坎儿井——劳动人民的智慧
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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。
它为什么要修在地下?
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。
组成部分详细介绍
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。
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。
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。
它是怎么修建及工作的?
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。
明渠与暗渠的优劣分析:
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
近年现状
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。
地下水专题知多少
1、地下水的来源
①主要是大气降水。降雨历时长,强度不大,地形平缓,植被良好的情況,对地下水补给最有利。
②河湖水补给。河湖水位高于潜水面时,河湖水补给两岸潜水。反之,潜水补给河湖水。黄河下游只
有河水补给地下水
③凝结水:在干旱地区,大气降水很少,主要是大气中水汽直接凝结渗入地下。
④原生水:主要与岩浆活动有关,数量很少。
2、地下水的问题与保扩
①不合理灌溉——土壤盐渍化——科学管理
②过量开采——形成地下漏斗区,地面下沉;沿海海水入侵,地下水水质变坏——及时人工回灌。
③保护自流水补给区的自然环境
研究表明,坎儿井是新疆当地人民在挖阴沟、掏泉等开发利用地下水和生产实践中创 造出来的。吐鲁番盆地的水源补给中 90%来自山区降水,10%为冰川积雪融水。流程较短的 河流出山口后,河水迅速下渗到巨厚的洪积扇中,40%的河流在到达盆地前就已断流。图为坎儿井剖面示意图。据此完成 1~2 题。
1. 在坎儿井中修建暗渠的主要目的是()
A.收集地表水 B.减少下渗
C.获取地下水 D.防止坍塌
2.在坎儿井的下游一般修建明渠,主要是为了()
A.减小工程量
B.提高水温,有利于农作物生长
C.增加蒸发,改善局部小气候
D.防止下渗
C B
1.坎儿井是在开发利用地下水的实践中创造出来的,干旱地区地表水缺乏,降水 大多转换为地下水,所以修建暗渠的主要目的是获取地下水。防止坍塌不是主要目的,对下渗影响小。答案选 C。
2.暗渠,水温较低,不利于农作物的生长,在坎儿井的下游修建明渠,有利于接受太阳光照射,提高水温,促进农作物的生长。答案选 B。
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(图左上角)。
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)表述古人在吐鲁番盆地建设坎儿井的可行性和必要性。(5分)
(2)推测坎儿井水量的变化特点。(4分)
(3)说明图示灌溉区附近农业用地面临的主要生态问题及其成因。(6分)
(1)可行性:山地海拔高,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)
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