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熱氣逼人的火焰山是吐魯番的標志之一，從它干渴的臉上，我們就能感受到這里有多熱！人們要想在這種環境里生活，充足的水源是必需的，而在這茫茫戈壁上，水又在哪里呢？
 本來吐魯番并不缺水，這里北有博格達山，西有喀拉烏成山，山頂常年覆蓋冰雪，年平均降水量可以達到800多毫米，每當夏季大量融雪和雨水流向盆地，為吐魯番提供了豐富的水資源。
但是，吐魯番盆地的大部分地域是戈壁和山丘，地表水在寸草不生的荒漠上很容易滲入地下，能流到綠洲的水少得可憐。曾經有人想用氈子鋪在渠底防滲，但高昂的造價使人們最終放棄了這個辦法。
吐魯番盆地還是全國最熱的地方，1975年曾測到49.6攝氏度的最高氣溫紀錄,而地表最高溫度竟達82.3攝氏度。這里的年降水量只有16毫米，而蒸發量可達到3000毫米，這種環境使原本就不多的地表水被蒸發得所剩無幾。
當人們幾近絕望時，大自然又呈現出了它神奇的一面，在這片極端干旱的土地下面，人們發現了水源。原來，大量的水滲入戈壁后變成了潛流，使戈壁下面形成豐厚的含水層。那么，人們怎么才能利用這大自然的禮物呢？
吐魯番的海拔很低，吐魯番市以南50公里的艾丁湖是中國的最低點，從天山山腳到艾丁湖邊的水平距離約60公里，但高度差卻達到1400多米。盆地邊緣的一眼水井要比盆地低洼處高一千多米。如果由井底向盆地低洼處開鑿一條近于水平的暗渠，井里的水就會順著這條暗渠流到盆地內的地面上。
于是，一種獨特的地下水利系統——坎兒井出現了。
人們通過一條條豎井進入地下開挖暗渠，暗渠把收集到的地下水輸送給明渠，明渠連接著蓄水的澇壩，積蓄一定的水量后灌溉農田。
新疆坎兒井主要分布在哈密、木壘和吐魯番等地，尤以吐魯番盆地最多，據考證，吐魯番的坎兒井出現于清朝的乾隆年間，其后共開挖了1200多條，總長達5000多公里。
有人把坎兒井與長城、運河并稱為我國古代三大工程。正是這閃耀著人類智慧的獨特水利工程，把淙淙的地下水引出地面，灌溉了盆地數十萬畝良田，讓這茫茫荒原上有了蔥郁的綠色，有了繁榮的城市，更有了名揚四海的吐魯番葡萄。
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