吐鲁番地区坎儿井现存主要病害及其成因分析

　　坎儿井历史悠久，是干旱地区的先民根据自然条件和水文地质特点创造的地下水利设施。它利用地面坡度引取地下潜水来提供农田灌溉和居民用水，由竖井、地下暗渠、地面明渠和涝坝几个部分组成，这种特殊的架构极大地缓解和克服了地表水蒸发和损失严重的弊端，是古代劳动人民智慧和汗水的结晶，被很多学者喻为中国古代的“三大工程（京杭大运河、万里长城、坎儿井）”之一，是现正在为广大劳动人民所使用并承载和传承浓重文化和传统工艺的“活动的文化遗产”。2006年5月，坎儿井被国务院公布为第六批全国重点文物保护单位。

　　基于坎儿井的特殊性和重要性，自2009年以来，在国家文物局和新疆维吾尔自治区文物局的重视与支持下，在吐鲁番市委、市政府的正确领导下，坎儿井保护与利用加固工程得到了顺利的实施，据统计，五期共加固维修坎儿井总数为160条。通过这几期工程的实施，坎儿井的水量和消亡速度得到了有效的控制，部分坎儿井在维修加固后有焕发出了勃勃生机，这势必对吐鲁番市的农业经济做出更多的贡献。在加固维修中研究人员不断总结经验，对坎儿井的病害进行了科学分析，这既是坎儿井保护和利用工程的依据和前提，也是有效实施坎儿井保护与利用加固维修工程的关键。现就吐鲁番坎儿井的病害做如下分析。

　　一、现存主要病害

　　古老的坎儿井历经了千百年的流水冲刷、风沙侵蚀和人为扰动，在许多不利因素的影响下，其安全性和耐久性已明显降低，严重威胁着坎儿井的长期留存和使用，大量坎儿井面临着损毁和消失的危险。根据现场调查，目前吐鲁番地区坎儿井主要存在以下几类问题：

　　1.文物本体稳定性及耐久性较差

　　主要表现为坎儿井各组成部分均存在不同程度的病害，严重影响到了其价值的延续和功能的正常发挥。

　　其一，涝坝、明渠淤积渗漏。涝坝是坎儿井水流出暗渠后的蓄水池，起着蓄水，调节水量、水温和下游明渠水位的重要作用。但在长期使用过程中，涝坝存在着严重的淤积渗漏问题。部分坎儿井龙口至涝坝之间的明渠，缺少必要的防渗导流措施，造成了水的损失，同时对明渠侧壁土体的稳定带来不利影响。受水流长期冲刷的部位有坍塌的状况，从而加剧了水土流失和涝坝淤积。

　　其二，明渠、龙口段岩土坍塌失稳。龙口是明渠与暗渠的交接部位，上覆土层较薄，自稳性较差，加之其上方地表经常有行人甚至车辆通行，因此常常引发土体坍塌，使得龙口位置不断后移，暗渠暴露成为明渠。

　　其三，竖井坍塌失稳。包括井口坍塌和井壁坍塌。竖井井口特别是输水段坍塌严重，部分井口坍塌深度已达3至5米，农民只得砍伐树木来加固井口，给本来已经脆弱的生态雪上加霜，而且井口有被风沙填埋的危险。靠近暗渠的竖井井壁长期经受流水和水汽的冲刷、侵蚀和软化，岩土体结构松弛，经常发生坍塌，对暗渠造成堵塞。

　　其四，暗渠坍塌淤积严重。暗渠洞顶土层因稳定性较差而严重脱落或由于地质构造原因（流沙带）造成大面积集中坍塌、淤积严重。洞内坍塌严重部位直径已达2.5至10米，给暗渠稳定带来极其严重的隐患。

　　2.文物周边环境问题

　　其一，人为活动的不利影响。包括工程建设对文物周边环境的不利影响和日常使用及维护中存在的问题等。

　　由于坎儿井延伸较远，目前在坎儿井延伸方向上存在采砂、石油勘探、公路施工以及天然气管道建设等人类工程和生产活动，对位于地下和地表的坎儿井造成不利影响。

　　长期以来，坎儿井的开挖和日常维修都由当地居民自发进行，近年来有关主管部门虽然制订出台了相关管理维修办法，但由于各种条件的限制，对坎儿井的管理维修仍然缺乏统一规划和标准，因此在维修过程中存在掏挖清淤不当的问题，如掏挖暗渠拱脚，随意挖取坎儿井周边围土等，这在一定程度上对坎儿井的稳定和周边环境景观造成不利的影响。

　　其二，自然环境的不利影响。主要有风沙影响和温差影响。

　　坎儿井集水段地处戈壁，常年经受风沙侵蚀，由于竖井口多未设置井盖，风沙常将大量砂石吹入井内，堵塞井渠、污染井水。

　　吐鲁番地区属典型戈壁气候，季节温差及日温差较大，井壁长年处于干湿、冻融循环状态，造成井壁岩土体结构日益松弛，而导致发生坍塌失稳。

　　二、坎儿井主要病害成因分析

　　——坎儿井所处地层的工程地质特性及地形地貌特征是其稳定性病害发生的内因。

　　坎儿井暗渠段洞壁砂砾石基本无胶结，由于密实程度不同，在砂砾石密实度较差的部位易于坍塌，特别是在坎儿井的竖井节点部位，由于竖井和暗渠结合部位洞壁临空面增大，更易产生坍塌。竖井出口近地面部分，砂砾石亦较松散，易产生坍塌。由于坍塌致使相关人员每年都要做大量的清淤工作。

　　——水的不利影响是坎儿井井壁发生失稳破坏的直接原因。水的不利影响主要表现为以下两个方面：一是流水直接冲刷掏蚀，二是毛细水及水汽软化井壁岩土。

　　——气候条件的不利影响是坎儿井耐久性不断降低的重要原因。季节的更替和水位的不断变化，使得井壁岩土长期处于干湿、冻融循环的状态中，岩土密实度和强度不断降低，稳定性随之变差。

　　——周边工程及生产、生活的不利影响也是坎儿井发生破坏的诱因之一。公路、桥梁、天然气管道等的施工和石油勘探活动均对位于地下的坎儿井的稳定造成了不利影响。

　　尽管新疆吐鲁番市的坎儿井保护与利用加固维修工程已经顺利实施了5期，但是由于坎儿井的特殊性，使得坎儿井保护工程中还有许多细节问题值得商榷和探索，加之国内目前尚无一家正式或专门从事坎儿井保护研究的科研学术机构，许多保护手段和技术尚未与国际接轨。当下，一方面加大对坎儿井病害的分析，不断地实施文物保护工程，一方面加紧与国际坎儿井保护研究机构接轨，加强交流与合作，从中汲取更加先进的技术，加快科研成果的转化，自然成为我们今后实施坎儿井保护与利用工程的重中之重。