刘斌 靳佳敏
坎儿井是干旱地区一项特有的、古老的水利工程,同时也是人类改造利用自然环境的一大创举,被誉为“活的文化遗产”。它存在于至少40个国家和地区,从中国新疆一直到北非沙漠都有建造,其中尤以伊朗境内坎儿井为典型,它的出现为当地民众的生产和生活带来了极大便利,承载着一代又一代人的智慧与心血。
由于不同国家和地区的历史文化背景有所差异,所以对坎儿井的称呼也有所不同。例如,在伊朗古波斯语中称为Kanatz-qanat(坎纳兹),现代称为Qanat;阿富汗和中亚等地称为“Karez”;在我国维吾尔语中称为“坎儿孜”,英译为“Karis”;在北非称为Foggaras;而在我们汉语体系中,则被译为“坎儿井”。
伊朗是一个拥有五千多年文明历史的古国,境内多高原,属于大陆性气候,年降水量很少,荒漠占国土面积66%以上,因而坎儿井是伊朗先民为适应生存环境的创造。目前伊朗全国仍有约3.7万条尚在使用中的坎儿井,每年提取约70亿立方米的地下水,其重要性不言而喻。
坎儿井的发展历程
坎儿井是一种将地下水从含水层或水井输送到地表的系统,主要由竖井、地下渠道、地面渠道和涝坝(蓄水池)四部分组成。其中,竖井是开挖或清理坎儿井地下渠道时运送地下泥沙或淤泥的通道,一般每隔20—200米就有一口竖井,这些竖井深浅不一,最深的有300多米,它们在地面形成一个个突起的小土包,从高处俯瞰,和蚁穴有些相似;地下渠道也称暗渠,是坎儿井的主体,主要作用是把地下含水层中的水汇聚到一起使其自动流出地表。在炎热干旱的气候条件下,坎儿井仍然可以为人类生活和农业灌溉提供所需的水源。
起源
亨利·戈布罗特(Henry Goblot)在《坎儿井:一种取水技术》(Qanat; a Technique for Obtaining Water)一书中探讨了坎儿井技术的起源。他认为:在公元前一千纪早期,一些小部落群體逐渐向伊朗高原迁移,他们有的来自地表水充裕的地方,所以带来的农作物需要大量的水进行灌溉,但是伊朗高原的降水量比他们之前生活地区的少很多,因此他们试图利用一些季节性河流和地下水。在长久的观察中,他们发现有些永久性的地下径流流经阿卡迪亚(Acadian)矿工所挖掘的隧道,于是就要求他们来挖掘隧道,以提供更多的水源。就这样,坎儿井系统慢慢建立起来。在历史文献中,“坎儿井”一词始见于亚述国王萨尔贡二世(Sargon Ⅱ)留下的碑文:公元前714年,他入侵乌拉尔图(Urartu)帝国境内乌罗姆米耶湖(Uroomiye)西北的乌赫卢城(Uhlu),发现这里虽然没有河流穿过,但却有着非常丰富的植被。于是,他便设法找寻其原因,随后就发现了坎儿井的存在。戈布罗特认为,受米底亚人和阿契美尼亚人的影响,坎儿井技术从乌拉尔图传播到伊朗高原的各个角落。
一些学者还对其他地区的坎儿井进行了考证。德国学者豪普特(Haupt Lehmann)对土耳其凡湖地区的坎儿井系统进行了研究。肖沃(Chauveau Michel)从考古学的角度研究了埃及哈夫拉绿洲的坎儿井。此外,还有一些关于阿曼地区坎儿井的研究。这些研究表明坎儿井可能是古人出于对古代气候变化的反应在不同地方独立发明建造的,因为当水资源减少时,当地居民的第一反应是掘土找水,久而久之,就形成了一条条将水源输送到地面上的隧道。
发展和衰落
坎儿井系统主要分布在北纬15°—45°的干旱和半干旱地区,其出现是为了应对气候变化和地表水短缺,由此产生了所谓的“坎儿井文明”。它的发展和衰落几乎都与当时的统治者和国家实力息息相关。根据文献资料,伊朗地区坎儿井的发展历程可大致分为三个阶段:
发展时期 根据阿契美尼德王朝(公元前550—前330年)时期颁布的一项规定:如果有人成功建造坎儿井,并能将地下水引入地表浇灌土地,或者对废弃的坎儿井进行翻新,那么将对他本人以及其后五代免除赋税,所以这一时期坎儿井的技术达到了顶峰,甚至传播到其他地区。例如,遵照大流士一世的命令,波斯海军指挥官西拉克斯(Silaks)和皇家建筑师肯诺比兹(Khenombiz)在埃及的哈夫拉绿洲建造了一座坎儿井,后来罗马人在公元前30年至公元395年统治埃及期间又建造了一些坎儿井。
衰弱时期 塞琉古王朝(公元前312—前64年)开始,坎儿井似乎被逐渐废弃。据记载,帕提亚国王不像阿契美尼德国王和萨珊国王那样重视坎儿井的建造和维护,帕提亚国王阿尔萨克三世甚至还毁坏了一些坎儿井,以阻止塞琉古王朝的安条克军队的前进。13世纪初,成吉思汗率20万大军三次西征,直至1256年旭烈兀占领伊朗,建立伊尔汗国,连年战争致使许多坎儿井和灌溉系统毁于一旦,甚至荒废干涸。
继续发展 在伊尔汗国时期,特别是在合赞汗和他的大臣拉施德丁·法兹卢拉·哈马丹尼(Rashid alDin Fazl-Allah)时期,采取了一些措施来恢复坎儿井和灌溉系统。14世纪有一本名为《拉施德丁的捐赠事迹》(Al-Vaghfiya Al-Rashidiya)的书,列出了所有坎儿井和灌溉系统的名称。书里提到当时有许多坎儿井在运行,灌溉了大部分的农田。与此同时,赛义德·罗肯丁(Seyyed Rokn al-Din)写了另一本名为Jame ALKheyrat的书,内容与拉施德丁的书相同,列举了他在亚兹德地区捐赠的财产。这些捐赠行为都表明,在伊尔汗国时期,坎儿井受到极大的重视。
2016年,联合国教科文组织将伊朗境内的呼罗珊、亚兹德、克尔曼、伊斯法罕以及中央省的11处坎儿井作为一个整体列入《世界遗产名录》,这11处坎儿井系统需在坎儿井理事会的监督下管理,以确保该遗产未来的生命力。此外,他们还得到了国家财政和技术支持,保护其完整性和真实性。
坎儿井的建造与使用
坎儿井是一个地理延伸系统,有时长达数十公里。其地下渠道穿过各种地质构造,在许多人类居住区和耕地下穿过,建造它需要耗费大量的时间、精力和金钱,个人很难负担得起。因此,坎儿井的建设需要有组织的通力合作来完成,可以分为以下几步:
第一,进行选址。沟壑、季节性河流、山脚、冲积扇、茂盛的植被都在暗示此处有地下水。老工匠依靠对野生植物特征和其生命周期的了解,若在沙漠中某个地方看见大量的骆驼刺,就会断定那里有地下水。另外,土壤、地质构造的颜色以及土层的顺序都有助于坎儿井工匠确定挖掘新坎儿井的合适地点。
第二,挖掘试验井。在确定坎儿井的施工地点后,要先挖掘一口试验井来确定水的质量和数量。有时,试验井可能只测到有限的地下水流,但这并不能代表整个含水层的情况。在这种情况下,一般会在相距约500或700米的地方连续挖掘三口试验井。
第三,挖掘竖井和长廊。坎儿井分为产水段和输水段。产水段位于地下水位以下,发挥提取地下水的作用;输水段在地下水位以上,与地面渠道连接。在产水段,水流会引导工匠沿隧洞观察,挖掘适当的坡度;在输水段,要先确定坎儿井的出口点,确保其不在斜坡上。明确起点(试验井)和终点(出口)之后,就开始找寻地下渠道的方向。为此,工匠们在地表上堆起一些泥土和沙子,来标出下一口井要挖的地方。他们会沿着笔直的方向放置标记,以便减少开挖量,节约成本。标记完成后,挖掘竖井,然后将井底一个接一个地连接起来,就构成了坎儿井结构的主体部分。
坎儿井建造小组至少由四名工匠组成,他们就像机器的齿轮一样紧密相连。组长是坎儿井师傅(Muqqani),他经验丰富,由他来挖掘隧道;一名工匠坐在师傅后面,收集挖出的泥土并将其装入桶中;另一名工匠沿着隧道搬运,并将桶挂在最近水井的绳索上;最后一名工匠操作地面上的卷扬机,将绳索卷起,拉起盛满泥土和碎石的桶,倾倒在井口周围。这些工匠配合默契,完成坎儿井的挖掘工作。但有时为了加快施工进度,会有更多的团队同时进行工作。
合作意识不仅在坎儿井的建造中有所体现,在其使用中也展现得淋漓尽致。一个人很难负担得起修建甚至维修一条普通坎儿井所需的资金。因此,建造或维修坎儿井的第一步就是召集所有潜在的受益人,共同筹款。这些受益人就相当于坎儿井的股东,大多数情况下,坎儿井的水应该公平地分配给他们。有时股东会达到一千多名,这时就要从中间选出一位负责分水的人,由他记录股份,负责股份的变动和交易,并监督分水工作。所有股东要根据灌溉輪换制度来获取自己的份额,轮换制度只允许他们在规定时间灌溉自己的土地。例如,一个农民在6天的灌溉周期或轮灌中拥有2小时的灌溉权,这意味着他有权每6天浇灌一次,每次2小时。伊朗全国的灌溉周期从6天到21天不等,但大部分地区的平均灌溉周期在6—16天间,这与种植模式关系密切。随着气候变化和坎儿井流量的波动,股东会调整灌溉周期、改变农作物的生长周期来应对。例如,一个农民在6天的灌溉周期内有2小时的用水份额,而坎儿井的排水量从每秒100升下降到50升,那么他将无法再浇灌他的全部土地。于是他改种了更耐干旱的作物,这样他就可以每12天而不是每6天获得4小时的水量。如此,即使坎儿井流量很低,现有的水也能覆盖他所有的土地,这一般出现在伊朗中部高原极度缺水的地区。就是在这样通力合作的效应下,坎儿井才能发挥它应有的作用,辅助人们的生产和生活。
坎儿井的维护
工匠们把坎儿井建成后并不意味着他们的工作就结束了,后期对它的维护和清洁是重中之重,但这需要大量的金钱来维持。由此产生了一种习俗:当坎儿井枯竭时,当地人会为其举行婚礼。他们请村里的一位寡妇成为坎儿井的妻子,并住在离坎儿井出口很近的房子里,所有的婚礼习俗都和真正的婚礼一模一样。之后需要按时给这位“坎儿井妻子”生活费用,这笔费用由坎儿井的股东筹集,替她的“丈夫”付给新娘。这些钱除用于妻子实际生活需求外,剩下的都用来维护和清洁坎儿井。虽然这种制度早已废除,但在许多伊朗村庄中仍有习俗残留。
此外,坎儿井运行中还会遇到地下渠道和水井坍塌、积水、有毒气体和蒸汽、沉积物和害虫等问题,所以需要采取一些必要的措施来维持坎儿井正常运行:
其一,地下渠道检查。工匠要沿着渠道从坎儿井出口到母井进行检查,看是否有障碍物阻碍地下渠道内的水流。若障碍物很小,则用铲子铲除;反之,则会做上记号以便拿来合适的工具进行清除。在降水量较多的冬季,坎儿井更容易坍塌,因此工匠们需要频繁检查。
其二,地下渠道常规清理。由于土壤中的可溶性盐分、沙丘移动和道路开发活动的干扰,有些坎儿井需要定期清理或疏浚,有些则不需要。穿过黏土地层的坎儿井需要经常清理,而砂石地层的坎儿井则不需要经常清理。没有塌陷的坎儿井只需疏通水流即可,但有塌陷的坎儿井至少每年清理一次。一般造成阻塞的原因可能是地下渠道坍塌或侵蚀。如果树根穿透隧道并大量缠绕在隧道内,也会堵塞隧道。在这种情况下,工人们必须切断所有树根将其拖出坎儿井。此外,树根也能够瓦解土壤,如果不清除,会加剧隧道的崩塌,因此,在坎儿井的地表,工匠们都不建议种植那些根系容易迅速扎入地下水源的树木。
其三,地下渠道沉积物清理。一些化学反应会导致可溶性物质以碳酸钙的形式沉淀在坎儿井长廊里,这种物质降低了长廊的渗透能力,缩小了其横截面,从而使坎儿井的排水量减少。但这些沉积物有时也可作为屏障阻止水的外渗,所以只要这些沉积物堆积不影响坎儿井的水流,工匠们也就不会去处理。
其四,扩展监测系统,在其边界设置核心区和缓冲区。要定期监测地下渠道和水井,以确保其在地震时的稳定性,并在监测分析出现负面结果时及时进行维护;监测坎儿井的排水量和水质,避免污染物进入水中。
其五,多方面寻求合作,确保坎儿井的生机与活力。譬如,与广告公司合作,用几种通用语言制作小册子、手册、海报等,介绍伊朗坎儿井的原始价值及其在该地区的重要性;与安全部门签署协议,在坎儿井沿线特定距离设立若干巡逻站点,为遗址和游客提供安全保障,特别是在沙漠地区;为当地社区、农民和其他利益相关者举办教育活动,让当地居民参与坎儿井的保护。普及新的灌溉系统、土壤改良的方法、与当地生存条件相适应的作物,在经济可持续发展的框架内更好地利用坎儿井水源;举办与坎儿井传统相关的文化和传统活动,吸引当地社区居民参与,并向游客展示当地背景,增强坎儿井的群众效应。
作为伊朗高原地区的生命之源,坎儿井哺育天地万物,无声地滋润着极度干旱的荒漠。正因为有了它,才使伊朗当地居民在极端恶劣的环境下能够获取水源。尽管随着时间推移,科学技术日新月异,但它的地位在伊朗人的心中却从未动摇。
目前,伊朗已经加强了对坎儿井的保护与利用,并借鉴前人经验,在现有基础上进行改变和创新,开展国际合作,实现坎儿井的可持续发展,让其继续传承下去为伊朗人民造福。
(作者刘斌为洛阳市考古研究院副研究馆员;靳佳敏为郑州大学历史学院硕士研究生)