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课外地理 | 什么是坎儿井?

 jywlkljh 2020-01-01

本文由地理蹊倾情编辑整合,如有转载必须注明原作者,虽免费交流使用,但保留谴责直接拿过去作为自己成果的部分使用者的权

坎儿井,时称“井渠”,

新疆维吾尔语则称之为“坎儿孜”。

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。

坎儿井就是地下渠灌溉系统

新疆气候干旱,

吐鲁番更是是中国极端干旱地区之一,

 是名副其实的旱极。

这种气候条件下极其不利农业,

但高山上有丰富的雪水融化入地,

地形又有盆地。

新疆土壤多为砂砾,

渗水性很强,

山上雪水溶化后,

大部分会渗入地下,

流入盆地蓄水层。

这样,开采出地下水

就成了灌溉农业的不二法门。

吐鲁番盆地北部的

博格达山和西部的克拉乌成山,

每当夏季来临,

就有大量的融雪和雨水流向盆地,

当水流出山口后,

很快渗入戈壁地下变为潜流。

积聚日久,使戈壁下面含水层加厚,

水储量大,为坎儿井提供了丰富的水源。

吐鲁番大漠底下深处,

砂砾石由粘土或钙质胶结,

质地坚实,

因此坎儿井挖好后不易坍塌。

吐鲁番干旱酷热,

水分蒸发量大,

风季时尘沙漫天,

水渠常被黄沙淹没;

坎儿井是由地下暗渠输水,

不受季节、风沙影响,

水分蒸发量小,流量稳定,

可以常年自流灌溉。

所以,坎儿井非常适合当地的自然条件 。


坎儿井立体结构图

高山流入地下的地下水

在盆地地区通过平行井渠采引出来,

从暗渠变为明渠供人使用。

竖井用来开挖和通风,

暗渠用做地下运河。

同澳大利亚的自喷井原理相似。

在新疆大约有坎儿井1700多条,

多数在吐鲁番和哈密盆地地区,

吐鲁番的耕地有七成是坎儿井灌溉,

而且现在还在使用之中,

这是祖辈留下的巨大遗产,

是新疆各族劳动人民的传世成果。

而且坎儿井虽然名字是井,

实际上就是地下暗渠,

工程量不是简单的向下打口井那样简单。

也不是地面上挖条水渠那么容易的。

坎儿井在上游地区的一些竖井

可以达到90米深,

这是在古代没有机器的情况下开挖的。

坎儿井还挖了1700多条,

全长可以达到5000公里,

还不包括千千万万的竖井。

工程量巨大

坎儿井在地下我们看不到

露出的竖井也有很多都在无人区,

地处西域,远离中原。

到现在也无法确定坎儿井技术的起源,

根据最新资料,

坎儿井技术很可能是由中东地区传入,

历史知名度小

对于坎儿井的过去我们知之甚少。

对于它,我们只知道

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(小型蓄水池)四部分组成。

总的说来,坎儿井是

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。

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。

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。

暗渠,又称地下渠道,

是坎儿井的主体。

暗渠的作用是把

地下含水层中的水汇聚到它的身上来,

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。


暗渠全部是在地下挖掘,

工程十分艰巨。

据史料记载坎儿井始于西汉,

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,

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。

油灯定位只能用于同一个作业点上,

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,

而渠深则以泉流能淹没筐沿为标准。

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

经暗渠流出的水,

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

吐鲁番因此也有中国长寿之乡的美名。

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。

暗渠流出地面后

就成了明渠。

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,

以备所需。

 由于现代化进程,

用水量不断加大,

比如工厂、油田都在大量抽取地下水,

导致坎儿井的不断干涸。

而机井和水库的修建

更代替了一些坎儿井,

目前一些坎儿井新的利用方式是

发展旅游业。

地理题中的坎儿井

(河北省衡水中学2016届高三下学期五调)材料一 坎儿井是中国古代四大水利工程之一:坎儿井在新疆维吾尔语中称为“坎儿孜',波斯语称为“坎纳孜'(Kmmtz).俄语称为“坎亚力孜'(k K);从语音上来看,彼此虽有区分,但差别不大。

材料二 在新较一些冲积扇地形地区,土壤多为砂砾,滲水性很强,山上冰雪水融化后,大部分 渗入地下,地下水埋藏也较深。为了将渗入地下的水分引出,供平原地区灌溉,开挖井渠取水是比较合理的方式。

材料三坎儿并剖面示意3 (左图)坎儿并平面分布图(右图):

(1)依据材料一分析坎儿井在亚洲的地区分布。(6分)

(2)依据材料二分析坎儿井建设的自然地理条件。(8分)

(3)读坎儿井剖面示意图和平面分布图,分析采用曲线方式连接地下竖井的原因。(6分)

(4)现代钻井技术比古代坎儿井技术先进,取水成本低,效率高。因此.坎儿井面临存废的问题。你认为坎儿井有存在的必要吗?说明理由。(6分)

向左滑动找答案

(1)新疆地区,伊朗(西亚),中亚等(3分)。干旱、半干旱地区(3分)。

(2)山前冲积扇地区;气候干旱、半干旱,蒸发量大;冰雪融水下渗,地下水丰富;砂砾土壤便于挖掘。(每条2分,共8分)

(3)暗渠有一定坡度(2分);曲线连接可以减缓坡度(2分),降低流速,减少侵蚀,延长使用期限(2分)。(共6分)

(4)(只呈现观点,没说明理由不得分)

a.有必要。历史文化遗产(2分),有研究价值和旅游价值(2分)。部分经济落后地区还需继续沿用(2分)。(其它合理答案酌情给分。共6分)

b.没有存在必要。机井比坎儿井取水效率高(2分),维护费用低(2分),灌溉面积大(2分)。(共6分)

c.二者共存。提高取水效率(2分),保存历史文物(2分),发展旅游经济(2分)。(共6分)

(浙江名校新高考研究联盟2017届第三次联考)材料一: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水来进行农田灌溉和居民用水。图1位坎儿井示意图(图左上角)。

材料二:图2为吐鲁番盆地局部地区坎儿井和绿洲分布图,该区域最高海拔6723米,艾丁湖是我国陆上最低点,湖面海拔-150米。

(1)表述古人在吐鲁番盆地建设坎儿井的可行性和必要性。(5分)   

(2)推测坎儿井水量的变化特点。(4分)     

(3)说明图示灌溉区附近农业用地面临的主要生态问题及其成因。(6分)

向左滑动找答案

(1)可行性:山地海拔高,有冰雪融水;山麓物质疏松,有利于冰雪融水下渗,地下水丰富;山麓地区坡度适中;土质不易塌陷。(答对其中三点分) 必要性:该区域耕地面积广大,(1分)但气候干旱,蒸发量大,地表水缺乏,农业灌溉和居民生活需要水源。(1分) 

(2)由于坎儿井水主要来自于冰雪融水,(1分)水量有明显的季节变化,(1分)夏季多,冬季少;(1分)水量年际变化小。(1分) 

(3)灌渠附近农业用地面临的问题:次生盐碱(渍)化。(2分)原因:常年灌溉导致地下水位上升,(2分)以及该区域气候干旱,地表蒸发旺盛。(2分)

阅读下列材料,完成问题。

材料一 :新疆吐鲁番盆地是我国极端干旱地区之一,年降水量只有16毫米,而蒸发量在3000毫米以上。坎儿井与万里长城和京杭大运河并称为中国古代三项伟大的人类工程。坎儿井古称“井渠”,“坎儿”是“井穴”的意思,由竖井(工程井)、暗渠(地下渠道)、明渠(地表渠道)和涝坝(蓄水池)四部分组成。吐鲁番盆地地势北高南低,在较新一些冲积扇地形区,土壤多为砂砾,滲水性很强,山上冰雪水融化后,大部分渗入地下,地下水埋藏也较深。为了将渗入地下的水分引出,供平原地区灌溉,开挖井渠取水是比较合理的方式。

材料一 :坎儿井的建造方法是:在高山峡谷地带的雪水潜流处,寻找到水源,然后每隔20米至30米打一眼竖井,井深十米至几十米不等,将地下水汇聚,以增大水势,再依地势高低,在井底凿通暗渠,沟通各井,引流直下,一直连接到远处的绿洲,才将水由明渠引出地面,加以灌溉。涝坝则是一个调节水量的蓄水池。一条坎儿井,一般长约3公里,最长者往往是几条坎儿井相连达几十甚至上百公里,其间竖井少则几十口,多则三百余口。上游的竖井较深,有的可达100多米,下游的较浅,一般只有几米。如图为坎儿井剖面示意。

(1)分析吐鲁番盆地年降水量只有16毫米,而蒸发量在3000毫米以上的原因。(6分)

(2)若在吐鲁番地区采用地表明渠引高山冰雪融水,则面临哪些问题?(8分)

(3)坎儿井采用地下暗渠输水,暗渠径流具有哪些水文特征?(8分)

(4)分析吐鲁番地区山前冲积扇形成丰富地下潜水的原因?(8分)

(5)分析山前冲积物多为砾石、砂砾、沙等物质对地下水质的影响。(4分)

(6)分析竖井不易坍塌的原因。(6分)

(7)坎儿井上游的竖井较深,有的可达100多米,下游的较浅,一般只有几米,地下修建成坡度小的暗渠,其好处是?(6分)

向左滑动找答案

(1)深居内陆,地形封闭,海洋水汽难以到达,降水少(3分);全年降水少,晴天多,空气干燥,且夏季高温。(3分)。

(2)蒸发旺盛,沿途水的损耗量大;冬季冰雪不消融,无水可引;地表风沙大,水中杂质多,且引水渠易被风沙损毁。(每点2分,共8分)

(3)暗渠汇集地下潜流,地下潜流稳定,暗渠径流稳定,年变化小(3分);暗渠坡度较小,径流流速较慢(3分);地下气温年变化小,温度高于0℃,不封冻(2分)。(共8分)

(4)高山冰雪融水丰富,山前地表径流丰富(2分);山前冲积物多为砾石、沙砾、沙等物质,疏松、孔隙大,易于地表水下渗(4分);基岩不透水,形成了潜水层(2分)。(共8分)

(5)有利于过滤杂质,净化地下水(2分);有利于溶解矿物质,提高矿化度(2分)。(共4分)

(6)多黄土质黏土、沙土,质地坚实,不易坍塌(3分);气候干旱,降水少,且竖井为无水层,流水作用弱(3分)。

(7)上游从潜水层引水,有利于地下水自流汇集,(3分);减小坡度,降低流速,减轻水流对暗渠的侵蚀损毁(3分)。

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