余秋雨先生在游览了都江堰和青城山后,留下了拜水都江堰,问道青城山的名句。其中都江堰作为成都平原重要的水利工程,两千年来一直发挥着重要的作用,为后世带来了无尽的福祉。然而,水文治理自古以来就是我国的重大课题,黄河的治理就是一个典型的例子,历朝历代都投入了大量的人力物力,但至今仍未能完全解决。气候变化和河道演变等因素都对水利工程的后续维护造成了挑战,难以持久。
那么,都江堰的特别之处在哪里呢?为何它能使得成都成为天府之国?它的修建过程又是如何的?都江堰为何能够使用至今?这与它的科学设计、施工质量和适应环境的能力密切相关。同时,都江堰也是我国古代劳动人民智慧的结晶,体现了人与自然和谐相处的理念,这是它能够历经千年而不衰的重要原因。
都江堰
▏岷江的水患
岷江,作为长江的重要支流,其河口每秒的平均流量大约在2800立方左右,这使得它的年径流量比黄河还要多出一倍。它的流域面积广阔,达到了135882平方公里,其中126280平方公里位于四川。岷江流经多个地方,包括汶川、成都、眉山、乐山、双流等,其水文特征以都江堰为上游,是当地的主要水源。
在古代,诗歌和文章中描绘的蜀地四川盆地和周边地区,山体峻峭。正如李白在《蜀道难》中所描述的:上有六龙回日之高标,下有冲波逆折之回川。四川境内有许多崎岖的高山,但穿过这些高山之后,可以看到由江河冲击而成的平原。平原地区的经济发展潜力巨大。然而,在修建都江堰之前,一旦遭遇洪涝,整个成都平原便会沦为汪洋大海,发展几乎无从谈起。
四川作为盆地,气候属于亚热带季风气候,这里的主要农作物是水稻,尤其是成都平原。水稻的生长和成熟季节在夏秋两季,这两个季节也是岷江洪水多发的季节。在都江堰还未改名之前,它被称为湔堋,是青藏高原和成都平原的过渡地带。岷江自上而下,直接冲向都江堰。那时的人们面对汹涌的洪水,几乎束手无策,面临着人或成鱼鳖的窘境。
然而,岷江并没有因为发洪水而摧毁整个成都平原,而是选择了绕开玉垒山,向南进军。这就导致了成都平原西部地区洪水多发,而东部地区则十分干旱。它既带来了丰富的水资源和丰饶的物产,也带来了洪涝等自然灾害的挑战。然而,正是这些挑战促使人们去寻求解决方案,都江堰的修建,使得四川地区在面对自然灾害时,能够保持稳定和繁荣。
▏都江堰的修建
在战国末期,秦昭王认识到巴蜀地区对国家战略的重要性,他派遣了一位通晓天文地理的能人李冰,担任蜀郡的太守。公元前256年,李冰上任后,他的首要任务就是根治岷江的水患,发展当地的农业,为秦国统一中国打下坚实的经济基础。
李冰带着他的儿子,与当地的治水专家一同研究,他们借鉴前人的经验,同时对岷江地区的地形和水流进行了深入的实地考察。最后,他们决定将工程地点选在岷江穿越山地和平原交界处的玉垒山,这里是成都扇形冲积平原的顶点,也是理想的分水引流的地点。这样可以确保灌区的分流灌溉。
都江堰水利工程主要分为三个部分:鱼嘴、飞沙堰和宝瓶口。这三个部分各自分工明确,配置合理,使得都江堰能够长久的发挥其功效。李冰和他的团队精心设计,巧妙地利用自然条件,使得都江堰能够有效地防洪、分流、引水,为当地的农业和人民的生活提供了有力的支持。
鱼嘴
▏都江堰的三大部分及其工作原理
1、鱼嘴
在江心深处,矗立着一处奇特的景观,它犹如大自然的鬼斧神工,将岷江巧妙地一分为二,这便是都江堰的鱼嘴部分。鱼嘴,顾名思义,其形状宛如鱼的嘴巴,将滚滚岷江分为内外两支。它主要承担着行洪的重任,确保江水在汛期能够顺利通过。内江位于东侧,作为人工引水的总干渠,承担着为农田提供灌溉用水的职责。内江的取水口宽达150米,外江的取水口则略窄,宽130米。
巧妙利用地形优势,鱼嘴按照特定的分水比例调节江水流向。在春暖花开的季节,岷江水位较低,约四成的江水流入长江,六成则流向内江,确保春耕用水的需求。而当春夏之交,雨季来临,水位上涨,鱼嘴则发挥其神奇的功能,将六成的水导向外江,四成流入内江。这样的分流比例,既保护了灌溉区域不受洪水侵袭,又满足了农田的用水需求。
杩槎
鱼嘴的设计之精妙,还体现在其与周围环境的和谐共存上。外缘的内、外金刚堤与鱼嘴相互呼应,共同维持着分流比例的稳定。这其中的奥妙在于利用了弯道水线的运动规律:水多时走直,水少时走弯。在丰枯水期水流中泓线偏转的临界点,不同水位的水流会根据需要流入内江或外江。为了更好地调控水流,人们还采用了一种古老的调节方法——制作杩槎。通过三根相互捆绑的木桩制成一个三角支架,在需要施工的位置放置杩槎并连接,同时每个杩槎里面还会放置卵石笼,以此保证杩槎的稳固性。这种方法一般在春季流水较少的时候使用,以增大内河的水流供给。
如今,鱼嘴部分的设计和建造更为现代化。传统的杩槎已被永久性水闸所取代,更加注重灵活性以及时间上的稳妥。现在的鱼嘴由坚固的条石浆砌和混凝土筑成,堤坝位置不断向下游延伸,金刚堤也已完成修筑。
虽然历史上鱼嘴的位置曾多次变化,但这并未对整个都江堰水利系统产生太大的影响。百丈堤作为上游位置的标志,与鱼嘴共同协作,帮助泄洪、排沙以及水量调节。这种古老的协作机制在过去和现在都发挥了重要的作用,确保了整个都江堰水利系统的正常运行。鱼嘴部分以其独特的设计和功能,在都江堰水利系统中发挥着重要的作用。鱼嘴的设计之精妙,还体现在其与周围环境的和谐共存上。外缘的内、外金刚堤与鱼嘴相互呼应,共同维持着分流比例的稳定。这其中的奥妙在于利用了弯道水线的运动规律:水多时走直,水少时走弯。在丰枯水期水流中泓线偏转的临界点,不同水位的水流会根据需要流入内江或外江。为了更好地调控水流,人们还采用了一种古老的调节方法——制作杩槎。通过三根相互捆绑的木桩制成一个三角支架,在需要施工的位置放置杩槎并连接,同时每个杩槎里面还会放置卵石笼,以此保证杩槎的稳固性。这种方法一般在春季流水较少的时候使用,以增大内河的水流供给。
如今,鱼嘴部分的设计和建造更为现代化。传统的杩槎已被永久性水闸所取代,更加注重灵活性以及时间上的稳妥。现在的鱼嘴由坚固的条石浆砌和混凝土筑成,堤坝位置不断向下游延伸,金刚堤也已完成修筑。
虽然历史上鱼嘴的位置曾多次变化,但这并未对整个都江堰水利系统产生太大的影响。百丈堤作为上游位置的标志,与鱼嘴共同协作,帮助泄洪、排沙以及水量调节。这种古老的协作机制在过去和现在都发挥了重要的作用,确保了整个都江堰水利系统的正常运行。鱼嘴部分以其独特的设计和功能,在都江堰水利系统中发挥着重要的作用。
2、飞沙堰
来到飞沙堰,这里是都江堰水利工程的中段部分,主要负责排沙。它建于唐高宗龙朔年间,大约在公元663年,是内江泄洪排沙的主要通道。飞沙堰取自金刚堤下段的一处缺口,位于虎头岩对岸,堰顶高过河床2米。它可以把超出灌溉区水量的水排出至外江,从而保障平原不会受到洪涝作用的影响。
弯道环流是因为离心力的作用,凹岸水位高,水深压力大。在这种压力作用下,凹岸底部的水流流向凸岸,形成了弯道环流。这种环流形成的强大作用力能够将大量砂石甩出至外江,从而避免内河於塞。另外,飞沙堰的低作堰原则使得超过宝瓶口流量上限的内江水漫过堰顶流入外江。如果遇到大型水涝,堰体会自行溃解,让水流重回岷江正流。这一切都展示了古人的智慧和才能,使得都江堰水利工程能够千年不衰,造福于世世代代的百姓。
3、宝瓶口
在都江堰,有一个令人叹为观止的工程奇迹,那就是宝瓶口。它是都江堰引水工程的标志性部分,由玉垒山向岷江人工开凿出一个缺口。这个缺口呈现出独特的上宽下窄形态,底部宽度约14米,顶部则收缩至28米左右,高度大约18米。宝瓶口的作用在于与飞沙堰一同调节水流。
在古代,这一工程完全依赖人们的智慧和努力,采用火烧石、冷水浇泼等热胀冷缩的方法进行人工开凿。当洪水来临时,宝瓶口与飞沙堰相互配合,使部分洪水流向外江,从而减缓内江水流的速度,达到防洪的效果。经过宝瓶口后,水流顺应地势高低变化,形成分支引水灌溉渠系,滋润了成都平原上广袤的农田。
在宝瓶口的左岸山崖上,刻有数十条石线,被称为水则,每条间隔约30厘米。这是我国最早的水位标尺,用于观测水位涨落。都江堰的水位标尺随着灌溉面积的增加而不断扩展,清朝时期已经达到二十四划。飞沙堰和宝瓶口相互配合,调节水流和排沙。急流经过宝瓶口后在瓶口外形成洄水,称为伏龙潭。
都江堰的水利建设充分利用了当地自然条件,对环境影响较小。这里气候分明,雨季降水稳定,使其不仅具有引水灌溉、防洪功能,还具备水运和城市供水功能。如今,都江堰仍然是重要的水利工程,为我国农业、城市发展提供了坚实的支撑。
▏都江堰的岁修
都江堰自修建以来,已为人类造福了两千年。这个工程最大的特点就是完全顺应河流的自然流动属性,丝毫不违背其规律。它之所以能够屹立两千年不倒,皆因它为人们带来的便利,使得两千年来人们从未间断地进行岁修。
在汉灵帝时期,设置了都水椽和都水长专门负责维护水利工程。到了宋朝,更是制定了至今仍在施行的岁修制度。每年冬春枯水和农闲时,人们会进行岁修,主要任务是修缮水道中的竹笼结构,清理堆积的泥沙。为了测量内水的深度,李冰放置了三个石桩人像,以枯水不淹足,洪水不过肩来确定水位。到了明代,石象被一丈长的卧铁所替代。
如今,鱼嘴分水堤的竹笼结构已被钢筋混凝土取代,使其更为坚固。然而,传统的编竹笼至今仍在使用。如今的都江堰水利工程已成为世界上历史最悠久、唯一留存并仍在使用的无坝引水型水利工程。
▏造福后人
千年的历史长河中,都江堰的水利治理如同一座稳固的桥梁,将岷江一分为二,使其不再肆意泛滥,同时也为农田灌溉提供了无尽之源。它不仅推动了早期四川地区的政治、经济和文化发展,更是农业灌溉效益的象征。
随着灌溉渠系的逐步完善,宝瓶口的扩展使得灌溉面积不断扩大,从秦朝时期的郫县直至成都腹地,灌溉面积达到上万顷。进入现代,科技的力量使都江堰的水利工程得到了加固和强化,鱼嘴、宝瓶口、离堆以及所有分水堤都得到了精心保护
如今的都江堰,更胜往昔,其魅力历久弥新。正如一句古语所说:前人栽树,后人乘凉。都江堰水利工程从初创至今,一直得到了妥善的管理,使其成为了四川经济发展的重要支柱。
监制:韩生利
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编辑:李素红
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