微专题 | 坎儿井
坎儿井是我国古代人们在2000多年前的西汉时期创建的一种特殊的引水工程。如下图所示，坎儿井由地下的暗渠和地面上的竖井、明渠、蓄水池组成。竖井是开挖在地下的暗渠的通道，暗渠与地下水流向斜交，上游挖至地下含水层中，渗溢出来的地下水顺着暗渠流出地面，明渠将暗渠流出的地下水引入蓄水池，蓄水池起了调蓄灌溉流水量的作用。
本题考查水循环、水资源的利用。
第(1)题，根据所学知识可知，坎儿井位于我国西北地区，地处内陆，远离海洋，降水少，水源主要依靠冰雪融水；夏季气温最高、冰雪融水量最大，因而最大水量出现在夏季。
第(2)题，坎儿井采取地下输水的方式主要考虑地质结构、地势和气候。
第(3)题该地位于内陆地区，水循环的主要类型属于陆地内循环。缓解当地水资源短缺的主要措施从开源、节流两个方面作答。
(1)夏季。地处内陆，远离海洋，降水少，水源主要依靠冰雪融水；夏季气温最高、冰雪融水量最大，因而最大水量出现在夏季。
(2)地质构造由不透水的基岩和含水砂砾石组成，有利于地下水的存储；充分利用地势特点使水自然流淌，减小工程量；晴天多，光照强烈，蒸发旺盛，地表水损失大，因此，采取地下输水的方式。
(3)陆地内循环 ①节约用水；②发展农业灌溉技术；③跨流域调水；④调整农业种植结构。(从开源、节流两个方面作答)
坎儿井，劳动人民的智慧。提到万里长城和京杭大运河大家肯定都不陌生，但是和他们并称为中国三大水利工程奇迹的坎儿井，可能很多同学都没有听说过。
什么是坎儿井？
坎儿井是延续了几千年的灌溉系统，广泛存在于新疆吐鲁番地区。它由竖井、暗渠（地下渠道）、明渠（地面渠道）和涝坝四部分组成。通俗来理解，“坎儿井”就是地下运河。
坎儿井，时称“井渠”，新疆维吾尔语则称之为“坎儿孜”。坎儿井是荒漠地区一特殊灌溉系统，普遍于中国新疆吐鲁番地区。坎儿井与万里长城、京杭大运河并称为中国古代三大工程。
新疆气候干旱，吐鲁番更是是中国极端干旱地区之一， 是名副其实的旱极。这种气候条件下极其不利农业，但高山上有丰富的雪水融化入地，地形又有盆地。
新疆土壤多为砂砾，渗水性很强，山上雪水溶化后，大部分会渗入地下，流入盆地蓄水层。这样，开采出地下水就成了灌溉农业的不二法门。
吐鲁番盆地北部的博格达山和西部的克拉乌成山，每当夏季来临，就有大量的融雪和雨水流向盆地，当水流出山口后，很快渗入戈壁地下变为潜流。积聚日久，使戈壁下面含水层加厚，水储量大，为坎儿井提供了丰富的水源。
吐鲁番大漠底下深处，砂砾石由粘土或钙质胶结，质地坚实，因此坎儿井挖好后不易坍塌。吐鲁番干旱酷热，水分蒸发量大，风季时尘沙漫天，水渠常被黄沙淹没；而坎儿井是由地下暗渠输水，不受季节、风沙影响，水分蒸发量小，流量稳定，可以常年自流灌溉。所以，坎儿井非常适合当地的自然条件 。
高山流入地下的地下水在盆地地区通过平行井渠采引出来，从暗渠变为明渠供人使用。竖井用来开挖和通风，暗渠用做地下运河。同澳大利亚的自喷井原理相似。
在新疆大约有坎儿井1700多条，多数在吐鲁番和哈密盆地地区，吐鲁番的耕地有七成是坎儿井灌溉，而且现在还在使用之中，这是祖辈留下的巨大遗产，是新疆各族劳动人民的传世成果。而且坎儿井虽然名字是井，实际上就是地下暗渠，工程量不是简单的向下打口井那样简单。也不是地面上挖条水渠那么容易的。
坎儿井在上游地区的一些竖井可以达到90米深，这是在古代没有机器的情况下开挖的。坎儿井还挖了1700多条，全长可以达到5000公里，还不包括千千万万的竖井。工程量巨大坎儿井在地下我们看不到露出的竖井也有很多都在无人区，地处西域，远离中原。
到现在也无法确定坎儿井技术的起源，根据最新资料，坎儿井技术很可能是由中东地区传入，历史知名度小对于坎儿井的过去我们知之甚少。对于它，我们只知道坎儿井是开发利用地下水的一种很古老式的水平集水建筑物，适用于山麓、冲积扇缘地带，主要是用于截取地下潜水来进行农田灌溉和居民用水。坎儿井是一种结构巧妙的特殊灌溉系统，它由竖井、暗渠、明渠和涝坝（小型蓄水池）四部分组成。总的说来，坎儿井是在高山雪水潜流处，寻其水源，在一定间隔打一深浅不等的竖井，然后再依地势高下在井底修通暗渠，沟通各井，引水下流。地下渠道的出水口与地面渠道相连接，把地下水引至地面灌溉桑田。竖井是开挖或清理坎儿井暗渠时运送地下泥沙或淤泥的通道，也是送气通风口。井深因地势和地下水位高低不同而有深有浅，一般是越靠近源头竖井就越深，最深的竖井可达90米以上。竖井与竖井之间的距离，随坎儿井的长度而有所不同，一般每隔20-70米就有一口竖井。
一条坎儿井，竖井少则10多个，多则上百个。井口一般呈长方形或圆形。在那郁郁葱葱的绿洲外围戈壁滩上，就可以看见顺着高坡而下的一堆一堆的圆土包，形如小火山锥，坐落有序地伸向绿洲，这些，就是坎儿井的竖井口。暗渠，又称地下渠道，是坎儿井的主体。暗渠的作用是把地下含水层中的水汇聚到它的身上来，一般是按一定的坡度由低往高处挖，这样，水就可以自动地流出地表来。
暗渠全部是在地下挖掘，工程十分艰巨。据史料记载坎儿井始于西汉，指南针在明朝时期才从中原传入西域，在开挖暗渠时，为尽量减少弯曲、确定方向，先民们创造了木棍定向法。即相邻两个竖井的正中间，在井口之上，各悬挂一条井绳，井绳上绑上一头削尖的横木棍，两个棍尖相向而指的方向，就是两个竖井之间最短的直线。然后再按相同方法在竖井下以木棍定向，地下的人按木棍所指的方向挖掘就可以了。在掏挖暗渠时，鲁番人民还发明了油灯定向法。油灯定向是依据两点成线的原理，用两盏旁边带嘴的油灯确定暗渠挖掘的方位，并且能够保障暗渠的顶部与底部平行。油灯定位只能用于同一个作业点上，挖掘暗渠时，在竖井的中线上挂上一盏油灯，掏挖者背对油灯，始终掏挖自己的影子，这样不同的作业点就可以保持一致不偏离方向了，而渠深则以泉流能淹没筐沿为标准。由于吐鲁番高温干燥，蒸发量大，水在暗渠不易被蒸发，而且水流地底不容易被污染，经暗渠流出的水，经过千层沙石自然过滤，最终形成天然矿泉水，富含众多矿物质及微量元素，吐鲁番因此也有中国长寿之乡的美名。
龙口是坎儿井明渠、暗渠与竖井口的交界处，也是天山雪水经过地层渗透，通过暗渠流向明渠的第一个出水口。暗渠流出地面后就成了明渠。明渠就是在地表上流的沟渠。人们在一定地点修建了具有蓄水和调节水作用的蓄水池，这种大大小小的蓄水池，就称为涝坝。水蓄积在涝坝，以备所需。
由于现代化进程，用水量不断加大，比如工厂、油田都在大量抽取地下水，导致坎儿井的不断干涸。而机井和水库的修建更代替了一些坎儿井，目前一些坎儿井新的利用方式是发展旅游业。
我们都知道，新疆位于内陆地区，距海较远，水汽难以到达，降水少，气候干旱，蒸发旺盛，而且沙土较多，渗水性强，如果修在地面水则会蒸发干，不利于储水。同时，冰雪融化的水大部分都会渗入地下，这样，修建地下运河就是干旱地区储水的不二法则。
竖井
竖井是开挖或清理坎儿井暗渠时运送地下泥沙或淤泥的通道，也是送气通风口。井深因地势和地下水位高低不同而有深有浅，一般是越靠近源头竖井就越深，最深的竖井可达90米以上。竖井与竖井之间的距离，随坎儿井的长度而有所不同，一般每隔20—70米就有一口竖井。
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
又称地下渠道，是坎儿井的主体。暗渠的作用是把地下含水层中的水会聚到它的身上来，一般是按一定的坡度由低往高处挖，这样，水就可以自动地流出地表来。暗渠流出地面后，就成了明渠。明渠就是在地表上流的沟渠。
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。谭老师地理工作室综合整理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。
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。
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。
涝坝：人们在一定地点修建了具有蓄水和调节水作用的蓄水池，这种大大小小的蓄水池，就称为涝坝。水蓄积在涝坝，哪里需要，就送到哪里。
建设坎儿井需要在高山寻找水源，然后从地面由高至底打下井口，在地下开通一条暗渠，让地下水自然地流到暗渠形成地下河，地下河的出水口与地面渠道相连接，同时地面上按照一定的间隔距离打一些竖井方便取水， 这样保证了地下水不会因炎热及狂风而被蒸发或污染，流量极为稳定，保证了自流灌溉，最后涝坝将水蓄起以供人使用。
明渠：
优：晒水，提高水温，利于作物生长
缺：夏季蒸发量大，水资源利用率不高
暗渠：
优：
（1）可自流汇集地下水
（2）减少蒸发
（3）水质纯净，
（4）砂石过滤，加矿物元素
（5）冬季水温高，不会断流
（6）坡度小，减轻水流对暗渠的侵蚀
缺：夏季水温低，不利于农作物生长
近年来，随着荒漠化程度的加剧，吐鲁番绿洲外围生态系统已经遭到严重破坏，同时经济的发展也对脆弱的环境造成了巨大威胁，机井的广泛使用，使水资源大量减少，相对于造价成本高，难以维护的坎儿井，机井自然普及。
此外，油田的开发力度增加，需水量很大，加之打井极深，地下深水被大量抽走，坎儿井水源间接受到影响。特别是在坎儿井附近钻油井，使坎儿井面临着被污染的危险。1997年，吐哈油田就曾发生坎儿井上游的油井与坎儿井交汇，导致油渗水现象。
新疆的坎儿井是人工开挖可自流引水的古代水利工程(下图a)。它由竖井、一定纵坡的暗渠(含集水段与输水段)、地面输水的明渠和储水用的涝坝等部分组成(下图b)，单井总长约1～6km，竖井总数40～200眼，首部竖井深一般25～50m。近几十年来，地下水超采导致区域地下水位下降，坎儿井水量衰减或干枯等现象威胁绿洲。
第(1)题，结合剖面图，坎儿井由竖井、一定纵坡的暗渠(含集水段与输水段)、地面输水的明渠和储水用的涝坝等部分组成，选址应具备的地形条件，应具有一定坡度且起伏较小，便于自流引水，且利于减轻竖井开挖工程量。地质条件需土质疏松、透水性好，便于人工开挖，且利于地下水流通汇集。
第(2)题，坎儿井分布在西北干旱区，主要是地下水补给，水源较稳定。通过暗渠输送水流，受大气影响小，水温相对较高，不结冰。所以冬季不断流。
第(3)题，读图，绿洲相对于坎儿井的位置，绿洲位于坎儿井下游末端，即涝坝下游。优势是绿洲靠近涝坝，明渠提供的水源充足；结合图示地形坡度，绿洲位置可自流引水；绿洲位于下游末端，利于避免产业活动产生的污水，污染井水。
(1)地形：应具有一定坡度且起伏较小，便于自流引水与减轻(竖井)开挖工程量；地质：需土质疏松、透水性好，便利人工开挖且利于地下水流通汇集。
(2)地下水补给，水源较稳定；暗渠输送，受大气影响小，水温相对较高，不结冰。
(3)位置关系：位于坎儿井下游末端(涝坝下游)；优势：(靠近涝坝)水源充足；可自流引水；避免产业活动污染井水。
材料一 坎儿井是中国古代重要的水利工程之一。坎儿井在新疆维吾尔语中称为“坎儿孜”，波斯语称为“坎纳孜”，俄语称为“坎亚力孜”。从语音上来看，彼此虽有区分，但差别不大。
材料二 在新疆一些冲积扇地形区，土壤多为砂砾，渗水性很强，山上冰雪融化后，大部分融水渗入地下，地下水埋藏也较深。为了将渗入地下的水引出，供平原地区灌溉，开挖井渠取水是比较合理的方式。
材料三 下图为坎儿井剖面示意图。
材料四 下图为坎儿井平面分布图。
第(1)题，坎儿井是减少水资源蒸发、充分利用水资源的传统农业设施，在亚洲主要分布在降水较少的干旱和半干旱地区。
第(2)题，坎儿井的建设是为了充分利用下渗的水资源，可以从该地区地下水资源的分布情况和坎儿井建设的难度等方面来分析其建设条件。
第(3)题，从剖面图中可以看出，坎儿井底部暗渠有一定坡度，通过曲线的方式可减缓暗渠坡度，减小水流速度，减轻水流侵蚀，保证水利设施使用时间。
第(4)题，本题为开放性设问，考生能自圆其说即可。
(1)新疆、伊朗(西亚)、中亚等干旱、半干旱地区。
(2)山前冲积扇地区；气候干旱、半干旱，蒸发量大；砂砾土壤，冰雪融水易下渗，地下水丰富；砂砾土壤，便于挖掘。(答出3点即可)
(3)暗渠有一定坡度；曲线连接可以减缓坡度，降低流速，减少侵蚀，延长使用期限。
(4)(只呈现观点，没说明理由不得分)
a.有必要。历史文化遗产，有研究价值和旅游价值。部分经济落后地区还需要继续使用。(其他合理回答也可)
b.没有必要。机井比坎儿井取水效率高，维护费用低，灌溉面积大。
c.二者共存。提高取水效率，保存历史文物，发展旅游经济。
材料一：坎儿井是开发利用地下水的一种很古老式的水平集水建筑物，适用于山麓、冲积扇缘地带，主要是用于截取地下水来进行农田灌溉和居民用水。图1位坎儿井示意图。
材料二：图2为吐鲁番盆地局部地区坎儿井和绿洲分布图，该区域最高海拔6723米，艾丁湖是我国陆上最低点，湖面海拔-150米。
（1）可行性：山地海拔高，谭老师地理工作室综合整理有冰雪融水；山麓物质疏松，有利于冰雪融水下渗，地下水丰富；山麓地区坡度适中；土质不易塌陷。（答对其中三点分） 必要性：该区域耕地面积广大，（1分）但气候干旱，蒸发量大，地表水缺乏，农业灌溉和居民生活需要水源。（1分）
（2）由于坎儿井水主要来自于冰雪融水，（1分）水量有明显的季节变化，（1分）夏季多，冬季少；（1分）水量年际变化小。（1分）
（3）灌渠附近农业用地面临的问题：次生盐碱(渍)化。（2分）原因：常年灌溉导致地下水位上升，（2分）以及该区域气候干旱，地表蒸发旺盛。（2分）
（1）天山 气温
（2）新疆气候干旱，蒸发量大，用明渠输水易造成大量蒸发，而暗渠位于地下可减少蒸发，最大限度地利用珍贵的水资源。
（3）充分利用珍贵的水资源，发展灌溉农业；发展旅游业；促进当地经济发展。
（4）气候干旱，降水少，不利于树木成长 防风固沙
材料一 ：新疆吐鲁番盆地是我国极端干旱地区之一，年降水量只有16毫米，而蒸发量在3000毫米以上。坎儿井与万里长城和京杭大运河并称为中国古代三项伟大的人类工程。坎儿井古称“井渠”，“坎儿”是“井穴”的意思，由竖井（工程井）、暗渠（地下渠道）、明渠（地表渠道）和涝坝（蓄水池）四部分组成。吐鲁番盆地地势北高南低，在较新一些冲积扇地形区，土壤多为砂砾，滲水性很强，山上冰雪水融化后，大部分渗入地下，地下水埋藏也较深。为了将渗入地下的水分引出，供平原地区灌溉，开挖井渠取水是比较合理的方式。
材料二 ：坎儿井的建造方法是：在高山峡谷地带的雪水潜流处，寻找到水源，然后每隔20米至30米打一眼竖井，井深十米至几十米不等，将地下水汇聚，以增大水势，再依地势高低，在井底凿通暗渠，沟通各井，引流直下，一直连接到远处的绿洲，才将水由明渠引出地面，加以灌溉。涝坝则是一个调节水量的蓄水池。一条坎儿井，一般长约3公里，最长者往往是几条坎儿井相连达几十甚至上百公里，其间竖井少则几十口，多则三百余口。上游的竖井较深，有的可达100多米，下游的较浅，一般只有几米。如图为坎儿井剖面示意。
答案：
来源：湘说地理综合自地理678，谭老师地理工作室，启迪慧想等