坎兒井

水利是農業的命脈。新疆維吾爾族世代在戈壁綠洲從事農業生產，水利灌溉至關重要。聞名遐邇的坎兒井便是當地水利灌溉系統的一大特色。由於坎兒井灌溉系統構造奇特，作用非凡，長期以來，一直受到人們的關注。從科學研究的角度，坎兒井的來源問題是研究的內容之一，但意見不一。 ^[2] 

關於坎兒井的來源，文獻和考古都有一定的侷限，很多都沒有文字記載，遺址、遺物因為沒有文字記載，也難於確證。對新疆坎兒井起源的説法，大概有三種：第一種，新疆坎兒井起源於波斯，即今伊朗。第二種，新疆坎兒井起源於中國內地。第三種，新疆坎兒井由維吾爾先民根據當地的自然地理條件自己發明。現對這三種説法分別作以介紹。 ^[2] 

⑴第一種，認為是新疆坎兒井來源於中亞，並用這種看法對新疆坎兒井的名稱進行解釋。他們認為維語名karez與波斯語karez讀音與拼寫形式全同，但是波斯語karez不是突厥語或維吾爾語，11世紀瑪赫穆德·喀什噶裏的《突厥語大辭典》不載此詞，可以為證。當時坎兒井已在中亞各地盛行，波斯語karez早在波斯與阿拉伯文獻中應用，如果波斯語karez為突厥語，《突厥語大辭典》一定會載此詞。 ^[2] 

持此觀點者以黃盛璋的《再論新疆坎兒井的來源與傳播》一文最具代表性。該文認為：Karez是波斯語，意為地下水道，來自古波斯語kohrez，最早由kathc（意為掘、挖）與rez（意為水流）合成，波斯文獻中多次使用。世界最早的坎兒井最早可以追溯到公元前8世紀的西亞之亞述帝國，後屬波斯，今在伊朗境內，波斯現雖不能確定為坎兒井最早發源地，但最早由波斯帝國發展起來，在帝國範圍內廣泛流行，伊朗仍為世界坎兒井使用年代最長、數量最多、發展程度最高之地，一般都認為它是世界坎兒井最早傳播的中心。但伊朗卻用阿拉伯語Qanat/khanet，這是因為6世紀後，波斯帝國瓦解而為阿拉伯所取代，在阿拉伯直接統治之地，包括今伊朗及其以西的東方地區，採用阿拉伯語Qana/khanet，或Foggara，而自伊朗以東直到新疆境內，包括哈薩克、烏茲別克、塔吉克、吉爾吉斯、阿富汗，巴基斯坦，都稱坎兒井為karez，這些地方歷史上直接或間接受波斯文化以至政治影響之地，少數還有記載，考古遺蹟也能證明其古老，karez確定為波斯語，本身就提供一個不可磨滅的證據。對於karez的傳入時間可能很晚。今維吾爾語karez出現時間也很晚，《突厥語大辭典》沒有，高昌回鶻文書沒有，明代高昌館課也沒有，連近代維語也未見使用這個詞，它最早不能超過清中葉以前，因為坎兒井在吐魯番出現就晚。新疆正和使用karez為坎兒井名稱的原蘇聯中亞、阿富汗、巴基斯坦相連接，又有絲綢之路貫穿東西為之聯繫，尤其是其中亞東部、巴爾喀什湖以東以南屬於清朝領土，其中浩罕和新疆不僅疆界相接，而且多次和新疆地方發生關係，所以吐魯番坎兒井來源於中亞使用karez地區，特別是浩罕，應該最為合理。 ^[2] 

⑵第二種，認為新疆坎兒井來源於中國內地。持此觀點者可以新疆維吾爾自治區水利廳著名水利專家王鶴亭先生為代表。他在1983年發表的《新疆的坎兒井》一文對其觀點有詳細闡述。文章指出，清朝歷史學家王國維在《觀堂集林·西域井渠考》一文中認為，坎兒井起源於“井渠”，並引《史記·大宛列傳》中的一個故事，以支持此説。大宛，即今烏茲別克斯坦的費爾幹納盆地。故事説，大宛城中本無井，引用城外流水，後在戰事中，外城被困，水源切斷，因找到了“秦人”，才學了穿井，解決了當時城內嚴重的斷水問題。“穿井”之術，因找到了秦人才學會，可見不是一般簡單的豎井；又要不被作戰對方發現，則不可能是明流，而只能是引地下潛流，那就是坎兒井了。“秦人”當時是泛指中國關中一帶的人。它説明“井渠”或“穿井之法”，當時已由中國內地傳至西域，而且已應用到引地下潛流了。 ^[2] 

“井渠”或“穿井”是否就是現在新疆坎兒井的起源呢？其方法和坎兒井有沒有共同之點？這是關於坎兒井起源爭論的一個關鍵問題。文章認為“井渠”或“穿井”的結構細節，和坎兒井的結構和開挖方法對照，則不難看出，儘管所引水源有地上明流和地下潛流之別，但重要的是其鑿井穿渠的方法，則是基本相同的。其目的都是要用暗渠穿過較厚的土層，使能以一定的坡降，把深溝的地表水或深處的潛流引出地面來，用以自流灌溉。“往往為井”就是從地面上每隔一小段距離打一豎井，以便人在下面挖暗渠，而豎井下面的暗渠挖通後“相通行水”。從辯證的觀點來看，不能因為二者所引水源不同而完全否定它們之間相同的方面。事實上，吐魯番盆地吐魯番市的紅柳園子就有兩條老坎兒井，是通過高岸坎引大河沿的地下明流的。托克遜縣先鋒公社亦有一道叫達特汗的老坎兒井，是引取白楊河右岸一條較深泉溝內的地上明流的。可見引地上明流的“井渠”與引地下潛流的“坎兒井”之間，沒有截然不同和不可逾越的界限。有人説修建坎兒井的目的，主要是為了在乾旱、半乾旱地區用暗渠來避免水流的蒸發損失，但這是一個附帶的好處，而修建的主要目的，還在於引取用以自流灌溉的地下水源。 ^[2] 

⑶第三種，認為新疆坎兒井來源於由維吾爾先民根據當地的自然環境與地理條件的發明。如宋政厚在其《吐魯番坎兒井傳奇》一文中引用了在吐魯番流傳甚廣的一則民間故事：説相傳古時候，有位年輕的人，趕着羊羣來到吐魯番，四處尋找水草豐茂的綠地。然而，迎接他的，卻是一片苦旱的荒漠。牧人並不氣餒，他跑遍了火洲大地，終於見到一片綠茵茵的窪地，長滿着茂密的青草，只是不見水的影子。眼看着羊羣因缺水即將渴死，他心急如焚，便動手在草地上掘土找水。這時，過路人搖着頭勸他：“別費勁了小夥子，水是到不了吐魯番的，它在半路上就讓太陽和戈壁合謀分光了！”“真的是這樣嗎？”年輕人思忖着：“不是説，綠草和清泉是一對天生的情人嗎？既然見到了綠草，就一定能找到它的情侶。”於是，他歇口氣，擦把汗，繼續向地下開掘。當挖到幾丈深時，水像珍珠似的從沙隙中湧了出來，汨汨歡唱，比甘露還甜。人畜賴以生存的物質條件的突然出現，一下堅定了他立足戈壁的信心。為了不讓泉水被太陽奪走，聰明的牧人順着北高南低的地勢每隔幾十步開鑿一眼豎井，再以豎井作為出口，掏挖地下暗渠，使豎井、暗渠連通一體，形成長長的流水，一直流到盆地低處，露頭地面。堅強的牧人找到水的消息像長了翅膀一樣，很快傳遍了吐魯番。於是，人們都仿效這個牧人的做法，挖一段暗渠，掘一口豎井，再挖一段暗渠，又掘一口豎井，此接彼連綿延不斷。1裏、2裏、5裏……就這樣，一年復一年，一代復一代，挖出了一道道工程浩繁的地下長河，把水從地下引到了地上，哺育萬物，給火洲帶來鳥語花香的春光美景和果實滿園的豐收秋色。 ^[2] 

學者們通過考證吐魯番盆地喀喇和卓周圍被掩埋多年而解放後重新發現的10多條老坎兒的年代，推測吐魯番盆地坎兒井至少也有2000年多年的歷史。但在托克遜縣西北的kokjoy（闊克嘉）鄉新發現的岩石畫中刻出的明晰可見的坎兒井圖案，把這一推測至少提前了2000年。據刊佈者的考證，這些巖畫有4000-6000 年的歷史。這些事實推翻了坎兒井文化2500年前從波斯人那裏傳到了吐魯番的假説。 ^[2] 

力提甫·託乎提在其《論Kariz 及維吾爾人的坎兒井文化》一文中，從語言學的角度，對新疆的坎兒井起源本地説作了詳細闡述。文章指出，Kariz一詞的詞源，波斯語裏有kdreez （坎兒井）一詞，由它構成詞還有kareez kan（挖坎兒井的人）和kireez koni（挖坎兒井）等詞語。另一個詞是qanat（坎兒井）其複數形式為qenawato由qanat構成的詞有mahi qanat（鯉魚）。從語言學的角度講，如果一種語言裏有兩個表示一個意義的同義詞，其中之一往往有可能來自外來語。波斯語的qanat和koreez兩個詞的同時存在也提示了波斯語的koreez是外來詞，更確切地講，是突厥語藉詞。突厥語言屬於阿爾泰語系。再分析kariz一詞的來源是由阿爾泰語動詞kar（挖、挖掘）綴加古複數或雙數詞綴z而形成的。Kariz（坎兒井）一詞的構成建立在kar這一動詞所具有的挖、挖掘的語義基礎之上。z成分在古代突厥語時期也是較能產生的詞綴，表示雙數或複數意義。由此，這些都證明了坎兒井文化是維吾爾人先民的發明。 ^[2] 

坎兒井主要分佈在亞洲中西部國家和地區，如伊朗、巴基斯坦、阿富汗、沙特阿拉伯、中國的西北、哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦、吉爾吉斯斯坦、印度西北部、土庫曼斯坦、敍利亞、伊拉克、阿曼、利比亞、約旦、也門等。非洲北部也有少量的坎兒井，如埃及、利比亞、阿爾及利亞、突尼斯、摩洛哥等。歐洲和美洲也有極少量的坎兒井，如西班牙南部、意大利、塞浦路斯、墨西哥、美國、智利、秘魯等。 ^[3] 

吐魯番位於新疆東部，距中原地區較近，是古西域受中原文化影響較大的地區之一。同時，從漢代開始，吐魯番地區一直是匈奴、鮮卑、柔然、高車、突厥、回鶻、契丹和蒙古等遊牧民族西進過程中的必爭之地，是中原王朝的屯兵要塞，也是絲綢之路通向西域的必經之地。漢代以來吐魯番水資源大範圍的開發利用，使得我們的先人依託水資源把吐魯番建設得更美，形成了具有獨特地域特色的綠洲文明，讓它成為了東西方文明交匯的樞紐。據《漢書西域傳》的記載，在當時的吐魯番綠洲文明中，交河和高昌古城最為著名。由於自然條件優越，交河城成為有確切記載的吐魯番最早的綠洲王國，是西漢時期西域地區車師前國都城所在地。公元前48年，漢朝在此設戊己校尉府，對吐魯番的屯墾事業和水資源進行了大規模的開發，為吐魯番地區帶來了一輪農耕文明的發展的高峯。公元450年，北涼政權攻破交河城，滅車師前國。交河城的衰敗，使得吐魯番地區的政治、經濟和文化中心轉至高昌。公元840年，漠北草原回鶻西遷至此，建立高昌王國。十三世紀中葉後，天山以北蒙古族多次侵犯回鶻高昌國，戰爭持續40年之久，交河和高昌城在戰亂中被毀，自此逐漸廢棄。特殊的自然和水文地質條件，以及兵燹不斷的歷史背景，使得這兩座古城的建築產生了多文化融合交流的地域特點。其中，交河城建在兩河交匯處一片開闊的台地上，整座城市完全是在天然的生土層上向下掏挖而成，這座為適應當地地質特點而挖掘出來的城市目前是世界上保存最為完整的土城遺址。同時根據歷史發掘資料，學術界發現交河城發展進程中，交河城的水資源利用經歷了從最初的城中無井，到後來幾乎每個家庭和較大寺院都有自己的井的發展歷程。多數情況下，井深達30米左右的現象，則是該城建築與生活方式隨所在台地兩側河流不斷下切而調整的有力見證。另外，一種較為清晰的歷史學觀點認為，高昌城在唐代之所以能夠建立起王國，與當地坎兒井的使用，使其產生了較為發達的灌溉農業具有密切的關係。 ^[1] 

從西漢至今的2000多年中，吐魯番水資源條件相對較好，從而使其成為廣袤荒漠中的一片綠洲，使得吐魯番地區為東西方交流的重要要道，並在該地區呈現出多元文化傳承與並存的格局。首先，這裏是多種宗教並存之地，佛教、祆教、摩尼教、景教、伊斯蘭教、基督教、天主教、東正教、道教等都曾在此匯聚交融。絲綢之路開通後，吐魯番又逐漸成為東西方文化交流之地，也成為連接印度、波斯、希臘和中國等文明的紐帶。但是20世紀以來由於自然原因和人為原因，氣候變得更加乾旱、降水量減少、蒸發量增大，使坎兒井的出水量日益減少，數量也變少，從而造成吐魯番地區的水資源條件越來越差。 ^[1] 

坎兒井水利系統不僅僅是中華文明體系下一個燦爛的文化成就，更是世界文明的重要組成部分。坎兒井的興盛是建立在吐魯番地區社會、經濟、文化發展的基礎之上的，同時坎兒井也見證了東西方經濟文化的交流。有着多年悠久歷史的吐魯番文明，進一步闡明瞭自然界尤其是水資源的開發和利用，與乾旱地區文明更替之間的密切作用。 ^[1] 

吐魯番自古有“火洲”、“風庫”之稱，氣候極其乾旱。吐魯番植被稀少，因此有植被的地方就會特別受珍惜和重視。有水源，才會有人羣；有人羣，才會有綠洲；有綠洲，才產生了吐魯番綠洲文明。吐魯番古代勞動人民用智慧和雙手創造了坎兒井，把融化後滲入吐魯番盆地下的天山雪水用坎兒井引流出來，大規模應用於生產生活。然而得益於坎兒井的推廣使用，吐魯番地區在很早就產生了較為發達的綠洲灌溉農業文明。吐魯番人民進而開拓出了一片片綠洲。因此，可以説坎兒井是綠洲文明的源頭，孕育了吐魯番古老的綠洲文明，“沒有坎兒井就沒有吐魯番，沒有坎兒井就沒有吐魯番的文明”。作為一種水利灌溉系統，坎兒井承載了吐魯番獨特的文化。 ^[1] 

吐魯番的坎兒井按水文地質條件和分佈可分為三種類型：⑴山區河流補給型坎兒井，分佈在火焰山以北的灌區上游地區，集水段較長，出水量較大，水量穩定，礦化度低。⑵山前潛流補給型坎兒井，這類坎兒井分佈在火焰山以南沖積扇灌區上緣，由直接引取山前側滲形成的潛流，天山水系滲漏與火焰山北灌區引水渠系滲漏等形式補給地下水，集水段一般較短。⑶平原潛流補給型坎兒井，這類坎兒井分佈在火焰山南灌區下游，地層為土質構造，水文地質條件差，一般出水量較小，礦化度較高。 ^[4] 

由於坎兒井分佈地域的不同及其水文地質的差異，坎兒井分為兩類，即“沙坎”與“土坎”。根據坎兒井分佈地域的不同，大約可以分為三個區塊： ^[4] 

①分佈在火焰山以北灌區的上游

該區坎兒井的地下水距補給源最近，有較長的出水段，屬河谷型潛水補給，為第一個利用層次。該區坎兒井所屬地層一般為砂礫構造，當地稱為沙坎。沙坎一般單井出水量較大，礦化度低，水量穩定。屬於這一區的坎兒井羣分佈的地區大致有都善縣的七克台鎮、闢展鄉、連木沁鎮的漢墩地區、吐魯番市的勝金鄉、亞爾鄉北部以及托克遜縣的大部坎兒井羣分佈區。 ^[4] 

②分佈在火焰山以南的沖積扇灌區上緣

該區的坎兒井一般為山前首部補給形式或河谷潛流補給。第二區坎兒井大致分佈在吐峪溝鄉的洋海及吐魯番葡萄溝和乾溝下游有坎兒井的地區，這一區坎兒井羣形成對天，山水系地下潛流利用的第二層次，該區坎兒井大多是沙坎，出水量大，流量穩定，礦化度較第一區坎兒井水稍高。 ^[4] 

③分佈在火焰山南灌區的下游地帶該區坎兒井多屬平原潛水補給型。一般較淺，井深米左右，所屬地層為土質構造，當地稱為土坎。該區坎兒井羣形成對盆地地下水利用的第三層次。它們一般出水量較少，礦化度高，有的達不到引用水標準，有少數甚至不能用於灌溉。第三區坎兒井羣的分佈地區為靠近艾丁湖東北部的達浪坎鄉、迪坎鄉、艾丁湖鄉、三堡鄉，以及恰特喀勒鄉以南地處灌區中下游的坎兒井羣。 ^[4] 

新疆的坎兒井，都分佈在非常乾旱的地區，它是當初人們缺乏把各山溪地表徑流由戈壁長距離引入灌區的手段以及缺乏提水機械的情況下，根據當地水文地質的特點，創造出用暗渠引取地下潛流，進行自流灌溉的一種特殊水利工程。 ^[2] 

如圖1所示。新疆坎兒井的佈置，一般是大致順沖積扇的地面坡降，亦即順地下潛流的流向，與之相平行或斜交。其構造由豎井、暗渠、明渠和澇壩（即小型蓄水池）四部分組成。 ^[2] 

豎井，是開挖暗渠時供定位、進入、出土和通風之用，併為整個工程完成後檢查維修之用。開挖時所取的土，堆積在豎井周圍，形成環形小土堆，從地面上看，像串珠似的一道道小圓圈，可以防止一般地面水入侵。豎井的間距，一般上游段約為60至100米，中游段約30至60米，下游段約為10至30米。豎井深度，上游約40至70米，有深達100米的，中游約20至40米，下游段約為3至15米。其斷面一般為矩形，長邊順暗渠方向。 ^[2] 

暗渠，也稱集水廊道或輸水廊道。首部為集水段，在潛水位下開挖，引取地下潛流，一般為一個頭，長50至100米。位於沖積扇上部的坎兒井，因土層多沙礫石，含水層較豐富，其集水段較短，而沖積扇中部以下的坎兒井，集水段較長。集水段以下的暗渠為輸水部分，一般在潛水位上千土層內開挖。暗渠的縱坡，比當地潛水位的縱坡要平緩，所以集水段走一定距離後，就可高出潛水位。暗渠的長度，視潛水位的埋藏深度、暗渠的縱坡和地面的坡降而定，一般3至5公里，最長的超過10公里。暗渠斷面，除了滿足引水流量的需要外，主要根據開挖操作的要求。為了節省土方量，並要在當時沒有襯砌的條件下保持土層自然拱作用，開挖斷面一般採取窄深式，寬約0.5-0.8米，高約1.4-1.7米，僅能容納一人側身前進和彎腰操作，但現在所有舊的坎兒井的暗渠斷面，大都已很不規則。暗渠的縱坡，主要根據土質決定，在沖積扇上部沙礫土層內，縱坡較大；在灌區內部黃土土層內，縱坡較小，比起地面的坡降都平緩得多，所以暗渠走一定距離後，就可逐漸接近地面而把水引出來，自流灌溉。國明渠與一般渠道基本相同，橫斷面多為梯形，坡度小，流速慢。輸水廊道與明渠相接處稱龍口，龍口以下接明渠。澇壩，又稱蓄水池，用以調節灌溉水量，縮短灌溉時間，減少輸水損失。澇壩面積不等，以600-1300平方米為多，水深在1.5-2米。 ^[2] 

新疆坎兒井的開挖工藝，基本上仍保留着舊的傳統。首先，根據耕地或擬墾荒地位置，向上遊尋找水源並估計潛流水位的埋深，確定坎兒井的佈置。根據可能穿過的土層性質，考慮暗渠的適宜縱坡。然後開挖暗渠，一般先從下游開始，先挖明渠的首段和坎兒井的龍口，然後向上遊逐段佈置豎井開挖。每挖好一個豎井，即從豎井的底部向上遊或下游單向或雙向逐段挖通暗渠。最後再從頭至尾修正暗渠的縱坡。挖暗渠和豎井所使用的工具，主要為钁頭和創錘。出土時，用土筐從豎井上使用轆轤起吊，一般用人力拉，在上游較深的豎井則用牛力拉。為了防止大風沙土刮進坎兒井，並避免冬天凍壞，豎井進口處冬季常用樹梢、禾稈及土分層封蓋。挖暗渠時因工作面較窄，一處只能容一人挖， 又在黑暗中摸索進行，僅靠油燈照明，其定向方法，主要在豎井內垂掛兩個油燈，從這兩個燈的方向和高低，可以校正暗渠的方向和縱坡。哈密市也有用太陽反射鏡定向，並作照明。一般先挖暗渠的底部，後挖頂部。要用兩手輪流交叉挖，以防挖偏。勞動組織一般需3至5人，遇到鬆散砂層時，須局部用板支撐，避免塌方，並防以後水流掏刷。 ^[2] 

坎兒井的施工工具有挖鑿工具、提升工具、運輸工具、照明與加固器具等。如下作以介紹。 ^[2] 

有5種，①鏝頭，是吐魯番地區較為古老的挖鑿工具，主要用於豎井和暗渠的開鑿工序。②坎土曼，是水活和旱活通用的工具，主要用來挖掘較鬆軟的土層、運土石，或撈挖淤積物。③抱錘，亦稱抱器，它是挖坎兒井的匠人們在使用鏝頭過程中的一種改進工具。它的優點是比鏝頭輕便，可隨時更換鋒利的尖子，以提高挖鑿工效。④尖子亦稱人子，這是安裝在抱錘上，用來開鑿豎井和陰溝廊道的專用工具，並可兼為挖掘引水暗渠底部淤積物之用。尖子可多存備件，便於隨時更換使用。⑤鐵鏟，亦稱鐵鍁，是當今仍廣泛應用的手工工具。 ^[2] 

有轆轤、電動提升工具與提升工具附屬器物等。轆轤，亦稱鹿脩，現代仍有三腳架式手搖曲肩轆轤，它是一種靠人力來提取土石或淤積物的專用工具。還有長方形框架式轆轤，主要是靠畜力來提取出井內土石或淤積物的工具。現代也有用電為動力的電動提升工具，十分輕便。提升工具附屬器物，如繩子、勾子、架子等。繩子，是人力或畜力的提升工具。從井下提土時，都配有一根比豎井深度稍長一些的繩子，其質地一般是牲畜毛或麻。現代使用電動機械提升工具，每次提升重量增加，故改用鋼絲繩。勾子，一般選用桑樹的支叉，也有專制的鐵勾，主要用來鈎掛筐子或供人們上下井踩腳之用。架子是支撐繩子的，防止繩子在戈壁灘上被磨破。 ^[2] 

運輸工具是筐子與人工傳遞。筐子一般為柳條或桑樹條編制而成，為提升運載工具。挖掘坎兒井的操作過程中，除挖鑿匠人外，還應有2~3人用筐子等盛器裝載和轉運土石或淤積物。 ^[2] 

燈葫蘆，是當地生產的一種陶製燈，用以照明，以利在暗渠內操作。燈葫蘆除照明外，還有兩項功能，其一可預測井內是否缺氧或有瘴氣，以免出人員傷亡事故；其二可用燈光配合豎井口架子上的繩子來測定暗道挖掘的垂直度，以免浪費勞力。燃料一般為植物油，人們在燈葫蘆內灌進適量的植物油後，再用棉花檸上一根棉繩插入燈口，即可點燃照明。防水燈，現代挖掘坎兒井時運用防水燈，以增強光亮，方便操作。但仍需在暗渠深部操作點掛一盞燈葫蘆，以防不測。 ^[2] 

有3種，其一水閘，古稱權。坎兒井暗渠內，輸水廊道的土質不同，有些地段鬆軟易塌，要選用桑樹木料，加工製作水閘，以加固之，確保暗渠輸水暢通。其二撐子，分上幅和下撐。其三閘板，亦稱架板。現在也有用水泥管，埋於易坍塌部位，以保證水流暢通。 ^[2] 

坎兒井是乾旱地區巧妙開發利用地下水的水利工程，它的主體深埋地下，一般看不到它的全貌，實際上它是改變自然水坡度，使地下水提前出露的水利工程，歸納起來坎兒井有以下優點： ^[4] 

古代沒有電動機、柴油機及水泵之類的機械，無法從地層深處提取地下水，坎兒井把地下水源不斷送往農田和果園，灌溉農作物，現今使用坎兒井也不用消耗油電等能源，沒有機器的費用，它的運行費用很低。吐魯番市的棉作站有一條大坎兒井，最大出水量為一126公升/秒，出口水温17.7℃，PH值為8.03，日可灌地8公頃。 ^[4] 

吐魯番地勢低窪，夏日經常氣温在攝氏度以上，蒸發強烈，而坎兒井水全在暗洞裏流淌，避免陽光照射，蒸發損失也就減少。 ^[4] 

吐魯番等地一旦風起，會夾帶大量風砂，將溝渠埋沒，坎兒井在地下，只要將豎井口及時封蓋，風沙不能侵入，可以保證灌溉水正常流動。 ^[4] 

坎兒井水來自地下水，水量受外界因素影響較少，沒有發洪水或因天冷無融雪水而斷流的情況，可以按水量大小組織輪灌，保證農業生產正常進行。坎兒井一般在戈壁灘深處開挖，受到人類活動污染少，又在地下經過砂石土壤淨化，所以質好適宜飲用和灌溉。 ^[4] 

坎兒井施工技術是有一個匠人帶上幾個普工用簡單的工具就可開挖的地下水利工程。所使用的工具如刨錘、撅頭、砍土曼、紅柳筐等，均可就地打造，不涉及電動氣動等裝置，工藝過程簡單，只需通過艱苦勞動即可以獲得成功。 ^[4] 

在20世紀50年代末，全新疆有水坎兒井數量高達1784條，年出水量為6.83億立方米，灌溉面積高達24200公頃。然而，由於生態環境惡化，人口急劇增加，耕地面積擴大，機電井的數量大幅上升，水資源大量消耗，導致坎兒井的數量顯著降低，如圖3所示。 ^[5] 

從圖3中可以看出，佔新疆坎兒井數量70%的吐魯番地區，坎兒井數量從1957年的1237條鋭減為2014年的214條，減少了1023條，減少了80.7%。平均每年18條消失。 ^[5] 

坎兒井的出水量從1957年開始，總體呈現持續下降的趨勢，20世紀60年代，坎兒井的發展到達巔峯時期，1957年年出水量為7.6億立方米，總灌溉面積曾高達36.16萬畝。到2014年，年出水量為1.15億立方米，總灌溉面積只有8.49萬畝，分別下降了84.87%和76.52%。 ^[5] 

一是土壤結構變化。坎兒井是祖先遺留的寶貴水文化遺產，是少見的集水利遺產和文化遺傳屬性於一身的綜合遺產。淺層地下水作為坎兒井的水源，只有其資源的不斷補給才能維持坎兒井的可持續發展。但是，由於目前機電井在坎兒井綠洲灌溉區內大量的修建及無序式地開採，導致淺層地下水位的不斷下降，引起坎兒井榦涸數量的增加。而且，被抽取水的位置，很可能帶來諸如底層泥土帶凝固等土壤結構的改變，這樣的結構改變基本上沒有可逆性可講。在對新疆綠洲多個棉田區域土壤測定後發現，土壤均呈鹼性，pH均值為7.87，且為輕度鹽化土壤，鹽分含量均值為3.44g/Kg。 ^[5] 

二是荒漠化面積增加。坎兒井的乾涸數量的增加，勢必會影響新疆地區綠洲和植被的變化。新疆屬於生態脆弱區，森林資源較少，根據《第九次全國森林資源清查》結果顯示，新疆的現有森林覆蓋率僅有4.87%，而吐魯番的森林覆蓋率僅有1.27%。相比之下，吐魯番地區的生態環境更為脆弱。而水資源的大量過渡消耗，勢必會導致沙漠化進程加快，進而影響綠洲面積和人類及生物的生存。吐魯番地區荒漠化土地面積已佔總面積的46.87%。吐魯番盆地的綠洲面積由南向北逐步縮小，其生態安全受到嚴重威脅。 ^[5] 

三是生物多樣性降低。沙漠化過程中，由於沒有充足的水源和食物，大量的鳥類昆蟲，穴居動物以及兩棲動物遷徙或者滅絕造成生物多樣性降低。缺少了人工修繕和維護的村莊，耕地、小片綠洲、坎兒井被廢棄的現象隨處可見，若一直不聞不問，沙化情況勢必會更加嚴重。而這種零星式的廢棄舉動，雖然規模小，但也不能忽視。若廢棄舉動長期積累，而利用機電井來維持生存，人類活動向天山山脈水源的遷移勢必導致吐魯番盆地綠洲的移動，無疑更加陷入了生態的惡性循環。 ^[5] 

新疆吐魯番地區的水資源供給主要包括地表水和地下水資源。地表水資源主要可以分為兩大水系即：天山水系和火焰山水系。吐魯番地區的地表徑流主要是源於位於該地北部的雪峯，通過高山融雪每年向吐魯番盆地提供水資源。流向盆地地區的地表徑流最終都會匯入艾丁湖，當地表徑流流經山前的沖積扇地帶將會滲入到地下從而形成地下潛流。艾丁湖是吐魯番地區的主要湖泊也是該地主要的地表水源。吐魯番地區的地下水主要源於高山河水流經戈壁地帶時，大量的河水滲入地下從而形成地下水。該地區的地下水資源主要由坎兒井、自流井和電機井提供，其中坎兒井是具有古老傳承的地下水供給途徑。坎兒井井水不經過地表，直接利用地勢的落差通過地下暗渠進行輸送，不易受到季節以及風沙的襲擾，同時能夠有效的防止水分的蒸發。艾丁湖和坎兒井作為地表水和地下水資源主要的供給源，極大程度上保障了吐魯番地區人們的用水需求。 ^[6] 

坎兒井與艾丁湖之間組成的系統不僅能夠保障當地的用水需求，同時能夠維持當地乾旱環境下的生態平衡。如果沒有坎兒井的持續水源，吐魯番盆地冬天就會缺水。在冬季，艾丁湖的主要水源補給來自坎兒井的地下暗流。同時，艾丁湖每年蒸發大量的水資源，這些蒸發的水資源在山前形成降雨迴歸盆地。當艾丁湖缺水時，地下水成為艾丁湖的補給源；反之，當地下水水位降低時，艾丁湖可以作為水源補給地下水。因此，當地表水源消耗量過大時，地下水由於補給艾丁湖會造成水位下降，當地下水水位過低時，就會影響坎兒井為當地提供水資源的作用。綜上所述，坎兒井與艾丁湖作為當地主要的水資源供給途徑，彼此之間相互影響，相互促進。 ^[6] 

坎兒井總水量與地下水水位動態變化有着密切的關係，隨着地下水水位的持續下降，坎兒井總水量也明顯減少或乾涸。如2011年吐魯番地區兩縣一市各一處資料系列較長、代表性較好的地下水水位與坎兒井總水量作了對比分析。經相關分析計算，坎兒井水量與地下水水位有着正比關係，隨着地下水水位的下降，坎兒井的總水量也呈減少趨勢，地下水位動態變化與坎兒井總水量的變化基本一致，但也有部分坎兒井總水量與地下水埋深變化出現異常。如鄯善縣的連木沁鎮曲王坎村克其克坎兒井的總水量隨着地下水水位的下降則顯示出增加的趨勢。原因是該坎兒井位於二塘溝流域的上游，隨着二塘溝河汛期水量的增加，補給坎兒井的水量相應增多。 ^[6] 

坎兒井是吐魯番人民精神的化身代表了吐魯番人民的勤勞和智慧，是吐魯番的象徵。在漫長的歷史發展過程中坎兒井作為吐魯番的水文化遺產具有重要的文化內涵，已成為多年人類文明史上的里程碑，它不僅已成為當地人民感情的依戀更是一條聯絡吐魯番與內地情感的紐帶，它是吐魯番的母親河，是中華民族井渠文化的重要組成部分，亦是世世代代居住在吐魯番的各族勞動人民改造和利用自然的巧妙創造。可以説，沒有坎兒井就沒有吐魯番，就沒有坎兒井獨特的民族歷史文化，就沒有新疆的綠洲文明。坎兒井見證了綠洲的繁榮和發展，是乾旱區綠洲農業發展史上的一個里程碑。 ^[4] 

坎兒井的施工工藝是最環保的，它對地表的破壞少，造成的水土流失也少，保護了自然生態環境。坎兒井用暗渠和豎井把地下水引出地面，既減少了水在地面的蒸發，又使地下水得到充分利用，是維吾爾族人和諧利用自然資源的典範。坎兒井水除了農業灌溉和生活飲用外，還澆灌着大量的植被。坎兒井也是綠洲植被的重要水源。坎兒井水流淌過的地方，綠化面積增大，生態環境得到恢復，增加了明渠、澇壩、草原的綠化面積，區域小氣候得到改善，從而促進小區域生態環境的良性發展。因此，坎兒井對綠洲的生態起到至關重要的作用。 ^[4] 

坎兒井不僅是偉大的水利工程更是一項珍貴的歷史文化遺產。它享譽世界至今還在為我們提供着賴以生存的水和不竭的旅遊資源。坎兒井以其獨特的亮麗風景，吸引眾多國內外遊客慕名前來參觀，創造了巨大的經濟和社會效益，尤其是在強調生態文明開發的今天，坎兒井具有不可比擬的旅遊開發價值。目前，吐魯番地區利用坎兒井開發的旅遊景點已有5家，其中兩家是以坎兒井為主的旅遊景點，都位於吐魯番近郊的農村圖、坎兒井旅遊景區圖。據統計，2005年，吐魯番地區以坎兒井為主的旅遊景點接待遊客多達50萬人次，旅遊收入超過500萬元，成為吐魯番旅遊業新的增長點，2007年吐魯番對外開放的兩處坎兒井的遊客數達到近127萬人次，佔旅遊總人數的31.37%，旅遊門票收入達到1468萬，佔地區旅遊總門票收入的16%，2006年坎兒井成為第六批全國重點文物保護單位，坎兒井不僅豐富了吐魯番地區的旅遊項目，提高了吐魯番地區作為旅遊城市的地位，也促使了吐魯番的經濟發展。 ^[4] 

年齡最大的坎兒井是吐爾坎兒。吐爾，維吾爾語，烽火台之意。位於吐魯番市恰特卡勒鄉莊子村。全長3.5公里，日水量可澆20畝地，1520年挖成，至今已473歲了。 ^[4] 

最長的坎兒井是都善縣的紅土坎兒。該坎兒井在鄯善縣葡萄開發公司東1.5公里處，全長25公里，日澆地58畝。 ^[4] 

最短的坎兒井是吐魯番市烏江布拉克坎兒井，全長約30米。 ^[4] 

豎井最深的坎兒井是鄯善縣吐峪溝鄉蘇貝希坎村東部的努爾買提主任坎兒，全長20.7公里，井深98米，日澆地25畝，開鑿於1990年。 ^[4] 

水量最大的坎兒井是吐魯番市艾丁湖鄉吾力托爾坎村歐吐拉坎兒，日水量澆地70畝。 ^[4] 

水量最小的坎兒井是吐魯番市牙兒鄉伊裏木村西面的克其爾坎兒，全長300米，日水量澆地0.6畝。 ^[4]