王 凱

(哈密水文勘測局，新疆 哈密 839000)

坎兒井在各地名稱叫法不一，在西漢時期《史記》記錄中它被稱為“井渠”，在當?shù)鼐S吾爾人將它稱為“坎爾孜”。它是將地表潛流按一定坡度開挖，通過暗渠自流而出的荒漠區(qū)特殊水利工程，包含起通風、外運土方、豎井開挖定位和人工通道作用的“豎井”、起減少水量蒸發(fā)、匯集輸送潛流作用的“地下暗渠”、起地面引導流向作用的“明渠”、起匯集渠水和調(diào)蓄供給作用的“澇壩”組成?？矁壕怀龅膬?yōu)點有自流引水，水行地下，減少蒸發(fā)，防止風沙，水流穩(wěn)定[1]。它是不僅干旱地區(qū)勞動人民留給下的智慧結(jié)晶，也是當?shù)貧v史發(fā)展的重要文化遺產(chǎn)?？矁壕扔袨楣苻r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、保護生態(tài)環(huán)境及人民生活繼續(xù)服務的水利工程價值，也有見證為滋養(yǎng)哈密綠洲發(fā)展發(fā)揮過卓越作用的文化遺產(chǎn)價值，在當代非常有必要保護坎兒井愈發(fā)脆弱的生命力。

圖1 哈密市(地區(qū))坎兒井數(shù)量、水量歷年變化圖

1 哈密坎兒井發(fā)展歷程

哈密地處新疆東部，氣候特征為溫帶大陸性干旱氣候，年蒸發(fā)量較大，全年降水量很少且在境內(nèi)分布不均。因此歷史上哈密地區(qū)綠洲資源的發(fā)展主要以地下水補給為主。關于哈密坎兒井具體起源時間，沒有明確歷史記載，根據(jù)《哈密文史資料》記載：“白彥虎戰(zhàn)亂后，1873年邁里巴奴親王為了恢復荒廢的哈密農(nóng)業(yè)，向京城求援，發(fā)動人們挖坎兒井，挖出了一些新的坎兒井”，從此記載可見，至少在1873年以前坎兒井技術已傳入哈密。根據(jù)哈密縣志、水行政部門水資源調(diào)查、新疆坎兒井研究會2003年、2009年坎兒井普查等相關資料統(tǒng)計，哈密坎兒井數(shù)量、水量變化情況見圖1。1943年哈密共有坎兒井495條，年出水量1.97×108m3，2009年哈密市(地區(qū))有水坎兒井161條(新挖4條)，年出水量0.474 1×108m3。哈密坎兒井主要分布于哈密市沁城鄉(xiāng)、五堡鎮(zhèn)、大泉灣鄉(xiāng)、二堡鎮(zhèn)、伊吾縣下馬崖鄉(xiāng)、巴里坤縣三塘湖鄉(xiāng)、十三師柳樹泉農(nóng)場。近年來盡管地下水使用監(jiān)管越發(fā)嚴格，但因為哈密地區(qū)經(jīng)濟迅速發(fā)展，工農(nóng)業(yè)用水、城鎮(zhèn)居民生活用水總體需求均不斷大幅提高，修建水庫、地表水使用量不斷增大、機電井應用等多種原因綜合致使坎兒井維護使用率逐年下降，哈密坎兒井的規(guī)模、數(shù)量、出水量均呈現(xiàn)出嚴重的衰減趨勢。

2 代表性坎兒井水量動態(tài)監(jiān)測成果分析

哈密境內(nèi)的坎兒井在下屬兩縣分布較少，主要分布在哈密市范圍內(nèi)。干旱地區(qū)中坎兒井主要分布在潛流豐富的山前沖洪積扇區(qū)域，根據(jù)其不同的地理分布和海拔高度不同可分為上中下三個區(qū)域。其中，上游區(qū)坎兒井坡度陡，長度短，受山前降水和洪水補給；中游區(qū)坎兒井，坡度緩，長度大，受機電井影響嚴重；下游區(qū)坎兒井多是利用陡坎地形修建，靠上游灌溉回歸水補給，水量較小[2]。

本次論文為研究分析哈密坎兒井年水量變化情況，從上中下三個區(qū)域分別選取三個有較長時間監(jiān)測數(shù)據(jù)成果且具有代表性的坎兒井探究分析。坎兒井詳情見表1。

表1 代表性坎兒井詳情表

根據(jù)選取的三處代表性坎兒井，以2020年逐月實測數(shù)據(jù)和年徑流量，分別與該坎兒井2019年各月流量和年徑流量、前5 a各月平均流量和平均年徑流量、前10 a各月平均流量和平均年徑流量、監(jiān)測14 a各月平均流量和平均年徑流量進行對比分析，了解哈密坎兒井近14 a變化趨勢。

2.1 A坎兒井動態(tài)監(jiān)測分析情況

A坎兒井2020年的平均流量為0.051 m3/s，年徑流量161.3萬 m3。月平均流量最大值為0.061 m3/s(7月)，月平均流量最小值為0.037 m3/s(2月)。月平均流量最大值為和月平均流量最小值為比值為1.7。A坎兒井監(jiān)測資料對比分析詳情見表2。

表2 A坎兒井2020年與去年、歷年逐月平均流量對比表

A坎兒井建于1973年，位于哈密市坎兒井分布范圍的上游區(qū)。該坎兒井出水量影響因素主要為當年天氣和季節(jié)，該坎兒井在2015年4月被列為自治區(qū)級重點文物保護單位。從2007年1月至2020年12月監(jiān)測成果整體分析，A坎兒井的逐月出水量變化相對平緩，14 a監(jiān)測資料中歷年出水量最大的月份與出水量最小的月份比值在1.4～6.4之間，2020年水量較歷年呈增加趨勢，增加幅度16.2%。

2.2 B坎兒井動態(tài)監(jiān)測分析情況

B坎兒井2020年的平均流量為0.027 m3/s，年徑流量85.38萬 m3。月平均流量最大值為0.030 m3/s(4月)，月平均流量最小值為0.025 m3/s(1月)，月平均流量最大值為和月平均流量最小值為比值為1.3。B坎兒井監(jiān)測資料對比分析詳情見表3。

B坎兒井建于1893年，位于哈密市坎兒井分布范圍的中游區(qū)，因處于村落聚集區(qū)，該坎兒井出水量影響因素主要為地下水開采和農(nóng)業(yè)灌溉。該坎兒井在2015年4月被列為自治區(qū)級重點文物保護單位。從2006年11月開始監(jiān)測至今，從14年水量變化來看，2020年B坎兒井年徑流量與去年相比增加17.8%；與前5年平均年徑流量(2007-2011年)相比減少35.3%；與前10年平均年徑流量(2007-2016年)相比減少22.0%；與歷年平均年徑流量(2007-2020年)相比減少15.1%。

2.3 C坎兒井動態(tài)監(jiān)測分析情況

2020年C坎兒井年平均流量0.001 0 m3/s，年徑流量3.162萬 m3。月平均流量最大值為0.001 2 m3/s(8月)，月平均流量最小值為0.000 8 m3/s(1月)。月平均流量最大值為和月平均流量最小值為比值為1.5。C坎兒井監(jiān)測資料對比分析詳情見表4。

表3 B坎兒井2020年與去年、歷年逐月平均流量對比表

表4 C坎兒井2020年與去年、歷年逐月平均流量對比表

C坎兒井建于1960年，位于哈密市坎兒井分布范圍的下游區(qū)，該坎兒井出水量影響因素主要為地下水開采和農(nóng)業(yè)灌溉。從2006年11月開始監(jiān)測至今，從14年水量變化來看，2020年坎兒井水量較前幾年水量呈減少趨勢。2020年坎兒井年徑流量與去年相比增加了25.3%；與前5 a平均年徑流量(2007-2011年)相比減少77.2%；與前10 a平均年徑流量(2007-2016年)相比減少71.0%；與歷年平均年徑流量(2007-2020年)相比減少63.7%。

3 哈密坎兒井現(xiàn)狀發(fā)展及保護探究

3.1 哈密坎兒井發(fā)展現(xiàn)狀分析

本文從哈密不同區(qū)域選取三處具有代表性坎兒井進行數(shù)據(jù)比對分析，在維護運行上受政策保護或個體戶及時維護，2020年A坎兒井水量較歷年呈增加趨勢，B和C坎兒井水量較歷年呈不同程度的減少趨勢，但還能正常使用，而從哈密坎兒井整體發(fā)展情況不難發(fā)現(xiàn)，因地表水補給地下水量較少、周圍機井布局影響、缺乏維護等種種原因，現(xiàn)有有水坎兒井數(shù)量、坎兒井出水量均在不斷下降。

3.2 哈密市持續(xù)加強水資源保護工作

新疆自治區(qū)2006年為保護坎兒井出臺《自治區(qū)坎兒井保護條例》，2012年由自治區(qū)文物局主辦，哈密地區(qū)文物局、中鐵西北設計院有限公司承辦，對新疆哈密地區(qū)12條坎兒井開展維修保護工作。2017年哈密市為嚴格管控地下水開發(fā)的新增量，哈密市出臺相關管理辦法和保護方案，劃定地下水超采區(qū)范圍，全面加強取水審批、監(jiān)管措施，嚴格控制機井數(shù)量、井深。2019年哈密市出臺水資源保護條例，進一步加強水資源節(jié)約保護和科學高效利用，綜合保護地下水和地表水資源。

3.3 坎兒井保護對策

坎兒井僅能引取表層地下水且離不開維護保養(yǎng)，保護其脆弱的生命力延續(xù)它水利工程價值和文化價值離不開長期的政策保護、及時的技術維護和人們重視程度。在政策保護上做好水資源合理配置，使坎兒井與其他水利工程在經(jīng)濟發(fā)展中充分優(yōu)勢互補、融合發(fā)展。在技術維護上持續(xù)探究保護技術的創(chuàng)新，加大資金投入，及時妥善的做好相關維護工作。在坎兒井歷史文化價值、實用價值、對環(huán)境保護價值上持續(xù)加強宣傳，提高人民群眾對坎兒井的認識程度，呼吁社會各界增強對坎兒井的保護意識，促進哈密生態(tài)經(jīng)濟與特色文化相結(jié)合的綠色發(fā)展。

4 結(jié)語

坎兒井在當代仍然可與現(xiàn)代化水利工程優(yōu)勢互補，繼續(xù)為農(nóng)牧業(yè)發(fā)展做出貢獻。在政策保護、技術維護創(chuàng)新、資金支持、廣泛宣傳等方面持續(xù)加強，方可最大限度的保護和發(fā)揮坎兒井在水利工、文化方面的雙重作用。