新疆奇台县坎儿井废弃过程及其驱动力分析

对奇台县坎儿井分布状况、兴衰过程、地质情况、地下水位实地调查和其社会经济的资料分析表明,奇台县坎儿井经历了从1949年开挖,20世纪60年代初数量达到最多,20世纪80年代初期全部废弃的一个由兴到衰的过程。人口增加和农业生产的发展是导致地下水位迅速下降、坎儿井干枯的根本原因。坎儿井数量变化过程与人口、耕地增加过程早期基本一致,后期变化方向相反。人口数量达到90 000人,水浇地为50 000 hm2时,平均地下水埋深为5 m左右,坎儿井开始衰亡。坎儿井全部废弃时平均地下水位约深8 m,此时,人均地下水可开采量仅1 300 m3,农田灌溉所用地下水已接近地下水可开采量。后期河流引水量和地下水开采增加的量大于降水量及河流来水量对地下水的补给量,地下水位仍不断下降,坎儿井没有恢复,反映人文因素对地下水的影响程度远远超过自然因素。     

论新疆坎儿井的环境资源价值及其保护

被新疆各族人民誉为"生命之泉"的坎儿井,作为一种特殊的灌溉系统在新疆吐鲁番地区不仅具有很大的经济价值,同时具有其巨大的环境资源价值。作者分析坎儿井环境资源价值,对当今坎儿井所面临的问题进行探讨,并提出了保护对策。     

吐鲁番坎儿井保护工程管理及措施

坎儿井属于水利工程,虽然现状其管理机构为各行政自然村,但为更好的保护和恢复它,应将其纳入地区水资源和水利管理体系,因此吐鲁番地区坎儿井保护其机构应与地区水资源和水利管理机构体系一致,即从上至下共设置三级管理机构,对坎儿井进行全面管理。     

新疆地区坎儿井保护存在的问题及利用对策

分析了新疆坎儿井的现状及存在的问题,并提出利用对策,以期为坎儿井的保护利用提供参考。     

机井和地下水位对坎儿井水量影响的数值模拟

长期以来坎儿井和机井是吐鲁番地区2种重要的灌溉水源工程,但由于吐鲁番地区机井布局和水源开采缺乏科学规划,造成区域地下水位的下降,直接威胁到了坎儿井的存在.为了探究机井抽水和地下水位对坎儿井水量的影响规律,在研究火焰山山前洪积扇水文地质条件的基础上,结合坎儿井独特的运行机制,建立了坎儿井出水模型,通过施加不同位置和数量的机井,变换抽水量和地下水位等方式以控制影响因素.结果表明:坎儿井水量与机井的距离和抽水量呈负相关,但会因其位置和排布形式的不同而产生不同程度的影响;单井对坎儿井水量的影响十分有限,群井对坎儿井水量的影响较大,其中又以集水段附近设置机井的影响最大;而在所有对坎儿井水量影响的因素中,地下水位起到了决定性作用.因此坎儿井的保护工作应以控制地下水位为主,同时严格控制坎儿井周围的机井数量和抽水量.     

坎儿井隧洞井壁剥落破坏原因与防渗加固

暗渠隧洞剥落坍塌破坏是坎儿井消亡的主要原因之一。该文选取典型坎儿井,通过现场实测调研、室内试验研究了坎儿井井壁的水份分布特征、来源以及土性参数;基于滤纸法获取的增湿土-水特征曲线,进行了坎儿井非饱和稳态渗流有限元分析。研究表明:冬季坎儿井井壁水分来源主要是毛细水,0.6 m以下为暗渠毛细水强烈影响区,井壁土为冻胀性土;井壁严重剥落高度(1.0~1.5 m)与起始冻胀含水率高度(1.1 m)基本一致,冻融循环后低围压下有效粘聚力降低显著,可明确冻融是井壁剥落破坏的主要原因;基于防渗止水的井壁抗冻胀思路,提出了在隧洞纵深负温范围内进行局部防渗衬砌的工程加固措施,该措施具有井壁抗冻胀、施工维护简单、不破坏坎儿井这一历史文物原貌等优点,具有一定的理论和技术推广价值。     

新疆坎儿井的农业文化遗产价值及其保护利用

坎儿井作为我国新疆各族人民在长期生活中,为适应干旱地区的自然环境而创造的一种地下水利工程或灌溉系统,是农业文化遗产的重要组成部分。文中基于联合国粮农组织(FAO)对全球重要农业文化遗产项目价值标准的解释,分别从生物多样性和文化多样性、与自然和社会环境的协同适应性、对区域可持续发展的促进作用三方面,分析了新疆坎儿井的农业文化遗产价值。在此基础上,剖析了新疆坎儿井保护利用现状及存在的主要问题。最后,从农业文化遗产的视角,提出新疆坎儿井保护利用的若干对策:提高公众保护意识,加强立法与制度建设,积极推进"申遗"进程,适度发展旅游业,构建多方参与机制等。     

辐射管技术在坎儿井水量控制中的应用及数值模拟

坎儿井在吐鲁番地区灌溉、人畜饮水和环境保护等方面发挥着不可替代的作用。坎儿井常年自流出水,非灌溉期间水量除满足很少的生活用水以外,大部分水量无效蒸发而白白浪费。该文在分析吐鲁番地区坎儿井地质条件和坎儿井独特的运行机制的基础上,提出坎儿井水量人为控制技术——辐射管增水和水量控制技术。该技术的主要思想是:衬砌加固坎儿井集水段,并在集水段头部打设水平方向辐射管,改原坎儿井侧壁集水为辐射管集水,并在衬砌体内各个辐射管出水口接到一个汇水总管上,总管末端设置节制阀门,用于人为控制水量;利用立体建模的方法建立了增设辐射管的坎儿井渗流计算三维模型,论证了该技术的可行性。结果表明:利用辐射井技术改造后的坎儿井,集水范围扩大,单个坎儿井出水流量可以达到原来的2倍以上,效果十分明显;设置节制阀能够克服坎儿井水量无法控制的缺陷,是保护吐鲁番地区十分珍贵的地下水资源的有效手段。该技术的推广对坎儿井地下水资源的涵养与坎儿井保护具有重要意义。     

坎儿井——正在消失的生命之泉

“坎儿井的流水清，葡萄园的歌儿长……”着这首动人的维吾尔族民歌，你能想象歌中所唱“坎儿井”．“葡萄园”竟是在素有“火洲”之称的吐鲁番吗？吐鲁番是全国气温最高的地方，夏季多风少雨，酷暑蒸人，地表温度最高可达80多摄氏度。然而，就是在炎炎烈日，倘若你走进浓荫蔽日的十里葡萄沟时，一股清凉之气便会立刻涌遍全身，令你顿时神清气爽，忽闻水声潺潺，回头只见一位头戴花帽的维吾尔族少女正从一条地下水渠中手捧清澈的甘泉请你品尝，那便是被誉为“火洲”生命之泉的”坎儿井”！     

古代吐鲁番坎儿井水利工程技术方法探讨

坎儿井在新疆应用已有悠久的历史,是我国古代劳动人民留下的珍贵历史文化遗产,具有极高的历史文化、科学、生态和经济价值,也是绿洲农业发展史上的一个里程碑。多年来,专家学者从历史文化、起源与技术传播、生态环境、经济价值、社会环境、自然地理等方面进行了较多的研究,但是对坎儿井工程技术方面的研究很少,坎儿井建造过程中的勘探测量技术等方面的研究几乎是空白。该文对古代吐鲁番坎儿井的定向与挖掘工具及坎儿井工程勘探测量中的高差测量方法等水利工程技术方面进行了研究。该项目选择吐鲁番为研究区域,通过文献法、访谈法、实地调查法等手段分析研究坎儿井工程勘探测量技术,并探讨了我国水利工程科技发展史、坎儿井的起源及技术传播过程,认为坎儿井是一个因地制宜的绿洲系统工程,具有很高的科学参考价值。