從土中穿穴而行,誠不可思議之事!” 清代蕭雄《西疆雜述詩》也雲:“道出行回火焰山,高昌城郭勝連環。疏泉穴地分澆灌,禾黍盈盈萬頃間。” 吐魯番現存的坎兒井,主要是清代以來建造的。名氣最大的坎兒井是米衣木·阿吉坎兒井,它全長5公裏,最深處為80米,日水量可澆地70畝,已有200年的曆史,它是維吾爾人米衣木·阿吉開掘而成的,故以此命名:
1950年代中期全吐魯番坎兒井年出水量在3億立方米以上,灌溉盆地農田的60-70% 。 一條坎兒井灌溉數十畝至數百畝地不等。人民公社解體後坎兒井一般都由個人經營,由原來主要種糧食改為種經濟作物,有些兼開發旅遊項目,經濟效益培增,為維、漢農家命脈。然而滄海桑田,時光荏苒。隨著氣候變遷,冰川不斷退縮,人口增多,但更緊迫的威脅是飆升的用水需求——石油開采和工業化農業生產正在將吐魯番盆地的地下水抽幹。坎兒井的曆史作用正在急劇消亡。目前,新疆境內有水的坎兒井隻剩下614條。吐魯番地區有水的坎兒井也從1100多條減少到隻剩下404條,而且每一年都有十多條地下渠道幹涸。 現在坎兒井灌溉麵積比例已劇降到20% 。
目前,吐魯番盆地機井的數量已經超過6000多眼,如果同時開啟,一年能抽取8億立方米的地下水。這意味著,用不了多久,吐魯番盆地的地下水資源就會被抽光用盡。為了禁止超量開采地下水,吐魯番市加大了對機井的管理與限製。不僅如此,當地還建立了38個地下水位監測點,隨時對坎兒井水位、水質的變化進行監測。經過努力,吐魯番的地下水位在經曆了四、五十年急劇下降的過程後,速度終於放緩。但也即是說:地下水位仍在不斷下降之中。
有些水利專家發表了不同的意見。吐魯番地區水利勘察設計院原院長盧震認為,坎兒井作為一種古老的水利灌溉設施,盡管它曾發揮過無與倫比的作用,但在科技迅速發展的今天,它的作用已經終結。水庫和機井則不同,需要用多少水就取多少水,用不了的儲存起來,即方便又利於控製水量。坎兒井的不足之處非常明顯:夏季容易幹涸;冬季水多時又無用武之地,隻得任其白白流走,無法蓄存;修建坎兒井的工程既艱辛又危險,而且造價極高;坎兒井的重要組成部分豎井,每隔20米左右就有一個,一條坎兒井少則幾十眼,多者達二三百眼,這些豎井對基礎建設構成了嚴重的威脅(照片采自網絡):
也許未來會有更理想的解決方案:據說新疆已經計劃悄悄地引600公裏長的的額爾齊斯河水濟烏魯木齊(635工程)解決該市用水問題。請參閱:
《中國正向北疆悄悄的調水》 。額爾齊斯河的水量既豐富、穩定又可靠(假如哈薩克斯坦國沒有異議)。而從烏魯木齊市到吐魯番盆地直線距離大約僅180公裏,如能延伸到吐魯番,那就大大節省了投資費用。應該說這對幹渴的吐魯番盆地補水來說是一條關乎萬民的福音。
(本文多張照片均采自網絡)