巧奪天工!兩千年歷史的都江堰造就天府之國

巧奪天工!兩千年歷史的都江堰造就天府之國

文/古歌(明慧之窗記者周慧文編輯)

先秦時期,成都平原曾是一片水旱災害橫行的蠻荒之地。直到都江堰(本文主圖)建成,成都平原才實現了旱澇保收,成為「天府之國」。

故有諺語:「先有都江堰,後有天府之國」。

古蜀之國東旱西澇

發源於岷山(甘肅與四川交界處)的岷江,是長江上游水量最大的一條支流。它從海拔4000米的高峰奔騰而下,沖刷著兩岸的泥沙,進入一馬平川的平原後,逕直向南流去,變成一條懸在地面上的懸江,水勢浩大。每當洪水氾濫,成都平原就成為一片澤國。

在成都平原西部的岷江上游地段,有一座玉壘山,阻擋了江水東流,又造成平原北部沒有水,一遇旱災,這裏便赤地千里,顆粒無收。

於是古人想到,在玉壘山開山引水,把岷江水向東引流,這樣就保證北部有水灌溉,南部又因為分流而消除了水災。

據史書載,戰國時期秦國蜀郡太守李冰父子開始建鑿都江堰。

絕妙的設計思路

都江堰分為堰首和灌溉水網兩大系統,以堰首為主。堰首又由魚嘴、寶瓶口、飛沙堰三大主要部分構成。

1. 魚嘴(分水工程)

李冰父子率眾在岷江中間造了一條淺堤,叫金剛堤,它的最前沿部分稱為「魚嘴」。魚嘴的作用是用來分流,將岷江一分為二:西邊一支順江而下,叫外江,俗稱「金馬河」,主要用於排洪;東邊一支被迫向東流入寶瓶口,稱為內江,是人工引水渠道,主要用於灌溉。

都江堰的魚嘴。(pixabay)

魚嘴採用「四六分水」的原則,內江取水口寬150米,外江取水口寬130米,利用地勢西高東低,內江河床低於外江的條件,以及魚嘴的彎道作用,使江水在魚嘴處按比例分流:在枯水季節水量小時,40%流入外江,60%流入內江,以保證灌溉用水;在洪水季節水位抬高漫過魚嘴時,內外江的流量就反了過來,60%直奔外江,40%流入內江,使灌區免受水淹。

2. 寶瓶口(引水工程)

李冰指揮民眾在玉壘山延伸向岷江的山崖上鑿開一個寬約20米的缺口,形似寶瓶,叫寶瓶口;又命人挖掘出一條引水河,將岷江水引出。

寶瓶口是內江進水的咽喉,具有節制水流量的功用。內江水經過寶瓶口流入,順應西北高、東南低的地勢,沿大小各支引水渠不斷分流,形成自流灌溉渠系,灌溉成都平原千萬畝農田。在洪水期間,寶瓶口又對流入內江的水流有約束作用,達到防洪的效果。

3. 飛沙堰(溢洪排沙工程)

為了進一步起到溢洪排沙的作用,唐高宗龍朔年間又築成了一個低矮的堤壩——飛沙堰,原名「侍郎堰」。飛沙堰是中段的泄洪道,既能溢洪又能排沙。水量大時,水和泥沙就會漫過飛沙堰排到外江;水小時,飛沙堰像一道堤壩擋住江水,讓水流入內江。

4. 雙重二八排沙

治水必先治沙,因為江水沖刷帶下來的泥沙如果不排走,經過幾十年沉積,就會堵死河口。

古人聰明地意識到水和沙石的質量不同,所以在流過彎道時走的邊不同,20%的泥沙順著河道的外側(內江)走,80%的泥沙順著河道的內側(外江)走,整個原理叫做二八排沙。如此一來,水流攜帶的泥沙絕大部分都順著岷江流走了。可是即使這樣,20%的沙石還是太多了,很快就會將寶瓶口和內江河道堵塞。

李冰在河水中心建造的金剛堤,便是人為地增加了一個彎道。根據彎道二八分沙原理,外江20%的泥沙經過這裡,其中又有80%流入岷江,這樣真正流入運河方向的泥沙就只剩4%了,人工就可以清理了。

還有一部分泥沙在飛沙堰和寶瓶口處形成漩渦,在離心力作用下,最終也會落在飛沙堰,或排到外江,泥沙就不會堵住寶瓶口和運河了。據觀測,直徑近2米的卵石都能通過飛沙堰排入外江。當內江流量超過每秒1000立方米時,便有40%的洪水和98%泥沙從飛沙堰排出,保證了引水區的水是清的。

絕妙的設計思路,巧奪天工。(明慧網)

工程技術巧奪天工

施工遇到技術難題時,古人想出的辦法如神來之筆。如,玉壘山非常堅硬,開鑿時鐵釺砸下去就彎了。石匠們就在岩石上開槽線,再在槽線和天然石縫裡填滿乾柴,將其點燃,使岩石變得很熱,再潑上冷水,石頭自己就爆裂開,再開鑿,巨石嶙峋的玉壘山終於被劈開。

李冰在寶瓶口左岸山崖上刻有幾十條分劃,每劃間距為一市尺,名為「水則」,用以觀測水位漲落,是中國最早的水位尺規。

歲修,是每年必做的維護都江堰的活動。歲修的原則是「深淘灘,低作堰」,就是說淘挖淤積在內江江底的泥沙要深些。李冰在內江中沉有五隻石犀牛,要淘到石犀為止,否則內江水量過小,不夠灌溉所用;而飛沙堰堰頂不可修築太高,以免洪水季節瀉洪不暢。

歷朝歷代都對都江堰進行修整。「深淘灘,低作堰」與「水則」,成為後世治理的永續指引。

「天人合一」的生態工程

都江堰沒有修一道壩橫截洪水,只是用竹籠裝卵石堆筑成順流而行的低堤,引導了岷江的水流,就解決了自動分流、自動排沙、自動泄洪和引水的難題。

西漢楊雄在《蜀王本紀》中說:秦漢時期,因為有了都江堰,古蜀國沃野千里,「水旱從人,不知飢饉,時無荒年,天下謂之『天府也』。」「天府之國」的美譽由此而來。

據水利專家預測,當今發達國家最先進的水利工程也只有300年的使用壽命。而都江堰已經使用了2200年,依然完好無損。

如今,都江堰可灌溉40餘縣市的1000多萬畝農田,供應成都和周邊上千萬人的生活用水、工業用水,還具備水運、防洪、發電、水產養殖等功能。

二零零六年十一月,聯合國教科文組織將都江堰列入文化類《世界遺產名錄》。

都江堰對環境和生態沒有任何破壞,只是利用自然界已有的屬性,因勢利導,優化梳理,與大自然協調合一。這體現了中國道家順應自然,效法自然,與自然和諧共生的智慧;也是儒家「參贊天地而化育」思想的最好例證;它證實了中國古代科學技術的卓越。

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

(本文主圖來源:明慧網)

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