新疆坎儿井，中国古代三大工程，土石量可绕赤道3圈
这里是世界上海拔最低的盆地，这里是中国最炎热的火洲，这里是中国最干旱的地方，而人类的文明却从未间断。这片神秘的土地孕育了上千年的文化，成为连接东西方文明的纽带、丝绸之路上的一个重要交汇点，它就是吐鲁番。提起吐鲁番，人们总会想起甜美的瓜果，还会想起她悠久和神秘的历史。从考古记录上来看，从旧石器时代开始，这里就有人类活动的迹象。然而，令人疑惑的是水是人类生产生活和文明发展的重要条件，而年平均降水量仅有16.5毫米，蒸发量却达到3000毫米的火洲，是怎样变成孕育无数生命的绿洲的呢？
在中国，坎儿井独一无二。从空中俯瞰，吐鲁番这片干燥而荒凉的戈壁沙漠上，布满了无数神秘的凹坑。这些宛如珍珠般的凹坑错落有致地伸向绿洲，它们的下面是一道道有着2000多年历史的暗渠，这就是被称为戈壁滩生命之源的坎儿井灌溉系统。一排又一排竖井深入地下，由长度共计超过5000公里的暗渠相连接。5000公里是什么概念？就是长度超过印度从南到北的距离！长度与黄河不相上下！这是一个名副其实超级工程。保守估计，坎儿井掘进1米距离约产生12立方的开挖量，那么5000公里的长度就要挖出超过6000万立方的土石，把这些土石量堆成25厘米厚2米高的墙可以绕地球赤道3圈。有了坎儿井，160公里外天山上的冰川雪水，便得以引至农田和村庄。这项走在技术前列的古老水利工程，如今仍然润泽着这片土地。
坎儿井主要分布在新疆天山山脉东部的吐鲁番及哈密盆地，其中尤以吐鲁番为多。坎儿井之所以能够在吐鲁番顺利使用，与当地特有的地理条件密不可分。吐鲁番盆地是中国的最低点，距吐鲁番市中心以南50公里的艾丁湖低于海平面154米，是仅次于死海的世界第二低地。整个盆地四面环山，北面有天山博格达峰，西面有喀拉乌成山，南面有觉罗塔格山，东南有库姆塔格沙山。从天山山脚到艾丁湖的直线距离不过60公里，但高差却达1400多米。气温高的时候，山顶上的冰川融化，流向戈壁砾石带后迅速下渗，在盆地边缘形成潜水带。而吐鲁番土质为砂砾和粘土胶结的钙性土壤，质地坚硬，不易坍塌，这一特点为大量开挖坎儿井，提供了地质条件。
坎儿井，有四个重要组成部分，缺一不可。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，同时也是送气通风口。一般越向上游竖井越深，间距越长，约有30至70米，越往下游竖井越浅，间距也越短，约有10米到20米。井深因地势和地下水位高低不同而有深有浅，最深的竖井可达90米以上。暗渠，又称地下渠道。一般按一定的坡度由低往高处挖，这样水就可以自动地在含水层中会汇聚起来。暗渠一般高1.7米，宽1.2米，短的100至200米，最长的长达25公里。地下水源顺着挖好的暗渠，引水下流，流出山地区域，进入人们的生活区。人们在挖好水渠，等待暗渠的水流到地面，变成明渠，同时在地表修建具有蓄水和调节水作用的涝坝。这种大大小小的蓄水池将水蓄积在涝坝，哪里需要用水，就把水送到哪里。就这样，一个无动力吸水设施，一个完整的蓄水、浇灌、维修体系就形成了。
2700年前庄子的《秋水篇》里就有“坎井”这个词汇。考古学家在托克逊县柯尔伽依乡发现了一处水系分布岩画。据考证，此岩画距今已有2000多年时间了。岩画上有一组小圆坑，有规则地排列着，可以看出是掏挖井泉的迹象。最后一个圆坑之后，成了一条小渠向前延伸而去，与现在的坎儿井极为相似。著名历史学家王国维在《西域井渠考》一书中提出过一个著名的观点：新疆的坎儿井早在2000多年前的汉代就已经出现了。其理论依据是得之于《史记·河渠书》，此书记述了汉武帝刘彻曾经命令士卒万余人引陕西洛水到商颜山下，因渠岸不断崩塌，表面引水很困难，于是，便挖掘了许多竖井，使“井下相通行水”，最终使商颜干渴焦灼的土地得到了清凉甘甜的滋润。后来，有考古学家在商颜竟然找到了当年的那一口口竖井。那些2000多年前出现在黄土高原的坎儿井，被史人称为“井渠”。
王国维在《西域井渠考》中阐明了井渠技术西传的时间和路线。公元前一世纪中叶，西域乌孙国内乱，汉廷一面派人告谕乌孙王乌就屠不能擅夺王位，必须尊崇汉王册立的元贵蘼。同时，又命令熟悉西北地理的破羌将军辛武贤率师待命，准备应付事变。辛将军深知西北地广人稀，缺水少粮，远征乌孙谈何容易。为了有备无患，他一方面叫人沿疏勒河谷探明路线，建立交通标志；另一方面又令士兵“穿凿卑鞯侯井以西，欲通渠转谷，积居卢仑以讨之。”所谓的“卑鞯侯井”，据三国时的学者孟康解释说是：“大井六，通渠也。下泉流涌出，在白龙堆土山下。”据此一解，可以看出，卑鞯侯井与今天的坎儿井几乎完全一样。
坎儿井是世界上最大的地下水利灌溉系统，它始于2000多年前，超过5000公里，使用时间超过千年。与万里长城、京杭大运河并称为中国古代三大工程。而开凿一条坎儿井少则几年，多则十几年，堪称超级工程！上世纪50年代末期，全疆坎儿井曾达到1784 条，暗渠总长度约5272公里，灌溉面积约50多万亩。吐鲁番、哈密盆地的坎儿井总长度为3000公里，总储水量达6亿立方米，灌溉面积47万亩，占该盆地总耕地面积70万亩的67%。这些犹如人体血脉的坎儿井延伸到茫茫戈壁，成了戈壁文明得以发展的生命线，孕育出了吐鲁番如玉般的葡萄和甘甜的瓜果，成为了人们生活中不可缺少的生命之源。
然而，从上世纪80年代起，因缺钱维修，加上超量开采地下水，很多坎儿井出现淤堵、渗漏、裂隙、坍塌，仿佛被抽走了筋骨血水一样，渐渐退去了往日的激情，一天天在减少、消失。2007年4月，国务院决定开展第三次全国文物普查，这项止于2011年12月，花时近5年的调查显示：新疆境内遗存坎儿井1540条，只有25%的坎儿井有水，它们开凿年代大多为清代至近现代，主要分布在吐鲁番、哈密等地，其中吐鲁番市遗存坎儿井1108条。新疆坎儿井研究学会秘书长吾甫尔说，坎儿井虽说已有2000多年的历史，但我们现在已找不出年龄超过1000岁的坎儿井了，因为坎儿井也有生命周期，它的诞生和消亡过程是个优胜劣汰的过程。目前存留下来都是生命力较强的优质坎儿井，只要措施得当，这些坎儿井是有可能传承下去的。
探究坎儿井衰落原因，首推吐鲁番地区绿洲外围生态系统的严重破坏。据卫星遥感监测数据表明，该地区强烈发展荒漠化土地面积已占总面积的46.87%，而非荒漠化面积仅占总面积的8.8%。水资源日渐短缺，地下水位不断下降，坎儿井水流量也逐年减少。随着吐鲁番地区经济发展，机井得以广泛使用。全地区已有的几千口机井从地下大量抽水，而全区11亿立方米的可利用水资源中，地下水仅占2亿。比较而言，坎儿井造价高，维护难，导致使用率不断下降；在地表水利用上，一些河流上游修建水库，大坝截流后，下游水源便捉襟见肘。已建的柯柯牙水库和坎儿其水库，就对其下游近百条坎儿井直接造成生存危机。此外，吐哈油田开发力度不断加大，仅一个吐哈油田，每年就用去吐鲁番500万立方米水。油田用水量非常之大，加之打井极深，地下深水被大量抽走，坎儿井水源间接受到影响。
坎儿井是我国古代劳动人民留下的不可多得的珍贵人文遗产，具有极高的历史价值和科学价值，尤其在强调生态开发的今天，坎儿井具有不可比拟的旅游开发价值。如果因为今天的短视让这份人类遗产消失殆尽，我们将愧对子孙后代。2009年，新疆坎儿井抢救性保护加固工程在吐鲁番市拉开帷幕，开始实行掏捞清淤、卵形涵加固、安装井盖等保护工作。截至2019年，加固工程已开展了6期，先后投资9000多万元，对全疆164条坎儿井进行了保护加固——共加固竖井1.57万个，掏捞清淤明渠、暗渠714公里。其中，吐鲁番保护加固坎儿井130条，加固竖井1.37万个，掏捞清淤明渠、暗渠近650公里。加固后的坎儿井，出水量比过去平均增加30%左右。如今，吐鲁番的坎儿井年径流总量达1.786亿立方米，灌溉面积约13万亩，约占全市水资源总量的8%、灌溉面积的7%。
在特定时期、特定地区创造的坎儿井，其智慧是不言而喻的。一方面，坎儿井可以减少强烈的水分蒸发，节约用水资源的浪费；另一方面，坎儿井水深藏在地下，可以避免地表层的污染，使其水质纯净清凉。坎儿井的井线越长，沿线竖井越多，汇集的地下潜水就越丰沛。尤其在吐鲁番盆地这样的干燥高温地带，本来就滴水如油，坎儿井的发明有效地防止了大量的水资源被蒸发和流失，这就是坎儿井能保存和使用到今天的生命所在。这个隐藏在戈壁滩生命绿洲的奥秘，一直不断完善的伟大工程，无疑也是千百年来劳动人民勤劳和智慧的见证。
