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坎儿井系统困境,架子上的文化遗产,是干旱地区水弹性的可行技术

2023-08-04 11:07:23  来源:波波百谈

文丨波波百谈

编辑丨波波百谈

坎儿井系统被认为是全球人类遗产,因为它不仅是开发地下水的传统供水系统,而且还反映了在世界干旱和半干旱地区,利用它们数千年的古代文明的文化,社会经济和历史。

然而,随着上个世纪人口的爆炸性增长和抽水技术的快速发展,随着抽水井降低地下水位,坎儿井干涸或被遗弃,这给决策者带来了两难境地,是促进大规模利用泵井技术而不是坎儿井系统,将坎儿井视为对粮食生产不起作用的文化遗产。

还是继续使用和保护坎儿井系统,作为干旱地区综合供水系统的一部分,作为地下水管理的可持续方式,综述了旱地坎儿井的历史、社会经济和文化重要性。


(资料图片仅供参考)

世界古代历史表明,文明集中在方便的水源附近,随着人类在从事农业和畜牧业的地方发展永久定居点,对可靠、永久水源的需求变得必要。

所以,在干旱地区,由于地表水稀缺,人们开发了开发地下水的新系统,其中一个系统被称为“坎儿井”,已经使用了几千年。

并且仍然被用作世界一些干旱地区的主要灌溉和生活供水来源,特别是在从欧洲到中国的古丝绸之路沿线。

坎儿井是一条缓坡的地下隧道,利用重力将地下水输送到地表,与我们现在这个时代的垂直抽水井相比,坎儿井本质上是一口水平井,通过重力提取地下水,它是一种可持续的地下水资源管理方式。

坎儿井是通过在悬崖或山脚下挖隧道以到达含水地层来建造的,隧道大致是水平的,有一个坡度,允许地下水通过重力流动,空气竖井为施工和维护操作提供通风和进入隧道的通道。

一口“母井”位于坎儿井的高端,与地下水位相交,通常用于调节排放水的蓄水池可能不包括在所有坎儿井中,研究显示了垂直竖井的分布,仔细观察垂直竖井,主隧道和有盖的坎儿井饮用水分配渠。

观察所得,水平地下隧道的长度变化很大,从3公里到50公里不等,隧道的尺寸在0.5至0.8米宽和1.2至1.8米高之间,垂直竖井在下游相距约10-20米,在上游相距30-70米,用于通风和维护坎儿井。

之所以,坎儿井系统被认为是全球人类遗产,是因为它不仅是开发地下水的传统供水系统,而且还反映了在世界干旱和半干旱地区利用它们数千年的古代文明的文化,社会经济和历史。

我们还讨论了世界坎儿井的分布,独特的地理特征,技术优势和局限性,我们观察到,坎儿井系统不仅在长期内经济稳健,而且是一种可行的灌溉和家庭用水技术。

坎儿井应作为土著人类遗产加以保护,同时,它们可以作为干旱地区水资源管理的可持续方式,以增强环境变化下的水复原力。

坎儿井系统不仅是提取地下水的一种方式,而且代表了早期建设者的文化,历史和独特的文明,坎儿井技术,从施工过程到管理和维护,以及在农业生产和生态系统中的采用,都是基于过去人们的巧妙知识,并得到了坚定的信仰和传统的支持。

近3000年的已知历史证明,坎儿井系统的建设,利用和维护艺术取得了巨大的成功,纵观历史进程。

它在当地社会发展、丝绸之路沿线的古代贸易,以及最近作为坎儿井灌溉区蓬勃发展的旅游景点方面,发挥了不可估量的作用,为当地社区带来了巨大的社会和经济效益。

坎儿井就其本质而言,多年来一直鼓励可持续用水,因为它们可以将地下水保持在合理的水平,即使在最严重的干旱情况下也能防止枯竭,坎儿井还可以防止干旱地区的蒸发,并用作排水系统。

通过坎儿井排水是有益的,并防止了强降水后地下水位的上升,坎儿井在平衡水的盐度和保护下游农田方面也发挥着重要作用。

纵观人类历史,坎儿井不仅在文化特性的形成中发挥了作用,而且仍然是干旱地区灌溉和家庭供水的主要来源,或在某些情况下是唯一的来源。

随着上个世纪人口的爆炸式增长和抽水技术的快速发展,坎儿井由于广泛使用抽水井来满足粮食产量增加的需要,正面临迅速的废弃和消失。

这种传统的灌溉供水技术以及人类社会的生活供水技术已被证明已经存在了数百年甚至数千年,正在像濒危物种一样消失,遗弃的主要原因包括但不限于电力和柴油泵井的引入和广泛使用,农业扩张,家庭和工业用水需求的增长,坎儿井建设和维护作业的困难。

尽管由于允许使用抽水井和大功率泵的技术改进,目前坎儿井的使用受到限制,但坎儿井仍然被认为是丝绸之路沿线国家农村地区为灌溉和农业发展采购水的主要方式之一。

比如土耳其,叙利亚,约旦,伊朗,巴基斯坦,阿富汗,乌兹别克斯坦和中国,坎儿井以其悠久的历史而闻名,不仅是一种可持续利用地下水的方式,而且是一个独特的系统,说明了在土地、水和农业生物多样性的可持续管理中使用巧妙的知识和智慧。

坎儿井是建在世界干旱和半干旱地区的传统灌溉系统,在构建这样一个系统时应考虑许多因素,如气候,地形,水文,地质和该地区的地理特征。

它们是丝绸之路地区,沿着连接欧亚大陆的古丝绸之路,遍布中国西部地区,阿富汗,巴基斯坦,伊朗,伊拉克,叙利亚,亚美尼亚和土耳其,阿拉伯半岛和北非地区,包括沙特阿拉伯、阿曼、也门、阿拉伯联合酋长国、埃及、利比亚、阿尔及利亚、摩洛哥等国家。

所有其他零星分布的干旱和半干旱地区,如西班牙南部和墨西哥,以及南美洲秘鲁和智利,阿拉伯人将坎儿井(坎儿井)的想法带到了西班牙,西班牙人将其带到了新世界,类似坎儿井的集水隧道存在于洛杉矶和南加州的其他地方。

根据以前关于坎儿井的研究和恢复报告,得出的结论是,丝绸之路国家建造的坎儿井数量最多,伊朗的坎儿井数量最多,拥有约36888个活跃系统,地下水总量约为7亿立方米,占该国年度含水层排放量的11%。

根据1784年的调查数据,在丝绸之路的东端,中国西部新疆有超过5272个坎儿井,地下通道2003公里,不幸的是,614年只有2003个坎儿井仍在流动,总流量为每秒9.58立方米(或每年302.11亿立方米),灌溉了500,2008公顷的土地。

大多数坎儿井是在年降水量低于400毫米的半干旱地区建造的。Lightfoot(1996)指出,在降水和蒸散量(ET)之间存在巨大差异的地区发现了大量的坎儿井。

就像中国新疆吐鲁番洼地属大陆性和极端干旱气候,夏季平均气温达到38°C,年降水量低(9-25毫米),远低于潜在蒸发量(约3000毫米),这样的气候条件使吐鲁番绿洲成为发展坎儿井灌溉系统的理想场所。

坎儿井在世界干旱地区已经存在了几千年,在世界的某些地方,它们早已成为一种生活方式,成为文化特征的一部分,它们因其独特的历史而被视为全球遗产,反映了依靠它们谋生的社区的社会和文化背景。

除了其文化价值外,它们对干旱和半干旱气候中节水和生命连续性的贡献使这种环保方法成为提取地下水的重要手段。

许多坎儿井可以通过适当的维护和操作使用几个世纪,中国新疆维吾尔自治区复杂的坎儿井系统被认为是中国古代三大建设项目之一,与长城和京杭大运河并列。

它们主要分布在新疆维吾尔自治区的吐鲁番和库木儿地区,吐鲁番地区被称为大量坎儿井的所在地,如果这些坎儿井连接在一起,它们的总长度将超过5000公里,该系统也被称为“地下长城”。

过去,坎儿井社区的社会安排与坎儿井系统直接相关,人们的重要性和价值是根据他们对坎儿井水量的所有权来判断的,这也在他们之间形成了社会等级制度,家庭位置曾经是其居民社会或经济地位的良好指标。

在伊朗,地主、商人和领袖等知名家庭的居民居住在以坎儿井为基础的定居区的上部,那里的水干净而充足,在以坎儿井为基础的社区,水权和水的分配与所有权规则直接相关。

历史上干旱地区的政府、当地投资者甚至农民建造了数千座坎儿井,它们散布到许多适合坎儿井建设的干旱地区的每个角落,随着油井技术的引入,由于时间,密集和熟练的劳动力以及建设成本,新坎儿井的建设似乎是不可能的。

与抽水钻井的成本相比,建造坎儿井的支出可能是一口井的8-9倍,考虑到两者的使用寿命,坎儿井更经济,因为通过适当的维护,它们的使用寿命可以超过一口井的十倍。

根据Cenesta报告的成本和收益比较,农民从坎儿井中获得的收入水平比从井中获得的收入水平高出30%,并且已经表明,从长远来看,坎儿井对于农业和环境目的更经济。

坎儿井除了用于灌溉和作为生活用水的来源外,还有其他经济优势,由于其历史和文化价值,当与特定地区独有的其他文化方面相结合时。

坎儿井可以吸引游客,坎儿井是中国吐鲁番地区最重要的旅游景点之一,每年为当地经济贡献20万元人民币(约合2万美元)。

坎儿井系统为各种物种创造了有利的生长条件,包括高价值作物,水果,树木和其他植物,这些植物应该是戈壁沙漠,贫瘠或植被稀疏的地区。

坎儿井供水下,中国吐鲁番绿洲一些保存完好的坎儿井灌溉区农业生产和生态系统及其共存仍然保持良好,坎儿井系统成为绿洲生态系统的重要组成部分。

坎儿井本身是一个独特的生态系统,它不仅为绿洲中的原生植被提供水源,而且通过地下隧道、竖井和水池提供栖息地,为野生动物的生存发挥着重要作用。

坎儿井通常是坎儿井社区人民、牲畜和野生动物优质生活供水的主要来源,坎儿井水的质量与该地区的地形之间有着密切的关系,由于补给区不同或可能的点源和非点源污染,离山区较远的地下水质量更差。

离山更近,地下水的质量比它的数量更好,坎儿井水在地下的长距离流动非常缓慢,淤泥和粘土颗粒在水到达储存池之前往往会沿着隧道沉降,这使得坎儿井水没有悬浮颗粒,更适合饮用。

坎儿井灌溉干旱和半干旱地区的决策者进退两难,是将坎儿井作为文化遗产加以保护,对灌溉和供应不起作用。

还是继续使用和保护坎儿井作为农业生产地下水管理的可持续方式,作为干旱地区综合供水系统的一部分。

从这个意义上说,我们回顾了世界干旱地区坎儿井的分布,地理特征,历史,文化和社会经济重要性,世界各地的坎儿井恢复项目和努力为我们提供了洞察力和信心,将坎儿井保护为一种实用的供水系统,以继续为坎儿井灌溉地区的粮食生产和社区发展服务。

坎儿井应作为伟大的人类遗产加以保护,同时应作为可行的技术和工具加以利用,将保护,可持续性,环境责任的概念结合起来,最重要的是保护数千年来依附于坎儿井的当地人民的文化特征。

它们可以作为坎儿井灌溉干旱地区水资源综合管理方法的一个不可分割的组成部分,以增强气候变化、频繁干旱、土地利用变化和人口快速增长下的水的复原力。

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