潛流深埋在地下，不易被人察覺，但是有經(jīng)驗的工匠卻能根據(jù)動物、植物的蹤跡確定位置和深淺，并確定坎兒井的挖掘地?？矁壕话阌韶Q井、暗渠、明渠和澇壩四個部分組成，總的來說，坎兒井的構(gòu)造原理是在高山雪水潛流處尋其水源，在一定的距離內(nèi)打深淺不等的豎井，依據(jù)地勢高低在井底修通暗渠，溝通各豎井，通過暗渠引水流出明渠，灌溉農(nóng)田，滿足生活用水。

坎兒井的科技含量

豎井是坎兒井的出入通道，一般起到定向、出土和通風(fēng)的作用，開挖所取的土，都堆積在豎井周圍，形成環(huán)形小土堆，可以防止一般地面水入侵。暗渠也稱集水廊道或輸水廊道，一般按一定的坡度由低向高處挖，這樣水就可以自動從含水層中流出地表匯聚起來。暗渠把水輸送到明渠，明渠和暗渠的交界處叫“龍口”，明渠再將水流到澇壩里進入農(nóng)田?？矁壕墓喔戎饕怯擅髑糠殖袚?dān)的，明渠底部多為未加處理的黏土，兩側(cè)則用石子砌成，防止水滲出流失。吐魯番夏天地表溫度高達70多攝氏度，坎兒井渠水冰涼，直接灌溉可能會傷及作物的根系，澇壩主要起到緩流和調(diào)節(jié)水溫的作用。

吐魯番地區(qū)不同的坎兒井長短差別較大。目前吐魯番地區(qū)歷史最為悠久的吐爾坎兒井全長3.5公里，已經(jīng)有470多年歷史，仍在正常運轉(zhuǎn)使用。從地表看，一道坎兒井就是一條長長的串珠鏈，加之每道坎兒井的龍口處往往形成一片綠意盎然的小綠洲，構(gòu)成了沙漠地區(qū)別具一格的獨特地域景觀。

坎兒井只取淺層滲水，不直接抽用地下水，因此對地下水影響小。冬季坎兒井水表面上看是被浪費了，實際卻成為吐魯番盆地很多植被獲得水源的主要途經(jīng)。其中有三分之一的冬閑水最終都流向了艾丁湖，對艾丁湖自然生態(tài)平衡起著相當(dāng)大的作用。艾丁湖多年平均蒸發(fā)量3000毫米以上，這樣大的蒸發(fā)量在盆地內(nèi)參與水陸小循環(huán)，最終又以山區(qū)降水的形式回歸盆地，對盆地的氣候乃至生態(tài)都具有積極的意義。

坎兒井與綠洲文明

吐魯番綠洲位于新疆維吾爾自治區(qū)中部，東臨哈密地區(qū)，西南與巴音郭楞蒙古自治州的和靜、和碩、尉犁、若羌縣毗連，北憑天山，與烏魯木齊市及昌吉回族自治州的奇臺縣、吉木薩爾縣、木壘哈薩克自治縣相接。沒有坎兒井就沒有現(xiàn)在瓜果飄香的綠洲文明。在這片貧瘠的土地上會奇跡般長出綠油油的瓜果和莊稼，都源于坎兒井的滋潤?？矁壕畬崿F(xiàn)了吐魯番地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。它的開挖、維護及管理既是一項工程又是一種文化，既是當(dāng)?shù)厝嗣竦膭趧觿?chuàng)造又是東西文化交流的智慧結(jié)晶。它既是吐魯番地區(qū)維吾爾生產(chǎn)生活的水源命脈，又是維吾爾族民族文化的重要組成部分。

坎兒井減少了吐魯番維吾爾族人生存的危機，使綠洲不斷擴大?？矁壕€滋養(yǎng)了10多種脊椎動物，鳥類利用坎兒井筑巢、繁殖，魚類食用澇壩里豐富的浮游生物，爬行動物、小型嚙齒動物則利用坎兒井土丘及周緣穴居。這些動物與坎兒井灌溉的農(nóng)田和哺育的一片片綠洲共同構(gòu)建了一個生機盎然的生態(tài)系統(tǒng)。

坎兒井有管理制度和分水制度，它的興建牢固維系著吐魯番農(nóng)村社會，形成了維吾爾族社會的綠洲灌溉文化。高昌王國時期設(shè)水曹管理水利事宜，唐朝西州設(shè)掏拓所，各縣有知水官、堰頭、渠長，還配有專人負(fù)責(zé)用水監(jiān)督檢查，形成了誰用水誰維修、誰灌溉誰交租的管理制度和維修制度。清朝和民國年間，有官坎和民坎之分，民坎是誰修建誰所有，政府保護其所有權(quán)。

坎兒井還體現(xiàn)了維吾爾族水文化。在吐魯番地區(qū)，村落的位置是根據(jù)坎兒井和灌溉系統(tǒng)所決定的，社會階層也可以由坎兒井的存在而分辨出來。以坎兒井灌溉的村落都成長方形布局，為了用水方便，村中民居多建于坎兒井的明渠兩側(cè)。

離坎兒井出水口越近的地方，水質(zhì)越潔凈，地勢也越高。過去，坎兒井的主人或者村中地位較高的人一般占有這種位置。人們長期形成了不在坎兒井中丟棄污穢雜物，飲用水的上游不能洗漱，保持井水清潔的文化?？矁壕臐硥沃車侨藗儕蕵泛途蹠牡胤?，老人表演木卡姆，村民在這里休閑聊天、討論生產(chǎn)，小巴郎在這里玩耍嬉笑，坎兒井成了民俗和文化的交流場所。在吐魯番地區(qū)維吾爾族中，還流傳著一些坎兒井的故事和歌曲。

吐魯番盆地更是多種文化的交匯之地，這里既有半月標(biāo)志的清真寺，也有佛教圣殿，還有基督教堂，多民族在這里共同生活、互相尊重。吐魯番的主體民族是維吾爾族、漢族、哈薩克族、回族等，他們能歌善舞，在已經(jīng)成功申報世界非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的《十二木卡姆》舞蹈中，就描述了坎兒井的掏挖、使用及當(dāng)?shù)厝藗兣c坎兒井的密切關(guān)系。這種悠然自得的異域風(fēng)情和獨具特色的生產(chǎn)生活方式，與大自然融為一體，實現(xiàn)了人與自然的和諧共生。

作為絲綢之路上少數(shù)還在延續(xù)利用的“活的文化遺產(chǎn)”，坎兒井至今仍在發(fā)揮著重要的作用，也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。隨著近些年來人口增加、農(nóng)業(yè)灌溉用水增多以及現(xiàn)代水利技術(shù)的發(fā)展運用，坎兒井供水量銳減，正呈現(xiàn)衰退之勢。

2009年第三次全國文物普查時，新疆吐魯番盆地1000多條坎兒井中，僅剩下278條有水，保護坎兒井迫在眉睫。目前，坎兒井是國家的歷史文化遺產(chǎn)，得到了國家的有力保護，新疆維吾爾自治區(qū)2006年出臺了《新疆維吾爾自治區(qū)坎兒井保護條例》，為坎兒井的保護提供了法律保障，中央安排專項資金用于維修和保護坎兒井。然而，需要的不僅僅是對坎兒井工程技術(shù)本身的保護，更需要對生活方式和地域文化進行保護。保護坎兒井任重而道遠。