巧夺天工!两千年历史的都江堰造就天府之国

巧夺天工!两千年历史的都江堰造就天府之国

文/古歌(明慧之窗记者周慧文编辑)

先秦时期,成都平原曾是一片水旱灾害横行的蛮荒之地。直到都江堰(本文主图)建成,成都平原才实现了旱涝保收,成为「天府之国」。

故有谚语:「先有都江堰,后有天府之国」。

古蜀之国东旱西涝

发源于岷山(甘肃与四川交界处)的岷江,是长江上游水量最大的一条支流。它从海拔4000米的高峰奔腾而下,冲刷著两岸的泥沙,进入一马平川的平原后,径直向南流去,变成一条悬在地面上的悬江,水势浩大。每当洪水泛滥,成都平原就成为一片泽国。

在成都平原西部的岷江上游地段,有一座玉垒山,阻挡了江水东流,又造成平原北部没有水,一遇旱灾,这里便赤地千里,颗粒无收。

于是古人想到,在玉垒山开山引水,把岷江水向东引流,这样就保证北部有水灌溉,南部又因为分流而消除了水灾。

据史书载,战国时期秦国蜀郡太守李冰父子开始建凿都江堰。

绝妙的设计思路

都江堰分为堰首和灌溉水网两大系统,以堰首为主。堰首又由鱼嘴、宝瓶口、飞沙堰三大主要部分构成。

1. 鱼嘴(分水工程)

李冰父子率众在岷江中间造了一条浅堤,叫金刚堤,它的最前沿部分称为「鱼嘴」。鱼嘴的作用是用来分流,将岷江一分为二:西边一支顺江而下,叫外江,俗称「金马河」,主要用于排洪;东边一支被迫向东流入宝瓶口,称为内江,是人工引水渠道,主要用于灌溉。

都江堰的鱼嘴。(pixabay)

鱼嘴采用「四六分水」的原则,内江取水口宽150米,外江取水口宽130米,利用地势西高东低,内江河床低于外江的条件,以及鱼嘴的弯道作用,使江水在鱼嘴处按比例分流:在枯水季节水量小时,40%流入外江,60%流入内江,以保证灌溉用水;在洪水季节水位抬高漫过鱼嘴时,内外江的流量就反了过来,60%直奔外江,40%流入内江,使灌区免受水淹。

2. 宝瓶口(引水工程)

李冰指挥民众在玉垒山延伸向岷江的山崖上凿开一个宽约20米的缺口,形似宝瓶,叫宝瓶口;又命人挖掘出一条引水河,将岷江水引出。

宝瓶口是内江进水的咽喉,具有节制水流量的功用。内江水经过宝瓶口流入,顺应西北高、东南低的地势,沿大小各支引水渠不断分流,形成自流灌溉渠系,灌溉成都平原千万亩农田。在洪水期间,宝瓶口又对流入内江的水流有约束作用,达到防洪的效果。

3. 飞沙堰(溢洪排沙工程)

为了进一步起到溢洪排沙的作用,唐高宗龙朔年间又筑成了一个低矮的堤坝——飞沙堰,原名「侍郎堰」。飞沙堰是中段的泄洪道,既能溢洪又能排沙。水量大时,水和泥沙就会漫过飞沙堰排到外江;水小时,飞沙堰像一道堤坝挡住江水,让水流入内江。

4. 双重二八排沙

治水必先治沙,因为江水冲刷带下来的泥沙如果不排走,经过几十年沉积,就会堵死河口。

古人聪明地意识到水和沙石的质量不同,所以在流过弯道时走的边不同,20%的泥沙顺著河道的外侧(内江)走,80%的泥沙顺著河道的内侧(外江)走,整个原理叫做二八排沙。如此一来,水流携带的泥沙绝大部分都顺著岷江流走了。可是即使这样,20%的沙石还是太多了,很快就会将宝瓶口和内江河道堵塞。

李冰在河水中心建造的金刚堤,便是人为地增加了一个弯道。根据弯道二八分沙原理,外江20%的泥沙经过这里,其中又有80%流入岷江,这样真正流入运河方向的泥沙就只剩4%了,人工就可以清理了。

还有一部分泥沙在飞沙堰和宝瓶口处形成漩涡,在离心力作用下,最终也会落在飞沙堰,或排到外江,泥沙就不会堵住宝瓶口和运河了。据观测,直径近2米的卵石都能通过飞沙堰排入外江。当内江流量超过每秒1000立方米时,便有40%的洪水和98%泥沙从飞沙堰排出,保证了引水区的水是清的。

绝妙的设计思路,巧夺天工。(明慧网)

工程技术巧夺天工

施工遇到技术难题时,古人想出的办法如神来之笔。如,玉垒山非常坚硬,开凿时铁钎砸下去就弯了。石匠们就在岩石上开槽线,再在槽线和天然石缝里填满乾柴,将其点燃,使岩石变得很热,再泼上冷水,石头自己就爆裂开,再开凿,巨石嶙峋的玉垒山终于被劈开。

李冰在宝瓶口左岸山崖上刻有几十条分划,每划间距为一市尺,名为「水则」,用以观测水位涨落,是中国最早的水位尺规。

岁修,是每年必做的维护都江堰的活动。岁修的原则是「深淘滩,低作堰」,就是说淘挖淤积在内江江底的泥沙要深些。李冰在内江中沉有五只石犀牛,要淘到石犀为止,否则内江水量过小,不够灌溉所用;而飞沙堰堰顶不可修筑太高,以免洪水季节泻洪不畅。

历朝历代都对都江堰进行修整。「深淘滩,低作堰」与「水则」,成为后世治理的永续指引。

「天人合一」的生态工程

都江堰没有修一道坝横截洪水,只是用竹笼装卵石堆筑成顺流而行的低堤,引导了岷江的水流,就解决了自动分流、自动排沙、自动泄洪和引水的难题。

西汉杨雄在《蜀王本纪》中说:秦汉时期,因为有了都江堰,古蜀国沃野千里,「水旱从人,不知饥馑,时无荒年,天下谓之『天府也』。」「天府之国」的美誉由此而来。

据水利专家预测,当今发达国家最先进的水利工程也只有300年的使用寿命。而都江堰已经使用了2200年,依然完好无损。

如今,都江堰可灌溉40余县市的1000多万亩农田,供应成都和周边上千万人的生活用水、工业用水,还具备水运、防洪、发电、水产养殖等功能。

二零零六年十一月,联合国教科文组织将都江堰列入文化类《世界遗产名录》。

都江堰对环境和生态没有任何破坏,只是利用自然界已有的属性,因势利导,优化梳理,与大自然协调合一。这体现了中国道家顺应自然,效法自然,与自然和谐共生的智慧;也是儒家「参赞天地而化育」思想的最好例证;它证实了中国古代科学技术的卓越。

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明慧网原文:
明慧期刊:明白(第九七期) https://qikan.minghui.org/qikan.aspx?id=208921

(本文主图来源:明慧网)

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