坎儿井的原理（坎儿井的原理动画演示英文）

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什么是坎儿井原理？

坎儿井的主要工作原理是，人们会利用山体的自然坡度，在春夏季节抽出大量渗入地下的雨水、冰川和融雪水来灌溉地表，以满足沙漠地区的生产和生活用水需求。

不同地方的坎儿井在具体结构上具有不同的地域特征，但总的来说，一个完整的坎儿井系统包括竖井、涵洞、明渠和错位四个主要组成部分。在这个原理下，坎儿井的流量是稳定的，井水可以靠重力灌溉。

相关信息:

吐鲁番坎儿井根据水文地质条件和分布可分为三种类型:

1.坎儿井是一条山区补给河流，分布在霍焰山以北灌区上游，汇水断面长，出水量大，出水量稳定，含盐量低。

2.坑前潜流回灌坎儿井分布在霍焰山以南的冲积扇灌区上缘。火焰山北灌区地下水直接从山前侧渗、天山水系渗、引渠系渗形成的潜流中取水，集水断面普遍较短。

3.平原地下补给坎儿井分布在霍焰南部灌区下游。地层为土质结构，水文地质条件差，一般出水量小，含盐量高。

坎儿井原理示意图

构造原理

坎儿井是一种结构巧妙的特殊灌溉系统，由竖井、涵洞、明渠和涝坝四部分组成。一般来说卡雷兹。

它的结构原理是:在高山雪水的暗流处找到它的水源，每隔一定距离钻一个不同深度的竖井，然后根据地形在井底修建一个涵洞，与水井相通，把水引下来。地下渠道的出口与地表渠道相连，将地下水引至地表灌溉桑园。

扩展信息:

轴

先说轴。竖井是挖掘或清理坎儿井涵洞时输送地下泥沙或淤泥的通道，也是送风口。由于地形和地下水位的不同，井的深度从深到浅各不相同。一般越靠近源井越深，最深的井可达90多米。竖井间距随坎儿井长度变化，每20-70米有一个竖井。一个坎儿井有10多个竖井，几百个竖井。井口一般为长方形或圆形，长1米，宽0.7米。在吐鲁番附近行驶时，在郁郁葱葱的绿洲外的戈壁滩上，可以看到一堆堆圆形的土袋沿着高坡下降，形状像一个个小火山锥，有条不紊地向绿洲延伸。这些是坎儿井的竖井口。

下溢

涵洞又称地下通道，是坎儿井的主体。涵洞的作用是将地下含水层中的水集中在其上。一般是按照一定的坡度由低到高挖，让水自动流出地表。涵洞一般高1.7米，宽1.2米，短100-200米，长25公里。涵洞都挖在地下，清淤工程非常艰巨。

坎儿井始于西汉，指南针于明代由中原传入西域。为了尽量减少弯曲，确定方向，吐鲁番的先民创造了棍定向法。即在相邻的两个竖井中间，井口上方悬挂一根井绳，井绳上绑一根削尖的水平木棒，两根木棒尖端的相反方向为两个竖井之间最短的直线。然后用同样的方法，在竖井下面用一根木棍定向，井下的人就可以按照木棍指示的方向挖掘。

在挖涵洞时，吐鲁番人还发明了油灯定向法。油灯的定向是以两点成一条线为原则，旁边两盏有口的油灯决定涵洞开挖的方向，可以保证涵洞顶底平行。但是油灯定位只能用在同一个工作点上，那么不同的工作点怎么能保持一致呢？挖涵洞时，在竖井中心线上挂一盏油灯。挖掘者总是背对着油灯挖掘自己的影子，以免偏离方向，而运河的深度是以泉水能淹没筐沿为准的。

涵洞空越深越窄，一个人只能弯下腰往前挖。由于吐鲁番的土壤是坚硬的钙质粘性土，作业面非常狭窄，挖一个25公里长的涵洞非常辛苦。据说天山的融雪冰冷刺骨，工人要跪在冰水里挖地下水渠，所以长期从事地下水渠的工人寿命一般不到30岁。所以全长5000公里的吐鲁番坎儿井被称为“地下长城”，果然名不虚传。

涵洞有很多优点。吐鲁番高温干燥，蒸发量大。涵洞里的水不容易蒸发，地下流动的水也不容易被污染。而且涵洞流出的水经过千层沙石的自然过滤，最终形成天然矿泉水，富含多种矿物质和微量元素。当地居民已经喝了几百年了，很多人活到100多岁。因此，吐鲁番被称为中国的长寿之乡。

裂缝

龙口是坎儿井明渠、涵洞和竖井口的交汇处，也是天山雪水通过涵洞流向明渠的之一个出口。

明渠防洪坝

涵洞流出地面，成为明渠。顾名思义，明渠就是在地表流动的沟渠。人们在某地修建了具有蓄水和调节水量功能的水库。这些大大小小的水库被称为涝坝。水积聚在满是水的大坝里，被送到任何需要的地方。

施工条件

吐鲁番盆地大规模建设的原因与当地的自然地理条件密切相关。吐鲁番是中国最干旱的地区之一。年降水量只有16mm，蒸发量可达3000mm，被称为中国的“干极”。但坎儿井是地下涵洞，不受季节和沙尘暴的影响。蒸发量小，流量稳定，常年自流灌溉。

虽然吐鲁番酷热难耐，很少下雨，但盆地北部有博格达山，西部有卡罗山。每当夏季大量融雪和雨水流向盆地，渗入戈壁，形成暗流，为坎儿井提供了丰富的地下水源。盆地北部的博格达峰高5445米，盆地中部的艾丁湖低于海平面154米。

从天山脚下到艾丁湖岸边，水平距离只有60公里，高差1400多米，平均地面坡度约四十分之一。地下水的坡度与地面的坡度相差不大，为挖掘坎儿井提供了有利的地形条件。吐鲁番的土由碎石和粘土胶结而成，质地坚实，井壁和涵洞不易坍塌，为坎儿井的大量挖掘提供了良好的地质条件。

“坎儿井”意为“井穴”，其结构由竖井、涵洞、明渠、涝坝(积水池)四部分组成。在山雪的暗流中，找到它的水源，每隔一定距离打一个深浅不一的竖井，然后根据地形在井底修建一个涵洞，与井相连，把水引下来。地下渠道的出口与地表渠道相连，将地下水引至地表灌溉桑园。正是因为这个独一无二的地下水利工程——坎儿井，把地下水引到了地下，灌溉了盆地几十万亩良田，吐鲁番各族人民才得以诞生，沙漠变成了绿洲。

历史

清代小雄《西疆杂记诗》云:“路回火焰山，高昌城胜链。舒泉穴分水，五谷满花。”描述了吐鲁番盆地独特的水利工程的更大特色:“舒泉洞”。

坎儿井是干旱沙漠地区的一种无动力吸水设施，利用开发的地下水，通过地下渠道引至地面，用于灌溉和生活用水。坎儿井历史悠久，在吐鲁番盆地分布广泛。长期以来，它一直是吐鲁番各族人民农业生产和饮用水的主要来源之一。因其水量稳定、水质好、自流参考、无需动力、地下引水蒸发损失少、沙害少、施工工具简单、技术要求低、管理成本低，便于个体农户分散经营，深受当地群众喜爱。

坎儿井是中华文明的产物。盛鸿志《荆州记》记载:“睢县北界有李村，村南有重山，山下有洞。相传龙族诞生的森林西边有两个地堑，周长20亩，有九口井。神农肥沃，九井穿境。又有云:取一井，井皆动，即神农会，年年拜之。”九口井自己连起来，一口井影响多口井，就像坎儿井有地下涵洞一样。

神农是中国农业和医学发明的传奇。把Kawai和他联系起来，说明它历史悠久。司马迁《五帝实录》说:“舜又被送出井，舜出井躲空。舜下了井，瞽叟和大象一起下了井。空”穿过井的时候，从侧面挖了一个“隐空”(隧道)，很像坎儿井的挖掘方法。如果说“Hide 空”是一条横向的隧道，那就是坎儿井，这是公元前21世纪的历史遗迹，比传说中公元前8世纪的波斯坎儿井早了1000多年。

庄子天地说:“子贡南征楚，反晋，过汉阴。见人就要往井里挖地道做育婴室，然后把怀里的骨灰盒倒出来。但是，他做了很大的努力，却没有看到任何优势。子贡说:‘有了这里的设备，一天可以做100张床，却能看到事半功倍的效果。“主人想要什么？””子贡向他介绍了当时先进的灌溉和提水工具，园丁回答说:”我不是无知，而是惭愧。“他害怕使用巧妙的工具，失去了理智。他坚持按照古代的方法挖隧道取水。可见春秋时期挖地道取水是一项古老的技术，在坡度较大的地区也可以用来挖坑。

《庄子·秋水》中的“堪舆”称为“堪舆”。青蛙好一丘之貉，过井之乐也不错。“这种井和冲沟一样，应该是有流水的深沟，或者是地下暗渠。(苟子郑伦)又有云:“阚井之蛙，不能与东海言。“出版典籍的名称正式出现在先秦典籍中。认为波斯的地下暗渠始于公元前800年，但中国史籍中关于阚京的记述并未得到仔细研究，这并非没有偏见。这些记述虽然没有具体说明刊物形成的具体时间，但充分说明刊物的文化底蕴是深远而长久的。

汉代中原井渠法与坎儿井

吐鲁番坎儿井是由地下涵洞、竖井、出口坝和引水渠组成的自流灌溉系统。根据地形特征，将几十米甚至不足百米深的地下暗流，通过地下暗渠引向农业区或居民区。之一个解释吐鲁番喀尔京起源的人是清朝光绪年间的陶宝莲。

在《新石矛游记》中，他把鄯善和齐木(秦朝)西部的坎儿描写得很好，说:“西部有许多小圆丘，有许多期望，都是坎儿。坎儿，从山脚蜿蜒回来做下水道导流，每隔一步打一口井，用木槽盖沙，怕飞沙堵塞，是一种古老的方法，在西域历史悠久。今人动云林文忠所作，非也。”他在笔记中指出，吐鲁番盆地的坎儿井与《韩勾践》中洛水取水，地下通水的方法是一样的。

《苟》载:“颜说临晋人愿经罗，灌溉崇泉以东旧邪地一万余顷。诚为水，每亩可造十石。”因此，为了把成千上万的人送过运河，他们招募洛水人到商演。河岸坍塌在沉井里，深度超过40英尺。通常是井水和地下水。水陨石很美，到了山东十几里，井渠的诞生就开始了。“今陕西澄城县北头村附近，有引水入渠遗迹，南流十余里，入永丰境内。在井渠的之一段发现了七个竖井。

这是通过地下涵洞把河水引到山里。吐鲁番大部分坎儿井通过地下暗渠引长距离暗流至农田，少数坎儿井引至河流。它们的工程原理是一样的。“井渠由此而生”是指它的广泛推广，而不是指它的工程原理和技术经验是在这个时候形成的。不然为什么可以说“临晋百姓愿借罗灌溉”，汉武帝立即派万人开建？这说明成熟的钻井技术早就可以应用了。

韩曙沟阎志清楚地描述了井排水法的普及；”朔方、西河、河西、酒泉都引河引谷灌溉田地.”《重建苏州新志》记载，明代苏州数千曹斌户“刻石为洞，渐引水”。是井点排水法的推广和继承。汉六年(前111年)，尔宽号召“在郑高地开凿六条辅渠，以利灌溉。”汉武帝说:“名山大川多，精英不知其益。因此，我们必须做好抗旱准备。”第二次广修在高田灌溉的六条渠，是“疏渠渎畜”。

《风俗易通·山泽》中“浪”云解读:“歹毒者复杂，说万物皆因水而复杂。”今天，山东桓台的东紫荆花和海南岛的“皮肤”都是类似于卡热京的水利工程。后汉永平十二年(69年)夏，明帝“派兵数十万，与王武修筑运河、堤防，从荥阳(河南荥阳)至黔城(山东利津)。风景是商业地形，更吸引人的是直接开山、破石、截溪，十里开外疏通、设水闸，没有反复崩漏的危险。

在这个大型水利工程中，挖一个山头引水修渠，就是卡热京涵洞。汉代，涵洞挖掘技术已在全国范围内应用。元代罗天祥撰写的《长安志》，记载了宋代大中相府用七年时间修龙首运河。书中有一句话，“正如青头青曲箭所指出的，北方的旧址是真正的唐朝所建，所以废弃了隧道，以证明汉代的隧道在唐宋以后仍然有效，历时两年(元宗)。黄先生认为汉代的井点排水法“没有发展起来”，汉代以后“没有在关中盆地以外传播”，这与史实不符。

王国维认为“他所说的，与汉景曲的规律并无不同。那些从盖东来到贾湖，并以此地的方式传播到他国的，都不是他国的。”姑且不论中亚的井渠法起源如何，目前还没有人能反驳吐鲁番的坎儿井技术是汉代屯田的士兵传入中国的说法。对西部地区的水井和渠道的检查很有说服力。伯希和在评论王国维遗书的随笔中，也不得不承认公元前2世纪末安就有坎儿井式的排水井，但他说，“说是纯 *** 发明的，似乎为时过早。”佩利奥特的怀疑在于他对中国春秋以前挖隧道取水的古老传统一无所知。

钱伯权曾撰文反驳。他澄清说，波斯语“坎儿井”指的是芦苇，波斯语称坎儿井为“阿纳特”而不是“坎儿井”，这与 *** 尔语中坎儿井的发音绝对不同。

坎儿井这个词和《庄子·秋水》中的“坎儿井”这个词很像。古籍中经常出现“勘经”一词。《初学者》将井分为天井、坑等名称，可见“坑”早已是井家族的正式成员。阚敬是汉语中由开音节和闭音节组成的词，容易成为尊称词。翻译成 *** 尔语，自然会嵌入一个“儿”音节。Kariz， *** 尔语，直接来源于Kanjing的中文音译。

根据坎儿井在《史记》、《汉书》等古籍中称为“京曲”，但在山东桓台县多称为“东子井”的事实，钱伯权考证 *** 尔语坎儿井的词源是汉语东子井的意译。在 *** 尔语中，“东方”被称为“ホ〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃ԋԋԋԋԋ12”

《重修苏州新录》记载，明朝洪武年间，苏州主户曹斌在苏州以南二十五里处修筑了东洞、西洞两条运河，并将悬崖凿成一个洞，水便逐渐分流，十分奇特。新疆附近的苏州人也叫坎儿井洞子曲，是 *** 尔语Kariz或汉语洞子曲的意译。无论Kariz是音译还是中文翻译，都说明它起源于中国。

简单说一下坎儿井的原理。

总的来说，坎儿井的构造原理是:在高山雪水的暗流处找到它的水源，每隔一定距离打一个不同深度的竖井，然后根据地形在井底修建一个涵洞与井相通，把水引下来。地下渠道的出口与地表渠道相连，将地下水引至地表灌溉桑园。

坎儿井是一种结构巧妙的特殊灌溉系统，由竖井、涵洞、明渠和涝坝四部分组成。

1.轴

竖井是挖掘或清理坎儿井涵洞时输送地下泥沙或淤泥的通道，也是送风口。由于地形和地下水位的不同，井的深度从深到浅各不相同。一般越靠近源井越深，最深的井可达90多米。

2.涵洞

涵洞又称地下通道，是坎儿井的主体。涵洞的作用是将地下含水层中的水集中在其上。一般是按照一定的坡度由低到高挖，让水自动流出地表。涵洞一般高1.7米，宽1.2米，短100-200米，长25公里。涵洞都挖在地下，清淤工程非常艰巨。

3.龙口

龙口是坎儿井明渠、涵洞和竖井口的交汇处，也是天山雪水通过涵洞流向明渠的之一个出口。

4.明渠防洪坝

涵洞流出地面，成为明渠。顾名思义，明渠就是在地表流动的沟渠。人们在某地修建了具有蓄水和调节水量功能的水库。这些大大小小的水库被称为涝坝。水积聚在满是水的大坝里，被送到任何需要的地方。

扩展数据

吐鲁番坎儿井的形成有三个基本条件，即:

1.在当地的自然条件下，人们要想生产和生活，就必须重视地下水的开发和利用。同时，由于山体补给，当地地下水储量丰富。地面陡坡有利于坎儿井工程建设，开采丰富的地下水源，农田自流灌溉，解决人畜饮水。

2.在当时的生产发展中，由于当时的政治、经济和军事要求以及东西方文化的传播，人们不得不进一步尝试增加地下水的开采量，扩大灌溉面积，以满足农业生产发展的需要。因此，有必要改进分流泉的结构，通过挖洞延长分流泉，增加其出水量。就这样，胚胎时期的坎儿井取水法逐渐形成。

3.当时虽然经济技术条件水平很低，但坎儿井工程的结构形式可以大大减少工程的土方量，而且施工设备极其简单，操作技术也容易被当地人掌握。所以坎儿井的取水方式在当时是比较理想的形式。

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