坎儿井
牛书平老师
坎儿井是在干旱地区的一种地下水利工程。坎儿井的主要工作原理是人们将春夏季节渗入地下的大量雨水、冰川及积雪融水通过利用山体的自然坡度，引出地表进行灌溉，以满足沙漠地区的生产生活用水需求。一个完整的坎儿井系统包括了竖井、暗渠（地下渠道）、明渠（地面渠道）和涝坝（小型蓄水池）四个主要组成部分。
视频如下：
02:09坎儿井的各部分的作用及缺点我们通过思维导图来总结一下。
试题集锦：
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l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
1．C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．B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。
3．阅读图文资料，完成下列各题。
坎儿井是一种结构巧妙的特殊灌溉系统，它有竖井、暗渠、明渠和涝坝四部分组成。春、夏季节天山大量积雪融水和雨水流出山谷，渗入地下，汇入地下暗渠，地下水流出地面后就成了明渠。人们在一定地点修建了具有蓄水和调节水量作用的蓄水池，即涝坝，再在下游设置溢水口、出水闸等设施。该地区灌溉用水的水温较低，会降低水中的溶解氧含量，影响作物根系对土壤水分和营养元素的吸收。随着吐鲁番地区经济发展，坎儿井成衰减之势，机井得以广泛使用。下图示意坎儿井结构。
（1）说明坎儿井集水、输水区域的地貌特征及其成因。
（2）从农作物生长方面，分析明渠与涝坝的作用。
（3）从水资源合理利用的角度，推测传统坎儿井在水资源利用方面存在的问题。
（4）推测近年来该地区坎儿井数量明显减少的原因。
答案：
（1）地貌特征：多呈扇形分布，扇顶指向山口，扇面向平地延展；岁海拔降低，表面物质粒径越来越小。
成因：河流或冰雪融水携带砾石、泥沙在流出山口后，由于地势平坦，流速减缓，泥沙在此堆积而成。
（2）暗渠水进入明渠后，太阳照射可提高水温，增加水中溶氧量，利于作物生长；涝坝蓄水，可以晒水提高水温，便于统一调配农田用水，保证农业生产用水；疏导洪水，减轻主河道负担；在绿洲农田附近设溢水口，使表层温水进田，有利于作物生长。
（3）暗渠水文低，引入农田不利于农作物生长；名曲夏季蒸发量大，水资源不能高效利用；涝坝可存水量较少，夏季需水量大，不能增加来水量。
（4）全球变暖,降水减少，蒸发加强,高山冰雪融水补给减少；机井的使用及油田开发力度增大导致过度开采地下水，地下水位下降；水库蓄水导致坎儿井地下水补给量减少；坎儿井附近油井开发导致坎儿井水源受到污染；坎儿井管理、维护不到位。
4．读下列图文材料，回答相关问题。
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1～6千米，竖井总数40～眼，首部竖井深一般25～50米。
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。
（1）说明坎儿井选址应具备的地形与地质条件。
（2）坎儿井水冬季不断流，试分析其原因。
（3）依据图示，指出绿洲相对于坎儿井的位置关系，并说出其优势。
答案：
（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。
5．阅读下列材料，完成问题。
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，有的可达多米，下游的较浅，一般只有几米。如图为坎儿井剖面示意。
（1）分析吐鲁番盆地年降水量只有16mm，而蒸发量在mm以上的原因。
（2）若在吐鲁番地区采用地表明渠引高山冰雪融水，则面临哪些问题？
（3）坎儿井采用地下暗渠输水，暗渠径流具有哪些水文特征？
（4）分析吐鲁番地区山前冲积扇形成丰富地下潜水的原因？
（5）分析山前冲积物多为砾石、砂砾、沙等物质对地下水质的影响。
（6）分析竖井不易坍塌的原因。
（7）坎儿井上游的竖井较深，有的可达多米，下游的较浅，一般只有几米，地下修建成坡度小的暗渠，其好处是？
（1）深居内陆，地形封闭，海洋水汽难以到达，降水少；全年降水少，晴天多，空气干燥，且夏季高温。
（2）蒸发旺盛，沿途水的损耗量大；冬季冰雪不消融，无水可引；地表风沙大，水中杂质多，且引水渠易被风沙损毁。
（3）暗渠汇集地下潜流，地下潜流稳定，暗渠径流稳定，年变化小；暗渠坡度较小，径流流速较慢；地下气温年变化小，温度高于0℃，不封冻。
（4）高山冰雪融水丰富，山前地表径流丰富；山前冲积物多为砾石、沙砾、沙等物质，疏松、孔隙大，易于地表水下渗；基岩不透水，形成了潜水层。
（5）有利于过滤杂质，净化地下水；有利于溶解矿物质，提高矿化度。
（6）多黄土质黏土、沙土，质地坚实，不易坍塌；气候干旱，降水少，且竖井为无水层，流水作用弱。
（7）上游从潜水层引水，有利于地下水自流汇集；减小坡度，降低流速，减轻水流对暗渠的侵蚀损毁。
6．阅读图文材料，完成下列要求。(18分)
坎儿井是干旱荒漠地区一种特殊的灌溉系统。中国的坎儿井主要分布在西北新疆地区的山麓冲积扇,总数曾达条，全长约km。近年来,吐鲁番的坎儿井数量呈衰减之势，目前仅存条左右。下图为新疆部分地区坎儿井示意图
（1）简述新疆地区修建坎儿井的原因。(6分)
（2）分析坎儿井不断减少的原因。(8分）
（3）现代钻井技术比古代坎儿井技术先进,因此坎儿井面临存废的问题。就坎儿井有无必要存在下去这个问题，谈谈你的看法。(4分)
答案：
(1)新疆地区气候干旱，农业生产需要引水灌溉，但由于引水距离长，途中蒸发量大；坎儿井位于地下，温度低，风力小，蒸发量小，引水途中损耗少，(6分)
(2)全球变暖，蒸发加强，降水减少，冰雪融水补给减少；过度开采地下水，坎儿井水源受到影响；坎儿井长期失修，水路堵塞，导致干涸；坎儿井投人大，耗时耗力耗材，水量有限。不适合现代工农业的发展需要；出现了新的灌洗替代系统。对坎儿井的需求减少；绿洲外围生态系统的严重破坏，水资源短缺，坎儿井水量减少甚至枯竭。(答出四点，8分)
(3)有必要。坎儿井是历史文化遗产,有研究价值和旅游价值；部分经济落后地区还需继续沿用。
(或没有必要。与机井相比,坎儿井取水效率低港溉面积小。)(4分)
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