Functions of Karez to Xinjiang Agriculture in the Qing Dynasty from the Perspective of Historical Documents

Desertification is increasingly serious in Xinjiang,and the construction of water conservancy is a precondition for the development of agriculture.The main project for the development of agriculture and water conservancy in Xinjiang is to build Karez,which played a vital role in the development of Xinjiang agriculture in the Qing Dynasty.It has been recorded many times in historical documents of the Qing Dynasty,such as Lin Zexu s Diary,Tao Baolian s Diary,Xinjiang Atlas and Zuo Zongtang s Memorial to the Emperor,etc.,which recorded the situation and historical origin of Karez.Karez made a significant contribution to the development of agriculture in the Qing Dynasty.It increased the cultivated land in Xinjiang at that time,and increased the types and yields of crops.It is conducive to the stability and development of Xinjiang s economy.Until today,Karez is still an important water source for agricultural irrigation in Xinjiang.

近代以来中文语境下的新疆坎儿井文化意象演化研究

新疆坎儿井是我国干旱区传统水利工程的杰出代表,清代开始为汉语史料所明确记载,逐步形成辨识度鲜明的文化意象。清代民国时期,坎儿井作为边疆开发“利器”的巨大效益引发了内地人士的关注,并被知识精英视为古代中原文化影响西域的活化石。1949年之后,以《人民日报》为代表的中央媒体极大提升了新疆坎儿井的知名度,人民史观与民族团结视角灌注期间,虽一度在具体宣传口径方面蕴含张力,最终融合于铸牢中华民族共同体意识的有关话语中,使新疆坎儿井成为各民族共创中华的代表符号之一。民国以来逐步形成的一系列重要修辞策略促进了新疆坎儿井文化意象在中文语境中的公众接受,但其中亦存在欠严谨、缺乏学术支撑等问题,对新疆坎儿井文化意象的提升造成某些明显的负面影响,亟需加以改进。

伊朗卢特沙漠及其资源利用

伊朗与我国有悠久的交流历史,研究其荒漠及其资源利用,可以为我国荒漠资源保护和利用提供参考.应用实地考察和报道资料分析卢特沙漠及其资源利用.卢特沙漠位于伊朗东南部,延伸区域面积约占伊朗土地的10%,是世界上最干燥和最热的地方之一,分布雅丹、石漠和沙丘等多种沙漠景观,还有灌丛沙堆、大规模侵蚀沟、交错的水文网、构造洞、盐磐.当地居民利用卢特沙漠的壮丽地貌景观发展旅游业,在沙漠边缘开凿坎儿井,建立截流洪水溢流坝群,因势利导应用利用资源,保障了生存和发展.

吐鲁番坎儿井水质分析

坎儿井与长城、京杭大运河并称为中国古代三大工程,它是世界上最大的地下水利灌溉系统。本文采用秩相关系数法,分析2011—2020年吐鲁番坎儿井水质变化。研究表明,十年间坎儿井水质均符合《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)的Ⅱ类标准,未发生明显变化,满足农业生产与群众生活用水要求。

坎儿井隧洞井壁剥落破坏原因与防渗加固

暗渠隧洞剥落坍塌破坏是坎儿井消亡的主要原因之一。该文选取典型坎儿井,通过现场实测调研、室内试验研究了坎儿井井壁的水份分布特征、来源以及土性参数;基于滤纸法获取的增湿土-水特征曲线,进行了坎儿井非饱和稳态渗流有限元分析。研究表明:冬季坎儿井井壁水分来源主要是毛细水,0.6 m以下为暗渠毛细水强烈影响区,井壁土为冻胀性土;井壁严重剥落高度(1.0~1.5 m)与起始冻胀含水率高度(1.1 m)基本一致,冻融循环后低围压下有效粘聚力降低显著,可明确冻融是井壁剥落破坏的主要原因;基于防渗止水的井壁抗冻胀思路,提出了在隧洞纵深负温范围内进行局部防渗衬砌的工程加固措施,该措施具有井壁抗冻胀、施工维护简单、不破坏坎儿井这一历史文物原貌等优点,具有一定的理论和技术推广价值。

吐鲁番市浅层地下水功能区划分

为了对吐鲁番市地下水进行合理利用与保护管理,以全国地下水功能区划分技术大纲为基本依据,结合吐鲁番市的水循环特点、水文地质条件、地下水开发利用现状及生态环境保护需求,确定了地下水各功能区的划分依据,将吐鲁番市浅层地下水划分为开发区、保护区和保留区3类地下水一级功能区,根据地下水主导功能进一步划分为集中式供水水源区、分散式开发利用区、生态脆弱区、地下水水源涵养区、不宜开采区和储备区6类地下水二级功能区。对各二级功能区现状进行评价,表明分散式开发利用区超采情况较为严重,是未来地下水管理的重点对象。本着从严管理地下水功能区的原则,从水质、水量和水位3方面明确了各功能区的保护目标。最后从地下水开采总量控制、坎儿井保护、地下水监测体系完善与健全等方面提出了地下水功能区管理措施及相关建议。

近60年鄯善县地下水补排量演变与坎儿井流量衰减关系

为揭示干旱区地下水补排量演变规律及其与坎儿井流量衰减的关系,通过梳理1949年以来鄯善县水资源开发利用、地下水资源调查评价资料,分析了地下水补排量的变化,划分地下水补排量演化的阶段。利用双变量相关分析法,分析了地下水主要补排量演化与坎儿井流量衰减之间的关系,并分析了其原因。结果表明:1)鄯善县地下水补排量的变化主要受人类活动影响,气候变化的影响微弱,且主要补排量变化的突变点与国家实施改革开放、西部大开发等政策的起始点相一致,政策是人为因素中的关键因素;2)坎儿井出流量与河道渗漏补给量、渠道渗漏补给量、田间入渗补给量、机井地下水开采量之间的相关系数依次为0.312、-0.327、-0.574、-0.959,说明坎儿井流量的衰减主要受机井开采地下水影响,其次为田间入渗补给量,河道和渠道(干支渠)渗漏补给影响较小;3)坎儿井出流量与地下水补排量的响应关系主要由其空间分布位置决定。该研究对坎儿井保护和超采区治理提供参考。

机井和地下水位对坎儿井水量影响的数值模拟

长期以来坎儿井和机井是吐鲁番地区2种重要的灌溉水源工程,但由于吐鲁番地区机井布局和水源开采缺乏科学规划,造成区域地下水位的下降,直接威胁到了坎儿井的存在.为了探究机井抽水和地下水位对坎儿井水量的影响规律,在研究火焰山山前洪积扇水文地质条件的基础上,结合坎儿井独特的运行机制,建立了坎儿井出水模型,通过施加不同位置和数量的机井,变换抽水量和地下水位等方式以控制影响因素.结果表明:坎儿井水量与机井的距离和抽水量呈负相关,但会因其位置和排布形式的不同而产生不同程度的影响;单井对坎儿井水量的影响十分有限,群井对坎儿井水量的影响较大,其中又以集水段附近设置机井的影响最大;而在所有对坎儿井水量影响的因素中,地下水位起到了决定性作用.因此坎儿井的保护工作应以控制地下水位为主,同时严格控制坎儿井周围的机井数量和抽水量.

坎儿井地下水资源涵养与保护措施研究

坎儿井是在用的古代著名水利工程,也是我国重要的水利遗产,目前面临消亡的危险。针对这一问题,本文通过当地水环境演变趋势分析,重点分析了机电井对坎儿井出水量的影响;通过吐鲁番盆地山前冲积扇蓄洪入渗地下水技术论证,提出蓄洪入渗补给地下水的鱼鳞坑或拦洪坝技术方案,并进行了入渗效果分析;通过坎儿井破坏机理与加固技术研究,提出自旋式锚杆挂土工格栅喷(抹)混凝土的加固方案,修建了一处示范工程;最后对坎儿井地下水涵养技术进行研究,对非灌溉期和灌溉期农闲水量进行了预测,提出农用机电井和设置反滤回灌井回灌农闲水的两种技术方案,并通过现场试验验证了回灌效果。

新疆温宿县台兰河坎儿井式地下水库水量分析

由于地质构造挤压运动的影响,新疆台兰河流域上游山区地形抬升,山前地形凹陷,导致凹陷区沉积了大量的砂卵石松散层,形成良好的地下水库建设条件。为了更好地利用台兰河洪水期及冬闲期的水资源,经研究,决定在台兰河山前区修建地下水水库。在分析台兰河流域水资源情况的基础上,分析了地下水库工程的布置方案、水库蓄水能力以及水库的灌溉经济效益。水库的建成将有利于促进当地的社会经济发展。

新疆吐鲁番地区坎儿井的破坏特性研究

为了搞清坎儿井的破坏机理。通过现场调查,并结合饱和及非饱和黄土在冻融和非冻融条件下的三轴压缩试验、三轴等压试验和弹性模量试验,揭示了饱和及非饱和黄土在冻融条件下的强度变形规律;通过非饱和土弹塑性有限元计算,分析了坎儿井竖井和暗渠的破坏特性。在这些综合研究的基础上得出了坎儿井的破坏机理。受季节的影响,冬季冻胀破坏土体结构,土层在融化时,使土层侧墙水平变形和等效塑性应变增大。随着季节周而复始的变化,坎儿井竖井部位和暗渠出口部位的洞壁土体从底脚开始剥落破坏,然后随塑性区的扩展而发展成块状剥落破坏,最后形成大面积坍塌破坏。

近60年新疆吐鲁番盆地坎儿井衰败的影响因素及环境效应

近60a来,吐鲁番盆地坎儿井经历了先增加后急剧减少的变化。引起坎儿井变化的主要原因是:(1)绿洲规模不断扩大。解放初期至60年代初,坎儿井的变化和绿洲耕地面积的增加相一致,而60年代中期至今,二者变化趋势则相反。(2)坎儿井补给水源减少。60年代初,盆地开始开发利用地表水,在各流域上游和中游修建水库和防渗渠道。到1993年修建中小型水库8座,总库容达8.00×107 m3,防渗渠长达4 774km,防渗率达70%。减少了坎儿井水源的补给。(3)盲目发展机电井,掠夺式开采地下水。吐鲁番盆地机电井数量由1966年的127眼增至2009年的5 309眼,相应地年出水量由1.10×108 m3增至7.04×108 m3;机电井布局不合理,有相当数量的机电井打在坎儿井分布区或是其上游。地下水位下降,坎儿井干涸,严重影响了当地居民的生活及生态环境。具体表现在:居民生活受到严重影响,部分村庄整体搬迁;盆地坎儿井的控灌面积不断减少,同时盆地旱灾和风灾呈现不断增加趋势;由坎儿井水维持生长的天然植被面积减少了45.37%。

19世纪中叶以来新疆坎儿井的演变研究

在史料和前人研究成果的基础上,梳理了19世纪中期以来新疆坎儿井的基本情况,指出了林则徐对推广坎儿井技术的贡献。19世纪中期是坎儿井发展的重要时间节点,对近现代吐鲁番地区水利建设和农业发展影响深远。最后分析了坎儿井对新疆沙漠绿洲的作用,指出了坎儿井衰退的原因,从生态环境和水利遗产价值层面对坎儿井保护与利用进行了探讨。

台兰河山前地下水开发新途径

通过对台兰河流域内地表水、地下水综合分析,提出适合本区水文地质特点的开发新思路:在山前储水构造地带修建"横坎儿井"式集水系统,利用地形坡度,实现自流供水。对地表水采取"引洪回补"滞洪削峰,调蓄地下水,为新疆干旱区水资源的合理开发利用提供新途径。

新疆奇台县坎儿井废弃过程及其驱动力分析

对奇台县坎儿井分布状况、兴衰过程、地质情况、地下水位实地调查和其社会经济的资料分析表明,奇台县坎儿井经历了从1949年开挖,20世纪60年代初数量达到最多,20世纪80年代初期全部废弃的一个由兴到衰的过程。人口增加和农业生产的发展是导致地下水位迅速下降、坎儿井干枯的根本原因。坎儿井数量变化过程与人口、耕地增加过程早期基本一致,后期变化方向相反。人口数量达到90 000人,水浇地为50 000 hm2时,平均地下水埋深为5 m左右,坎儿井开始衰亡。坎儿井全部废弃时平均地下水位约深8 m,此时,人均地下水可开采量仅1 300 m3,农田灌溉所用地下水已接近地下水可开采量。后期河流引水量和地下水开采增加的量大于降水量及河流来水量对地下水的补给量,地下水位仍不断下降,坎儿井没有恢复,反映人文因素对地下水的影响程度远远超过自然因素。

坎儿井对海绵城市雨水蓄集策略的启示

我国城市快速发展忽视了水资源安全的建设,地下水超果严重、用水匮乏、地表雨水径流流失严重、内涝频发,城市面临严峻的水安全危机。海绵城市对雨水资源"渗、滞、蓄、净、用、排"的综合利用,是解决水患的重要举措,但其在缓解水资源匮乏上却捉襟见肘。被誉为"地下运河"的坎儿井,为雨水资源的有效蓄集与高效利用提供了新的启示。通过士欠儿井这一个独特的地下水利灌溉系统,水资源在地下被分散收集、统一运输、随时使用。其对水资源的蓄集、运输和使用所映射出的巧妙性、生态性与系统性智慧,对雨水蓄集后的高效利用,提供了生态观、系统观和安全观的借鉴价值。确定士欠儿井式的分散蓄集、一体化运输、统筹使用的雨水资源蓄输系统,能最大限度地释放城市海绵体的"安全弹性",以最经济的方式发挥海绵体节水、蓄水、用水、排水的城市功能,以促进资源集约型城市的健康发展。

鄯善县山南灌区坎儿井恢复预测研究

以鄯善县山南灌区2010年地下水监测数据为依据,对3种不同节水方案下的灌区农业需水量进行了预测。方案一是维持现状灌溉面积2.13万hm2不变的强化节水方案;方案二是每年减少灌溉面积0.067万hm2至2032年基本农田为0.667万hm2规模;方案三是每年减少灌溉面积0.133万hm2至2021年基本农田为0.667万hm2规模。采取水均衡的方法分别对3种方案进行水资源供需平衡分析和灌区地下水埋深动态变化的预测。结果表明:从最有利于地下水恢复的方案三来说,地下水埋深的恢复过程仍然是缓慢的,且不能在短期内恢复灌区地下水埋深。因此,应采取其他相关的对策如增加地表水的配额、产业发展模式转型等措施,尽快改善山南灌区地下水超采现状,实现山南灌区地下水位的尽快恢复及坎儿井的永续利用。

可持续视野的吐鲁番水文化遗产坎儿井

首先从历史和全球视角对水文化遗产坎儿井系统进行了概述,在此基础之上,分析了吐鲁番坎儿井系统的构成本质,并认为在吐鲁番城市地区地下水位持续下降的背景之下,坎儿井系统已经失去原有功能,因此,坎儿井保护和可持续利用的治本之道还在于恢复吐鲁番城市地区原有的生态系统,最后,从法律条例、公众参与以及水导向城市地区规划等视角,为坎儿井系统的保护和可持续利用提供建议和参考。

晚清吐鲁番坎儿井买卖

晚清吐鲁番坎儿井买卖以契约为凭,格式和内容上继承了魏晋以来汉文契约的形式,并结合当地习俗,使之具有汉文与察合台文合璧的地方特色。其频繁交易反映了该地区的商品经济有了长足的发展,同时也反映了该地区各民族之间的经济交往。这种合璧契约及族群互动是该地区各民族长期交流的结果,也是清朝政府推行"因俗而治"治理理念的体现。

PS加固坎儿井井壁黄土的工程特性试验研究

冻融循环引起的井壁剥落是坎儿井破坏的初始阶段和主要形式。为探究高模数硅酸钾(PS)加固井壁的工程特性,进行了PS改良坎儿井黄土冻融循环后的冻胀与强度试验。结果表明:掺入PS可显著提高土样的起始冻胀含水率,并大幅削弱土体冻胀量,但冻胀量并不随PS掺量的增加而降低,掺量过大使孔隙水分存在部位发生变化是其主要原因。随着PS掺量的增加,剪应力-剪切位移曲线由硬化向软化过渡的同时,屈服前曲线呈现上凸-近似线性-下凸的过渡特征,说明土体逐渐由摩擦型向凝聚型材料转变。随着PS掺量的增大,土样峰值强度显著提高,其中黏聚力大幅度增大,因PS胶体包裹性增强,内摩擦角随PS掺量的增加而有所衰减。3%PS掺量在抑制井壁冻胀、加固坎儿井方面是可行的。研究结果对PS加固坎儿井井壁具有一定的理论与实际指导意义。