【文化中国行 科技赋能典型案例】

◎本报记者 梁 乐  朱 彤

    来到新疆吐鲁番，游客品尝了香甜的葡萄之后，必定要去坎儿井看一看。

    9月3日，2024年（第十一批）世界灌溉工程遗产名录公布，新疆吐鲁番坎儿井位列其中。这个隐藏在地下的古老水利工程，近两千年来持续滋润着火焰山脚下的这片绿洲。

    作为我国年均降水量最少的区域，吐鲁番为何能诞生一项世界级灌溉工程？科技日报记者日前来到吐鲁番市，探寻坎儿井“永葆青春”的秘密。

    开凿技术巧妙独特

    吐鲁番盆地年平均降水量只有16毫米，而蒸发量可达到3000毫米，被称为“中国旱极”。如何引来水、留住水，这对古代吐鲁番居民是极大的考验。

    吐鲁番市水利局党组书记、副局长孜拉吾东·加拉力丁介绍，天山雪水融化流出山口后，会流经吐鲁番盆地的砂砾质土壤，大部分潜入地下形成地下潜流。日积月累，使得地下含水层逐渐加厚，水储量巨大。

    从天山脚下到艾丁湖畔，水平距离仅60千米，高差竟有1400多米。吐鲁番先民利用地面的坡度巧妙地创造了坎儿井，在地下顺着山势开挖暗渠，引地下潜流灌溉农田。

    作为一种结构巧妙的独特灌溉系统，坎儿井由竖井、暗渠、明渠和涝坝（小型蓄水池）四部分组成。吐鲁番坎儿井的地下暗渠全长可达5000公里，再加上千千万万的竖井、明渠等，工程量巨大。

    “现在我们打井都有专业的钻井队，古代可没有现代化的设备，他们徒手加上简单工具，硬是凿出了一条地下运河。”孜拉吾东·加拉力丁说。

    在吐鲁番盆地广袤的戈壁滩上，人们可以看见一堆一堆的圆土包，它们顺着高坡有序排列并伸向绿洲，这些就是坎儿井的竖井口。

    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。一般井深因地势和地下水位高低不同而有深有浅，越靠近源头竖井就越深。坎儿井在上游地区的一些竖井深度可以达到90米。

    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米到70米就有一口竖井。一条坎儿井，竖井少则十多个，多则上百个。竖井之间由地下暗渠相连。

    吐鲁番学研究院专家李刚介绍，为了避免开挖过程中“跑偏”方向，古人还根据两点成线的原理，发明了木棍定向法和油灯定向法。

    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，这样不同的作业点就可以保持一致不偏离方向了。这便是油灯定向法。

    李刚认为，由于坎儿井是在地下暗渠输水，不受季节、风沙影响，蒸发量小，流量稳定，可以常年自流灌溉，非常适合盆地的自然环境，充分体现了古人“因地制宜”发展农业的创造性智慧。

    滋润良田10万亩

    “随着人口和经济的发展，吐鲁番的地下水开采量逐渐增大，造成部分坎儿井干涸断流。”孜拉吾东·加拉力丁说。

    2009年，吐鲁番坎儿井抢救性保护加固工程拉开帷幕，当地开始实行掏捞清淤、卵形涵加固、安装井盖等保护工作。经过多年持续不断实施保护工程，最大程度保存了坎儿井的基本形态，延续了坎儿井的灌溉等功能，最大限度遏制了坎儿井的消失。

    目前，吐鲁番坎儿井数量有1200多条，其中近190条坎儿井仍保持水流，暗渠总长超过3400公里，年径流量高达1.14亿立方米，滋润着近10万亩的良田。

    在吐鲁番市国家4A级旅游景区坎儿井乐园，游客乘坐电梯深入地下60米，一条波光荡漾、宽逾一米的暗渠呈现在眼前。大家“打卡”拍照，享受着坎儿井工程带来的独有清凉。

    “以前，坎儿井仅仅作为水利工程，现在，坎儿井的保护正在不断融入生活、融入时代。”吐鲁番市文化体育广播电视和旅游局党组副书记、副局长杨勇表示，近年来，吐鲁番市持续利用坎儿井资源，加快打造集文化体验、休闲度假、民族歌舞、餐饮住宿、观光购物于一体的旅游景区综合体，坎儿井逐步成为促进吐鲁番经济、文化、艺术发展的有效载体。