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气候及其干燥的吐鲁番很久以前就曾出现过大片的绿洲，这里繁荣的奥秘之一就是在吐鲁番盆地分布着类似人体血脉的坎儿井群。吐鲁番盆地北部的博格达山和两部的喀拉乌成山有许多现代冰川，春季雪融化了，水从山顶直泻而下，夏季由于山高，拦截了高空水汽，常形成山区地带大雨或暴雨。这里山地地面植被稀少，大多为裸露基岩，雨水在地表很快形成径流，向吐鲁番盆地中心输送。进入戈壁砾石带后，由于砾石透水性强，一些河流50％的水流入地下，有的甚至全部渗入地下，在盆地北、两边缘形成一个巨大的潜水带。古代吐鲁番盆地的人利用丰富的地下水和地形的坡度，巧妙地创造了坎儿井，把渗入地下的雪水雨水不用任何动力引出地面，形成了常年不断的自流水，水质矿化度低。水在地下流动，蒸发损失少、水量稳定、不易被风沙埋没，非常适合人畜饮用，还可以灌溉农田。
说起吐鲁番，大家都会想到那里香甜的葡萄。吐鲁番的气候比较恶劣，降水量特别少，而且蒸发的也很快，好在土地比较肥沃适合果树生长。不过，灌溉葡萄园所需的水从哪里来呢？那是通过坎儿井将水引入了果园。
坎儿井被认为是中国古代伟大的三大工程之一，其他的两个分别是万里长城以及京杭大运河。因为这里独特的气候以及地形，坎儿井得到了充分地发挥。关于它的由来说法有很多，我们可以一一看看。
坎儿井是井穴的意思。曾在史记中有过记载，那时称之为井渠。坎儿井是沙漠地区特有的一种水利工程，尤其是在新疆的吐鲁番地区广泛使用，总数高达一千一百多条，长度超过五千米。
坎儿井一共有四个主要部分组成，分别是竖井、暗渠、明渠以及涝坝，是一种很古老水平式集水用的建筑，特别适合山脉、冲积扇等特殊地区。这个系统是靠截留地下的积水，利用重力将地底的积水运输到需要灌溉的农田或者作为生活用水。
通常一条坎儿井会有不止一个竖井，有的甚至多达几百个，浅的有一米，而深的有一百多米。距离出水口最近的竖井是最浅的，而越靠近水源井会越来越深。竖井的作用就是为了给暗渠打开通路，竖井的打通可以使地面和地下疏通，使地下可以通风并由此来确定暗渠的修建路线，而且竖井还能作为升降梯的功能让工人上下传送通道，让劳作工人上下作业更加方便。
而暗渠则起到了关键的作用，它就是输送这些地下水的管道，因此也是整个坎儿井系统工程的最重要的部分。 据说一直从事这项工程的挖渠工人，一般活不过三十岁。坎儿井系统是一项伟大的工程，更是一个让无数人感叹的奇迹。坎儿井的涝坝顾名思义就是存水池的作用，根据水量来定期进行调节方便使用。
关于这项工程的起源也是众说纷纭， 有说法认为是十七世纪时从波斯传入的。因为曾经有波斯人来到吐鲁番修建砖塔的记录，但是坎儿井据说在四百多年前便有了，因此这种说法的可能性不太大。 还有一种说法是国内的陕西大荔经过敦煌传入的新疆沙漠，然后再传入了吐鲁番，因为据记载在汉武帝时期便有井渠一说，而具体的史书记录更是印证的这种说法。 另外一种说法是当地人民自创的。因为在他们发展农业时，必须要战胜干旱，而地面上非常缺水，因此当地人们只能靠充分挖掘地下的水资源来进行灌溉。
现在的新疆地区还是有很多坎儿井在使用，但是更多的是作为一种文化遗产来保存了。
吐鲁番盆地地处我国干旱区域，极端最高气温49.6℃，8级以上的大风每年在100天以上，但年均降水量2.9毫米，年均蒸发量却高达2844.9毫米，素有“火洲”和“风库”之称。谭老师地理工作室综合整理
坎儿井的基本工程结构由竖井、暗渠、出水口、明渠和蓄水池（涝坝）等部分和谐的组合在一起。它是巧妙地利用地形坡度，不耗费任何动力和资源，将地下水引出地面的古老地下水利工程。
竖井
通常一条坎儿井有几个到几百个竖井。最浅的达1米，最深的可达到120米。离出水口最近的第一口竖井是最浅的，在水源处挖掘的竖井是最深的。
坎儿井竖井的作用：挖掘暗渠时将泥土提到地面，通风和采光，确定暗渠的走向，为坎儿井匠和维修人员上下暗渠提供升降通道，为暗渠劳作者提供生产、生活用品，升降各种工具等。绝不是误传的只 “为提取饮用水专用”。全疆1784条坎儿井的竖井总数为172367个。
暗渠
暗渠是将地下含水层的浅层水引出地面的主要工程。坎儿井的暗渠分为积水段和输水段两个部分。坎儿井暗渠的水源可分为田间渗漏和直接引出地下水两种。坎儿井暗渠的长度最长可达十几千米，最短也就几十米或几米。
（图为暗渠）
出水口
出水口是坎儿井水从暗渠流出地面的部分。也就是说由于地形坡度大于暗渠流水坡度，而并行延伸的两条线相互自然交叉形成出水口。
明渠
明渠是指坎儿井出水口到涝坝（蓄水池）的部分，明渠的作用是将从出水口流出的水输送到涝坝或农田。坎儿井明渠长短不一，有的刚从出水口流出地面就流入涝坝，有的长度也有几千米。坎儿井明渠的长度一般100～500米不等。
（图为明渠）
涝坝
坎儿井涝坝也有人叫做蓄水池。坎儿井涝坝是根据坎儿井的水量定期蓄水、升温、集中灌溉的调节工程。坎儿井涝坝周围常常绿荫葱葱，吸引各种生物，改善村庄小生态环境，解决人类生活用水和牲畜饮水。
坎儿井涝坝的工程施工一般就是挖掘长度为30米左右，宽度为20米左右，深度为1.5～2米左右，将土方堆积到边沿夯实，形成简单的口袋式土坝，再在下游做出带有溢水口、出水闸等设施的水坝。
驱车行进在吐鲁番盆地的戈壁滩上，那一座座、一排排的小土堆，错落有序地伸向绿洲深处，那下面就是驰名中外的吐鲁番坎儿井。新疆有坎儿井1700多条，主要分布在吐鲁番盆地及哈密地区，总流量约为26立方米／秒，灌溉面积约50多万亩土地。贯通吐鲁番地下血脉的坎儿井有史可查的有1100多条，现存725条，年径流量近3亿立方米，超过了火焰山水系的总径流量；总长度近5000公里，几乎接近黄河的长度，是世界上最大的地下水利灌溉系统之一。
