坎兒井的水資源調(diào)節(jié)功能一、前言被新疆各族人民譽(yù)為“生命之泉”的坎兒井，作為一種特殊的灌溉系統(tǒng)在新疆吐魯番地區(qū)不僅具有很大的經(jīng)濟(jì)價值，同時還具有巨大的環(huán)境資源價值。本文重點(diǎn)分析坎兒井的水資源調(diào)節(jié)功能。近年來，吐魯番的坎兒井呈衰減之勢。全疆坎兒井50年代多達(dá)1700條，隨著不斷的干涸，80年代末已降至860余條。吐魯番地區(qū)坎兒井最多時達(dá)1273條，目前僅存725條左右?？矁壕情_發(fā)利用地下水的一種很古老式的水平集水建筑物，適用于山麓、沖積扇緣地帶，主要是用于截取地下潛水來進(jìn)行農(nóng)田灌溉和居民用水。在新疆吐魯番地區(qū)，水資源匱乏是限制當(dāng)?shù)匕l(fā)展的重要問題?？矁壕鳛楦珊档貐^(qū)人們利用水資源的最為經(jīng)濟(jì)、有效地水利工程，坎兒井不僅具有其重要的經(jīng)濟(jì)價值，更有其巨大的資源環(huán)境價值。坎兒井這項(xiàng)工程用地面坡度引取地下水自流灌溉，有豎井、地下暗渠、地面明渠和澇壩幾個部分組成。它依據(jù)山勢坡度，按引水路線在地面挖出許多豎井，并在地下將這些豎井連通成渠道，使深層地下水逐漸轉(zhuǎn)變成淺層地下水，在需要水的地方引出至澇壩（蓄水池），然后引至農(nóng)田灌溉。這種灌溉方式，在新疆和鄰近的中亞國家被稱為“坎兒孜”,因其獨(dú)特的井、渠結(jié)合方式，翻譯為漢語就成了“坎兒井”。這一稱呼，也形象地表述了坎兒井的豎井因高低參差形成的一道道“坎兒”。山區(qū)地下水埋藏較深；而坎兒井通過豎井依山勢開出的水平渠道將深水變?yōu)闇\水；并且水在地下運(yùn)行，不受地面高溫蒸發(fā)的影響，保持了水量常年穩(wěn)定；經(jīng)過地下地層過濾遠(yuǎn)行，井水清澈香甜,在炎熱的夏天喝上一口井水，沁人心脾。隨著吐魯番地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，機(jī)井得以廣泛使用。機(jī)井投資少效率高，開采極其隨意。全地區(qū)已有的幾千口機(jī)井從地下大量抽水，而全區(qū)11億立方米的可利用水資源中，地下水僅占兩個億。比較而言，坎兒井造價高，維護(hù)難，導(dǎo)致使用率不斷下降；在地表水利用上，一些河流上游修建水庫大壩截流后，下游水源便捉襟見肘。已建的柯柯牙水庫和坎兒其水庫，就對其下游近百條坎兒井直接造成生存危機(jī)。二、研究意義對于坎兒井的日漸式微，各方看法截然不一。一種觀點(diǎn)認(rèn)為，從純經(jīng)濟(jì)角度看，坎兒井已無生存必要。在科技飛速發(fā)展的今天，坎兒井未免過于落后，夏季易干涸，冬季水多時又易白白流走，無法蓄存。而水庫可蓄水，隨時進(jìn)行生態(tài)調(diào)節(jié)。應(yīng)該任坎兒井自然消亡，優(yōu)勝劣汰，由水庫等水利設(shè)施取而代之。但雖這樣說，但是坎兒井對吐魯番地區(qū)居民的用水還是起著關(guān)鍵的作用。大多數(shù)的居民使用的還是坎兒井的水，很多的農(nóng)作物灌溉還是用的是坎兒井的水，這使得我們研究坎兒井的蓄水價值有了價值。目前吐魯番地區(qū)有水的坎兒井仍有404條，年出水量*108m，總流量Is，坎兒井控灌面積萬畝，有約6萬人、10萬頭牲畜飲用坎兒井水，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，維護(hù)生態(tài)環(huán)境及人民群眾生活中發(fā)揮著巨大的作用。如果這些坎兒井一旦斷流，將嚴(yán)重影響到當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的生活和生產(chǎn)以及生態(tài)環(huán)境，所以保護(hù)坎兒井也是當(dāng)?shù)厣鐣€(wěn)定，可持續(xù)發(fā)展的需要。三、評估技術(shù)手段（一）市場價值法市場價值法也稱生產(chǎn)率法，其基本原理是將生態(tài)系統(tǒng)作為生產(chǎn)中的一個要素，生態(tài)系統(tǒng)的變化將導(dǎo)致生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本變化，進(jìn)而影響價格和產(chǎn)出水平的變化，或者將導(dǎo)致產(chǎn)量或預(yù)期收益的損失。如大氣污染將導(dǎo)致農(nóng)作物的減產(chǎn)，影響農(nóng)產(chǎn)品的價格等。因此，通過這種變化可以求出生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品和服務(wù)的價值。市場價值法可有兩種情況。生產(chǎn)要素價格不變產(chǎn)量增加不影響市場格局，即產(chǎn)量的變化不會引起供需矛盾的整體結(jié)構(gòu)改變，此時，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值為V二q(P—Cv)?AQ—C (3?1)式中：V——生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值；q——產(chǎn)量Q的每一單位，通常取值為1;P產(chǎn)品的價格：Cv——單位產(chǎn)品的可變成本；△Q 產(chǎn)量變化量；C—成本。生產(chǎn)要素價格變化如果生態(tài)系統(tǒng)的變化導(dǎo)致產(chǎn)量Q的變化，進(jìn)一步引起產(chǎn)品和生產(chǎn)要素價格的變化，則生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值為V二△Q(P1+P2)/2 (3?2)式中：V—生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值；△Q 產(chǎn)量變化量：P1——產(chǎn)量變化前的價格；P2——產(chǎn)量變化后的價格。從理論上講這是一種合理方法，但實(shí)際上生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的種類繁多，同一種服務(wù)的效果也多種多樣，其對產(chǎn)品的影響很難定量，實(shí)際評價時困難重重。機(jī)會成本法機(jī)會成本法常用來衡量決策的后果。所謂機(jī)會成本，就是做出某一決策而不做出另一種決策時所放棄的利益。任何一種自然資源的使用，都存在許多相互排斥的備選方案，為了做出最有效的選擇，必須找出社會經(jīng)濟(jì)效益最大的方案。資源是有限的，且具有多種用途，選擇了一種方案就意味著放棄了使用其他方案的機(jī)會，也就失去了獲得相應(yīng)效益的機(jī)會，把其他方案中最大經(jīng)濟(jì)效益稱為該資源選擇方案的機(jī)會成本。例如，政府想將一個濕地生態(tài)系統(tǒng)開發(fā)為農(nóng)田，那么開發(fā)成農(nóng)田的機(jī)會成本就是該濕地處于原有狀態(tài)時所具有的全部效益之和。機(jī)會成本法的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：二max[ElEzE\…E町式中：5—k方案的機(jī)會成本耳也，唇?….遇―此方案以外的其他方案的效益機(jī)會成本法是費(fèi)用一效益分析法的重要組成部分，它常被用于某些資源應(yīng)用的社會凈效益不能直接估算的場合，是一種非常實(shí)用的技術(shù)。已有學(xué)者用機(jī)會成本法定量評價生態(tài)系統(tǒng)給人類提供的服務(wù)，機(jī)會成本法簡單易懂，能為決策者和公眾提供寶貴的有價值的信息。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的部分價值難以直接評估，因此可利用機(jī)會成本法，通過計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)，用于消費(fèi)時的機(jī)會成本，來評估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價值，以便為決策者提供科學(xué)依據(jù)，更加合理地使用生態(tài)資源。（三）影子價格法人們常用市場價格來表達(dá)商品的經(jīng)濟(jì)價值，但生態(tài)系統(tǒng)給人類提供的產(chǎn)品或服務(wù)屬于“公共商品''，沒有市場交換和市場價格。經(jīng)濟(jì)學(xué)家利用替代市場技術(shù)，先尋找“公共商品"的替代市場，再以市場上與其相同的產(chǎn)品價格來估算該“公共商品"的價值，這種相同產(chǎn)品的價格被稱為“公共商品"的“影子價格”。影子價格法的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：V=QxP式中:V——生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值功能Q——生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品或服務(wù)的量；P——生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品或服務(wù)的影子價格影子價格已廣泛應(yīng)用于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的定量評價。例如，用于評價生態(tài)系統(tǒng)固碳價值的碳稅法就屬于影子價格法，它是將生態(tài)系統(tǒng)每年固定C02的量乘以碳稅的影子價格而得出生態(tài)系統(tǒng)固定C02價值的一種方法。用于評價生態(tài)系統(tǒng)釋放02價值的工業(yè)制氧法亦屬于影子價格法，它是將生態(tài)系統(tǒng)每年釋放的02量乘以工業(yè)制氧成本，即02的影子價格，從而估算出生態(tài)系統(tǒng)釋放02的價值的一種方法。評價生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)的經(jīng)濟(jì)價值時，先估算生態(tài)系統(tǒng)持留營養(yǎng)物質(zhì)的量，再以各營養(yǎng)元素的市場價值作為“影子價格一，計(jì)算出生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)的價值。四、實(shí)際應(yīng)用（一）坎兒井的環(huán)境資源價值坎兒井堪稱人與自然和諧相處的典范工程。作為水利灌溉系統(tǒng)，坎兒井發(fā)揮的作用并非是單純的農(nóng)業(yè)灌溉；在維護(hù)吐魯番地區(qū)的生態(tài)環(huán)境平衡上看未經(jīng)也起著舉足輕重的作用。調(diào)節(jié)水質(zhì)功能坎兒井由人工開挖的豎井、暗渠、明渠和澇壩四個部分組成?？矁壕陌登煞譃閮啥?，即集水段和輸水段。豎井是連通地表與暗渠的垂直立井。明渠是坎兒井水流出地面進(jìn)入澇壩之間的渠道。澇壩也就是坎兒井的蓄水池，是坎兒井的重要組成部分?？矁壕旧砭褪且粋€獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)，它不僅是吐魯番盆地很多植被獲得水源的主要途經(jīng)，同時它對當(dāng)?shù)貏游锏纳嫫鹬厥獾淖饔茫缈矁壕诘乇砩铣霈F(xiàn)一串成線形的土丘，有利于沙蜥、沙鼠等穴居動物的棲息；鳥類利用坎兒井的內(nèi)壁筑巢、繁殖，隱蔽或御寒；坎兒井的澇壩則是魚類、兩棲類的特殊生存環(huán)境，此外，澇壩還有調(diào)節(jié)坎兒井水量和改善小區(qū)生態(tài)環(huán)境的功能?？傊矁壕?dú)特的條件和豐富的水資源成為課當(dāng)?shù)貏又参锷娴闹匾镔|(zhì)基礎(chǔ)，并引來其他動物，豐富課該地區(qū)內(nèi)動植物種類的多樣性。澇壩，不僅可以用來調(diào)節(jié)灌溉水量，還能和明渠一起提高空氣濕度，而調(diào)節(jié)空氣濕度可以改善居住環(huán)境。明渠有的直通農(nóng)田灌溉，有的穿庭過戶供當(dāng)?shù)鼐用裆钣盟娃r(nóng)業(yè)用水。由于澇壩水量穩(wěn)定、水溫適中（一般夏季水溫在16-17°C,即使在嚴(yán)冬也不低于10°C）,礦化度低（pH值在-，因而成為適宜魚類和兩棲類生存的自然環(huán)境。另外,還有多種浮游生物成為魚類的天然食物,這么多種生物的排泄物給農(nóng)田提供充足的營養(yǎng)，因而形成了這個小生態(tài)的良性循環(huán)。流向庭院的坎水，不僅水質(zhì)清澈，且含有人體所需的十幾種微量元素，是天然礦泉水，非常有利于人的身體健康。水資源儲蓄功能坎兒井由人工開挖的豎井、地下暗渠、地上明渠和澇壩（蓄水池）四個部分組成。它是一項(xiàng)利用北高南低的地勢，不須動力而將地下水引出地表的地下水利工程。豎井是為開挖暗渠、運(yùn)送沙石及通風(fēng)用的。從豎井、暗渠內(nèi)運(yùn)出的土，堆于豎井口周圍，形成大小不等的土堆，防止雨水和洪水流入坎兒井內(nèi)，保護(hù)了坎兒井的安全運(yùn)行。豎井間距疏密不等，上游比下游間距長，一般距離30-50米，靠近明渠處為10-20米。豎井最深的可達(dá)90米以上，從上游至下游由深變淺。暗渠是主體，也就是地下河道，一般高米，寬米，長3-5公里，暗渠前部分為集水段，位于當(dāng)?shù)氐叵滤灰韵?，起截引地下水的作用；后部分為輸水段，在地下水位以上。由于坎兒井暗渠坡度小于地面坡度，可以把地下水自流引出地表。吐魯番地區(qū)最長的暗渠達(dá)25公里，短的僅一二百米。明渠就是地表的導(dǎo)流渠，連接暗渠出水口（俗稱龍口）至蓄水池的輸水渠道，將水引入澇壩或直接澆灌田地。澇壩，又稱蓄水池，是坎兒井途徑明渠后，存儲坎兒井水的池塘，用以調(diào)節(jié)生活、灌溉農(nóng)田。澇壩面積不等，以600-1300平方米為多，水深在米。澇壩的大小，決定于坎兒井水量的大小。地下水補(bǔ)給功能亞洲大陸腹地為亞非荒漠區(qū)組成部分，多山地、盆地；氣候十分干旱，但山地承接了較多的降水，成為干旱大地上的一座座“濕島”，為盆地綠洲提供了生命之水。這些水源，因干旱區(qū)的高溫蒸發(fā)而大量喪失。為了保護(hù)這些寶貴的水源，在古代水利工程不發(fā)達(dá)又缺乏能源的條件下，新疆各族勞動人民在長期的生產(chǎn)實(shí)踐中，創(chuàng)造出了“坎兒井”這種利用地下水的巧妙方式。吐魯番盆地地處我國干旱區(qū)域，極端最高氣溫度，8級以上的大風(fēng)每年在100天以上，三十年均降水量毫米，年均蒸發(fā)量卻高達(dá)毫米，素有“火洲”和“風(fēng)庫”之稱。氣候及其干燥的吐魯番很久以前就曾出現(xiàn)過大片的綠洲，這里繁榮的奧秘之一就是在吐魯番盆地分布著類似人體血脈的坎兒井群。吐魯番盆地北部的博格達(dá)山和西部的喀拉烏成山有許多現(xiàn)代冰川，春季雪融化了，水從山頂直瀉而下，夏季由于山高，攔截了高空水汽，常形成山區(qū)地帶大雨或暴雨。這里山地地面植被稀少，大多為裸露基巖，雨水在地表很快形成徑流，想吐魯番中心輸送。進(jìn)入戈壁礫石帶后，由于礫石透水性強(qiáng)，一些河流50%的水流入地下，有的甚至全部滲入地下，在盆地北、西邊緣形成一個巨大的潛水帶。古代吐魯番盆地的人利用豐富的地下水和形成的坡度，巧妙地創(chuàng)造了坎兒井，把深入地下的雪水雨水不用任何動力引出地面，形成了常年不斷地自流水，水質(zhì)礦化度低。水在地下流動，蒸發(fā)損失少、水量穩(wěn)定、不易被風(fēng)沙埋沒，非常適合人畜飲用，還可以灌溉農(nóng)田。新疆有坎兒井1700多條，主要分布在吐魯番盆地及哈密地區(qū)，總流量約為26立方米/秒，灌溉面積約50多萬畝土地。貫通吐魯番地下血脈的坎兒井有史可查的有1100多條，現(xiàn)存725條，年徑流量3億立方米，超過了火焰山水系的總徑流量；總長度近5000公里，幾乎接近黃河的長度，是世界上最大的地下水利灌溉系統(tǒng)之一。(二)調(diào)節(jié)價值吐魯番地區(qū)坎兒井分類情況統(tǒng)計(jì)表量/S)出水量(108m/年)n有水干涸農(nóng)業(yè)用木業(yè)用改水用市番魯吐2352952722O5縣善np善793O6923953托28O52348040478688369從上表中可以看出坎兒井現(xiàn)在的流量情況，從中我們可以計(jì)算出坎兒井水的使用價值，即一年坎兒井為居民提供的用水的價值為3億元。表二吐魯番地區(qū)現(xiàn)有水坎兒井灌溉人工植被面積統(tǒng)計(jì)表坎兒井總灌溉人坎兒井補(bǔ)給大自坎兒井明坎兒井澇冬季澆灌地區(qū)數(shù)量工植被面然的水量（萬m八3/渠灌溉面壩灌溉面草場面積（條）積（畝）年）積（畝）積（畝）（畝）吐魯番市253365鄯善冃1=1P1=110129000托克遜縣50合計(jì)404從上表中我們可以看出坎兒井周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境的影響是很關(guān)鍵的。五、總結(jié)坎兒井是吐魯番地區(qū)各族人民長期以來賴以生存和發(fā)展的主要生命源泉。但隨著社會經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，吐魯番盆地的人口俱增，開發(fā)土地、建城修田，人們對水的需求量與日俱增?？矁壕堰h(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足吐魯番盆地人民生產(chǎn)和生活的需要，于是打機(jī)井成為一種快捷而又經(jīng)濟(jì)的用水方式之一。目前，機(jī)井采用地下水量已大大超過坎兒井水，似的吐魯番盆地的地下水就像巨大的篩子，密布的機(jī)井幾乎吞噬了吐魯番地區(qū)總徑流量的大部分。吐魯番的地下水位急劇下降，位于地下水位以上的坎兒井因此斷水，原來四、五十米深的井現(xiàn)在已干涸。人們又往更深的地層打井，農(nóng)田中處處可見小機(jī)房在抽水，而坎兒井水漸漸斷流。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止2006年，吐魯番地區(qū)坎兒井總數(shù)為1091條，現(xiàn)在常年有水的只有331條，760條坎兒井已經(jīng)干涸，年徑流量只有億立方米，總灌溉面積萬畝，占吐魯番地區(qū)的%。由于水資源的匱乏，吐魯番地區(qū)未來耕地面積和林果面積將受到制約。在漫長的農(nóng)耕經(jīng)濟(jì)時代，一條坎兒井就決定了一個村落的人能否存活，正是這樣一份深入到血肉之中的牽連，讓當(dāng)?shù)乩习傩諏矁壕拿\(yùn)倍感憂慮。因此對坎兒井的保護(hù)作用就顯得尤為重要了，對坎兒井的合理開發(fā)、利用和保護(hù)可以從以下幾個方面出發(fā)：1.認(rèn)真落實(shí)相關(guān)政策法規(guī)目前，《新疆維吾爾自治區(qū)坎兒井保護(hù)條例》已經(jīng)正式實(shí)施,要想真正保護(hù)坎兒井這一瀕臨滅絕的文化遺產(chǎn)，將國家的政策法規(guī)落實(shí)到實(shí)處是關(guān)鍵。對用于坎兒井修繕的款項(xiàng)要專款專用，各地區(qū)對坎兒井修繕保護(hù)工程應(yīng)及時認(rèn)真檢查驗(yàn)收，不能走形式主義，上欺下瞞，甚至挪用資金?？矁壕诘貐^(qū)的政府也應(yīng)做好坎兒井保護(hù)工程的監(jiān)督工作，督促相關(guān)部門嚴(yán)格執(zhí)法，堅(jiān)決依法懲處各類破壞坎兒井保護(hù)工作或破壞周邊生態(tài)環(huán)境的違法行為，使保護(hù)坎兒井的各項(xiàng)政策措施真正落到實(shí)處。2.統(tǒng)籌規(guī)劃水資源的開發(fā)和利用僅靠現(xiàn)有的坎兒井水已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足吐魯番盆地對水資源的需求，加上坎兒井難以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)季節(jié)性調(diào)節(jié)用水，修建水庫、發(fā)展機(jī)井成了必然。應(yīng)對水資源進(jìn)行宏觀科學(xué)規(guī)劃，將坎兒井與其他水利工程一并列入水資源