坎兒井工程是世界上最大的地下灌溉系統工程。因其設計巧妙，規模宏大，被譽為中國地下“萬裏長城”。這是幹旱地區勞動人民利用稀缺水資源實踐中的壹大創新。在我國水利史、人文史、科技史研究中具有重大價值和意義。同時，坎兒井對新疆農業和水利工程發展史的研究具有重要的研究價值，在國際上也有壹定的影響。科學、準確地了解坎兒井的發展和特點，對於更好地利用和保護坎兒井這壹吐魯番水文化遺產具有重要的理論和實踐意義。
中國古代吐魯番地區各族勞動人民為了在沙漠中發展農業生產，追求更好的物質生活，設法吸引北天山滲入地下的雪水來滋潤戈壁灘上的這些綠洲，同時避開沿途的高溫蒸發，巧妙地發明了這種集明渠、涵洞、豎井、澇壩於壹體的坎兒井。而且據考證，新疆的坎兒井工程起源於2000多年前的漢代，各類涵洞總長壹度達到5000公裏。因此，坎兒井與萬裏長城、京杭大運河並稱為“中國古代三大工程”。
坎兒井是壹項獨特而古老的水利工程，廣泛存在於半幹旱和幹旱地區。在世界範圍內，有40多個國家和地區建有坎兒井，而我國的坎兒井主要分布在新疆的吐魯番和哈密。另外分布在北疆的雷姆、奇臺、阜康和南疆的皮山、玉田、庫車，道路約1800。但現在北疆和南疆的坎兒井已經幹涸荒廢。現在還在經營的坎兒井，主要分布在吐魯番和哈密地區。
吐魯番盆地氣候十分惡劣，幹旱少雨。年平均降水量只有65438±0.6毫米，而蒸發量卻高達3000毫米..所以，只有雪山的降雨和融水根本不能形成地表徑流。但天山雪融化滲入戈壁灘後，形成了豐富的地下水資源。
於是，當地人因地制宜，借助自然地形和坡度條件，利用水的勢能，通過人工修建的地下暗渠，將地下水的潛流排出，輸送到吐魯番盆地的綠洲。這種設計有效地避免了高溫蒸發造成的水資源損失，對吐哈地區綠洲農業的形成和發展以及人類文明的孕育起了決定性的作用。
坎兒井主要由涵洞、明渠、豎井、澇壩四部分組成。涵洞是整個坎兒井工程的主體部分，按照壹定的縱坡坡度可分為集水段和輸水段。其中，前部為集水段，位於地下水位以下，主要起攔截地下水的作用；輸水段的後段與當地地下水位以上的地表明渠相連。明渠是地面上的引水渠，將水引入澇壩或直接灌溉田地。豎井主要用於涵洞開挖時的定位、進入、開挖、通風以及後續的檢查和維護。澇壩是坎兒井的蓄水工程，主要用於儲存多余的井水以提高灌溉水能力，可以調節各個時期的水量用於農田灌溉。提高供水效率和水資源利用率。
隨著當地經濟發展水平的不斷提高，當地需水量逐年增加，最終導致地下水位嚴重下降，許多坎兒井無法正常運行，趨於幹涸。1957年，吐魯番坎兒井數量達到頂峰，有1237個坎兒井。1966年坎兒井工程年輸水量達到最大，為6.999億立方米。2003年，當地仍有406口坎兒井能正常工作，年輸水量2.32億立方米，仍占全區總輸水量的30%，仍是當地人民日常生產生活的主要水源之壹。到2017年，當地只有214口坎兒井能正常運轉，年輸水能力也下降到1.1.5億立方米。坎兒井的現狀不容樂觀。
吐魯番坎兒井工程的起源沒有統壹的答案，主要有三種起源。
第壹，管仲經曲說；有歷史學家認為，吐魯番坎兒井工程的靈感源於漢代的關中井渠，隨著古絲綢之路的繁榮傳入西域等高溫幹旱地區。清代著名學者王國維在《西域井渠考》中直接指出，新疆坎兒井工程的設計理念早在兩千多年前的漢代就已出現，其靈感來源於中原的井渠。
據《河曲書·史記》記載，漢代陜西關中創造了挖地下坑的技術，稱為“井渠法”。漢武帝用這種方法把洛水引到商洛。漢朝經過西域後，長城外缺水，沙土松散，容易坍塌，於是把“井渠法”傳授給當地人。經過各族人民的辛勤勞動，逐漸完善，發展成為適合新疆情況的坎兒井。
二是中亞起源論；但也有歷史學家持不同觀點，認為坎兒井工程可能最早誕生於中亞等幹旱地區，隨著絲綢之路沿途的繁榮逐漸向東傳播至吐魯番。
第三，本土起源論；更普遍的說法是坎兒井項目本身就誕生在吐魯番地區。這壹巧妙的設計是基於古代吐魯番地區高溫少雨蒸發量大的氣候條件和盆地地形特點。經過長期的生產實踐，巧妙的設計，不斷的豐富和完善，終於建成了壹個浩大的水利工程——卡熱京。
而且，近年來，隨著更多專家學者對坎兒井項目的進壹步研究，越來越多的人認同和支持“本土起源論”的觀點。
不管起源如何，吐魯番地區的坎兒井工程是當地人民壹點壹滴建設起來的，滋養了吐魯番綠洲，造福了子孫後代，給我們留下了寶貴的精神財富和歷史遺產。
在古代社會，坎兒井作為吐魯番唯壹的水源，深受當地人民的珍愛和珍惜，圍繞坎兒井工程形成了壹系列民俗文化和拜水儀式。每當坎兒井的新建和擴建選定水源時，當地人首先會在“王靜廟”和“王水廟”舉行祭祀儀式。禱告當地人民選出的工人平安健康，能順利完成工程的建設。坎兒井工程完工後，我們將宰殺牛羊，舉行盛大的慶典，感謝上帝和諸神的保佑。
在吐魯番地區，當地人民非常看重水資源，形成了許多獨具地域特色的地方風俗和諺語，如:“夢裏戲水，幸福隨後來”，“水燒開七次就幹凈了”，“喝活水，不積水”，“在水裏拉屎是最大的罪”。因此，當地群眾在放牧時，會盡量避開坎兒井工程的豎井、明渠和水源，以免牲畜糞便汙染寶貴的水源。需要洗衣服洗菜的時候，會選擇從水渠裏取水，搬到遠離水源的地方清洗。更值得壹提的是，當地的年輕戀人必須在坎兒井的水邊獻上壹把腰刀，當地人認為只有這樣才能得到水神的保護。
新中國成立後，為了充分利用寶貴的水資源，當地群眾由生產大隊制定了嚴格的生產用水制度。每年清明到秋分之間是當地農業生產大量用水的時期。如果每個生產隊都有自己的坎兒井和水源，灌溉用水系統就會相對簡單。比如艾丁湖鄉的園林大隊，有三個生產隊，每個生產隊都有壹個坎兒井，所以灌溉期間每個生產隊都會用自己的坎兒井。但如果生產隊和生產隊都有坎兒井，灌溉取水系統就會相對復雜。(註:壹般以村為壹個生產大隊，根據生產需要將村分為若幹生產隊)。
林則徐在虎門剿滅鴉片中成為民族英雄，但在鴉片戰爭中因清廷失敗而貶謫新疆。林則徐在新疆期間，曾四次到訪吐魯番。1845年2月25日，在道光的命令下，林則徐、黃楠坡及其次子易從經根特克臺(俗稱坑坑)前往吐魯番。當地主要官員以隆重的儀式出城迎接。
1845年8月，1年6月，林則徐在南疆實地勘察後，途經吐魯番前往哈密等待遺囑。此外，同年9月23日至10年10月中旬，林則徐在希拉裏克考察110000畝土地時，兩次到吐魯番考察。所以林則徐在新疆期間去過吐魯番四次。
正是因為這段特殊的經歷，民族英雄林則徐與吐魯番的坎兒井結下了不解之緣。道光二十五年(公元1845年)，林則徐初到吐魯番時就留下了這樣的記錄。他在日記中寫道:“沿途見多坑，問其名為卡井...令人難以置信的是，水從土壤的洞中流過。”由此可見林則徐第壹次看到這個獨壹無二的水利工程——卡熱京時的驚訝。作為水利專家，林則徐曾經在很多地方興修水利，發展農業，新疆也不例外。據新疆的記載:
清末，特別是林則徐到新疆後的三十年間，在林則徐的大力倡導和推動下，吐魯番鄯善、托克遜地區新打坎兒井三千多口。《鄯善方誌》的地方文獻中清楚地記載:“林則徐，刊井水灌溉田地的創始人，由藍珀黃氏繼承，至今刊井受益無窮。”目前，鄯善縣七克臺鄉有60多口坎兒井。據考證，大部分是林則徐遊覽吐魯番後挖掘建造的。而且，為了紀念林則徐對宣傳和倡導坎兒井的貢獻，當地民眾稱坎兒井為“林公敬”，以表達對林則徐敬仰之情。
坎兒井是新疆各族人民在不斷與惡劣的自然環境作鬥爭的過程中創造性發明和建設的偉大工程奇跡。新疆古代勞動人民用勤勞的雙手和無窮的智慧，在幹旱的吐魯番盆地構築了地下水脈系統，滋養了沙漠綠洲，是綠洲生態系統的生命之源。可以說，沒有坎兒井就不可能有吐魯番發達的農業和沙漠綠洲。
坎兒井不僅創造了幹旱地區農業生產的奇跡，而且積累了大量幹旱地區農業灌溉生產的經驗，同時給我們留下了豐富的物質文化遺產，甚至給我們留下了人與自然、人與人之間和諧共處的寶貴精神財富。
《史記·河曲本紀》(漢·司馬遷)
西域井渠考(王慶國威)
新疆地圖(清遠大華)
鄯善方誌