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20230918伟大神奇的都江堰
2023-11-04 | 阅:  转:  |  分享 
  
都江堰——1前世今生

大家好!我身后就是美丽的都江堰风景区,今天咱们就讲讲它的伟大传奇,它的前世今生。提起都江堰,我们就会想起,秦国著名水利专家李冰。在战国时期,还没有统一度量衡的年代,李冰是怎样建成,这样一个无坝引水、自动分水、自动排沙的工程的?并且历经2200多年,发挥得经济效益还越来越大?

其实建造都江堰的功臣,除了水利专家李冰,还有一个叫司马错的军事专家。我们都知道战争年代,国家的钱肯定是,先投在军事工程,后投在民生工程的,都江堰也不例外。那秦国为什么要花巨资建造都江堰呢?

话说战国时期,秦国朝堂上正在进行着一场,被载入史册的著名辩论。王座上端坐的是芈月老公秦惠文王,辩论的一方是著名外交家、谋略家、纵横家张仪,辩论的另一方是秦国名将司马错。张仪主张一统天下,从灭韩国开始。司马错主张一统天下,从灭蜀国开始。最终秦惠文王采纳了,司马错的“得蜀则得楚,楚亡则天下定矣”的军事主张。

很快司马错就率兵,灭掉了巴蜀两国。接着司马错又从成都的岷江码头出发,率领10万人马,和1万艘战船,顺江而下,东攻楚国。继续实践自己“得蜀则得楚”的军事思想。然而事与愿违,司马错在夺取了楚国的商於,也就是今天的重庆涪陵之后,粮草得不到供应,大军不得不撤退。这次伐楚,也只能以失败而告终。

原因是,秦国的军备和粮草,为防止洪水,都储存在了地势较高的成都市区。但从成都市区到岷江码头,还有很长的一段陆路。“蜀道难”是出了名的,就是那一段陆路大大延长了,粮草运输的时间。于是司马错向秦王建议:人工改道岷江,让岷江流经成都市区。

公元前272年,秦昭襄王把30岁的李冰,派到成都担任郡守。李冰今天的山西运城人。他带着改道岷江的重任,带着建设军队粮草补给线的使命,带着建设天下粮仓的理想,来到了成都。

这里先介绍一下,成都的自然环境。成都平原的地形是东高西低。西边有岷江,经常发生洪涝灾害,被称为“泽国”。东边不通水路,经常干旱,赤地千里,颗粒无收,被称为“赤盆”。成都平原经常是“赤盆”,“泽国”,冰火两重天。

以前的岷江,也叫“恶水”。一听名字就知道它不是一条好江。所以古代很多名人,都来治理过它。像“三过家门而不入”的治水英雄大禹,传说大禹的家乡就在都江堰的上游汶川。还有第四代古蜀王,杜宇和他的丞相鳖灵。后来鳖灵居然凭借治水之功,夺了杜宇的王位,建立了开明王朝。但是这些治水专家,都没有彻底根治岷江水患,只是一定程度上的缓解。

只有李冰不负众望,翻山越岭,步行700多里,上溯岷江源头,风餐露宿三年,科学选择工程位置,巧妙设计,智慧施工。在岷江出大山,进平原的临界点,建设都江堰。如此相当于锁住了,岷江入成都平原的咽喉,也相当于锁住了,岷江这条水龙。

自从建好都江堰后,成都平原才慢慢发展成了“水旱从人,不知饥馑”,“沃野千里,鱼米之乡”的“天府之国”。所以都江堰也被称为“镇川之宝”,而李冰也被奉为了“川主大帝”。

都江堰的三大水利工程,鱼嘴,飞沙堰,宝瓶口是如何协作,保护成都平原旱涝无忧呢?且听下回分解。

都江堰——2三道保险防洪

大家好!书接上回,上集我们讲了李冰因为建造都江堰,造福四川百姓,被后人奉为“川主大帝”。

实践证明李冰,没有辜负“川主大帝”,这个称号。和他同期修建的,水利工程,或是因为泥沙问题,或是因为设计落后了,总之多数都荒废,无法使用了。但是李冰设计建造的都江堰,已经2200多年了,不仅没有被淘汰,而且还青春永驻,灌溉面积还在不断扩大,成为了中国的三大灌区之一。

都江堰不仅是国家5A级旅游景区、世界文化遗产、世界灌溉工程遗产、全国重点文物保护单位。更重要的是,都江堰是一个2200多年以来,一直在使用,到今天仍然在使用的,水利工程。

都江堰由宝瓶口、鱼嘴、飞沙堰,三大水利工程组成。在分别介绍之前,我们先对它们三个的协作关系做一个整体介绍。了解了宏观,才能更好地解读微观。

先说建造顺序。李冰先用8年时间,开凿了宝瓶口,接着用4年时间,建造了鱼嘴分水堤。飞沙堰是唐代百姓建造的;1974年我们在外江建了节水闸,在宝瓶口的离堆旁边建了人字堤。准确地说,现在的都江堰,应该包括五个水利工程。



其次说治水思路。李冰筑堤分水,修渠引水,都以疏导水源,顺应水势为主,没有建任何,拦水的大坝或蓄水池。这也是都江堰,最独特、最科学的地方,它开创了,无坝引水的先河。

再说功能协作。鱼嘴把岷江水,一分为二,分成内江、外江两条。飞沙堰进行,二次精准调控水量,和二次排沙。宝瓶口把内江水,引向成都平原,用于农田灌溉,居民饮用,工业用水。

内江经过宝瓶口,在过了南桥100米,仰天窝的地方,分成四条河,继续前行,就会分成8条,8条分16条,16条分32条,32条继续分下去,就像扇子的扇骨一样,分成密如织网的,灌溉体系,覆盖在整个成都平原上。内江水就这样,供成都百姓尽情使用。如果还是用不完,它最终在双流,汇入外江,流入长江。内江、外江汇合的地方,就叫做“双流”。这也是“双流机场”名称的由来。内江、外江的最终归宿都是长江。

都江堰的鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口,三大水利工程相互配合,形成了我们今天所看到的,这样一个天衣无缝的,自动分流,自动控水,自动排沙的,全成都平原,自流灌溉的,无坝引水工程。

都江堰是怎样确保,成都平原无洪涝灾害呢?其实它有三道保险。第一道是在鱼嘴排洪,第二道是飞沙堰和宝瓶口,合作排洪,第三道是在人字堤排洪。人字堤是我们防洪的最后一道保险,就是离堆旁边的,那条溢洪道,一般不会有水,除非遇到特大洪灾才会启动它。

接下来我们逐个讲解,三大工程的功能。因为鱼嘴是都江堰,迎接岷江的第一个工程,所以我们先讲鱼嘴。鱼嘴到底是如何实现,自动四六分水的?且听下回分解。

都江堰——3鱼嘴自动四六分水

大家好!书接上回,鱼嘴分水堤是都江堰迎接湍急岷江的最前沿工程。其实就是人为地在岷江中心修了一个人工岛,这个人工岛长长的,弯弯的,因为前端尖尖的像鱼嘴,后人就称之为鱼嘴。

鱼嘴把岷江一分为二,分成外江,左手边是外江,起泄洪排沙的作用右手边是内江,这就是人工的引水渠,流进宝瓶口,地势较高成都平原,供居民饮用、农田灌溉和工业用。

分流,它两大功能丰水期枯水期水量。

靠什么?内外江的河道特点。左手边的外江设计特点是宽河道宽,河床。内江的特点是窄而深河道窄,河床深。

首先冬天枯水季节,水量减少,水位降低,六成的水就引向了河床更低的内江所以冬天的四六分水调节靠的是河床高低

其次,夏天水期的时候,会高水位抬高之后,受河床的就不大了受河道宽度制约而内江河道,只能取四成的水。

冬天靠河床高低,夏天靠河道宽,四六分水就这样实现。没有拦水大坝,也没有节制闸蓄水池仅仅靠河道的,就实现了四分水的自动调换2200多年以前设计,二八排沙把80%的泥沙左手边的而比较清澈的水

大家好!书接上回,都江堰的鱼嘴能够自动四六分水,能够在冬夏自动调节岷江进入成都平原的水量。正是因为这种神奇的作用,都江堰才赢得了“水旱从人,不知饥馑”的千古美誉。今天咱们讲解鱼嘴的另一个伟大功能,那就是自动二八排沙。

我们先介绍一下泥沙对水利工程的危害。因为只有这样,才能更深刻地体会李冰的伟大和鱼嘴的科学巧妙。岷江的水主要是雪山融水,上游350公里又都在层峦叠嶂的山川中奔流。尤其到了夏天,暴雨引发的泥石流,塌方这些地质灾害,导致岷江的含沙量很高。如果不对泥沙过滤,任其进入内江。含有大量泥沙的河水就会宝瓶口,这些泥沙就会沉积在河床底部,

泥沙淤积是水利工程的一大杀手很多古代水利工程最终现在很多水利工程面对泥沙的问题也是束手无策为苏联专家补锅

2200多年前的李冰,却利用鱼嘴科学巧妙地解决了泥沙这个难题。鱼嘴究竟科学巧妙在哪里呢?

首先鱼嘴建在了岷江出大山,进平原的临界点。此处的岷江刚刚从庞大,落差大、水量。

其次,此处的岷江有一个凹型弯道,类似于S型弯道下半部分。李冰经过长期观察发现,岷江水经过长长的凹型弯道时,凹岸一侧的水面远高于凸岸,并且凹岸的上层水是清澈的。还有,凸岸一侧的水是浑浊的,泥沙也在凸岸一侧淤积。



这种现象类似于我们用筷子搅动杯子里的水,形成的漩涡。因为杯子内壁是凹型弯道,所以杯子边儿的水位高于中心的水位。也类似于司机开车,过S型弯道的下半部分,也就是过凹型弯道,向右打方向盘时,司机的上半身有被甩出车窗外的感觉,下半身却固定在那儿不动。

同理,岷江在流过凹型弯道时,受离心力的作用,岷江的表层水、清澈的水,就像司机的上半身会被甩出车窗外一样;底层水、泥沙较多、浑浊的水,就像司机的下半身一样,仍然靠近凸岸流动。这就是物理学上的“弯道环流力学原理”,也称为“河流凹冲凸淤规律”。

古人李冰不一定懂这些物理原理,但他通过长期观察,却能科学巧妙地利用这些物理原理。他正是在表层水将要被甩出去的地方,建了鱼嘴分水堤。如此,质量轻的表层水、清澈的水,正好从缺口被甩进了内江。底层水、泥沙较多的水,正好被甩到了外江。如此鱼嘴就将八成的泥沙甩到了外江,实现了自动二八排沙。

讲到这里,我们不得不佩服李冰的伟大智慧和鱼嘴位置选择得科学巧妙,更感叹李冰才是真正地的“水利专家”。

为了防止江水冲刷毁坏凹型弯道,破坏了产生“弯道环流力学”的自然环境,又在自然弯道的地方修了一个百丈堤。目的是用堤岸固定住这个弯道,让它始终保持凹型。另外,百丈堤更坚硬一些,江水反弹回去的力度更大,更有助于江水形成漩涡,也增强向外江的排沙能力。

鱼嘴的设计思路如此伟大科学巧妙,但岷江水流湍急,鱼嘴究竟是怎样建成的呢?且听下回分解。



都江堰——5鱼嘴是怎样建成的?

大家好!书接上回李冰鱼嘴的设计思路伟大科学巧妙,但岷江水流湍急,他该怎么施工呢?

正面与江水搏斗的鱼嘴,必须既坚固还要耐冲,才能承担起前端分水的作用,才能像盾牌一样保护身后的金刚堤。所以建设鱼嘴的技术含量是很高的。

现在的鱼嘴是用水泥做的,上面镶嵌的是鹅卵石,下面是钢筋混凝土。鱼嘴的地基至少有九米深,如此才能确保它屹立江心不垮。

可是2200多年以前是没有水泥的,怎样才能在江中心建设这样一个既坚固又耐冲的鱼嘴呢?

这个问题困扰了李冰很长时间,他做过很多种尝试,比如让人往江中心扔巨石,但都失败了。所有的经验和灵感都来源于生活。李冰一筹莫展,就到江边散步排忧解闷。无意当中他看到一个妇人在那儿洗衣服,结果装衣服的竹笼,一不小心被水冲走了,只见妇人捡起一块鹅卵石扔到竹笼里面,竹笼就沉在了原地,没有被冲走。

李冰受到启发,马上有了建鱼嘴的灵感。他立即组织民工上山砍竹子,把竹子编成长三丈,宽两尺的竹笼,然后再把鹅卵石装进去,就形成了我们最早的堰体材料。这就是都江堰的治水三宝之一,竹笼装石。

接着,李冰通过渡船将无数的竹笼装石,运输到江心,用了整整四年的时间在岷江江心,建起了一个酷似大鱼之嘴的分水堤,“鱼嘴”也由此得名。竹笼装石鱼嘴,既坚固又耐冲,还能避免砂石围堰和泥土围堰容易溃堤的风险。

李冰的伟大之处不仅仅在于他设计和修建了都江堰,他为都江堰写了《使用说明书》,里面详细描述了都江堰的维修和保养的方法和注意事项,直到今天我们还在使用。

李冰为都江堰设计的岁修制度,要求每年冬天必须进行两项工作。一是淘挖淤泥,人工淘挖内江、外江里面的泥沙;二是对建造鱼嘴的竹笼装石更新换代。年年更换新的竹笼装石,就防止了年久失修溃堤的风险。但是现在都江堰的岁修只剩淘挖淤泥了,鱼嘴已经无需年年岁修了。因为1934年把鱼嘴的竹笼装石更换成了水泥材质,到了2003年,又把水泥更换成了钢筋混凝土。现在这个鱼嘴的坚固程度,不是一般的工程能够比拟的。所以现在的鱼嘴岁修,改成了十年进行一次。

说起都江堰的维护,三国时期的诸葛亮,功劳也很大。他最先在都江堰设置堰官,并派1200兵丁对都江堰进行专职维护和岁修,这个行政机构一直延续至今。所以也有“李冰有开建都江堰之功,诸葛亮有维护都江堰之功”的评价。

都江堰历经2200多年,经济效益愈来愈大,这不仅要归功于李冰设计的岁修制度,更要感谢从秦汉以来的历代驻川官吏和有识之士对都江堰的悉心维护。为了纪念治水先贤,成都人民在离堆公园修建了一条长150米,宽14米的堰功道。堰功道的12尊青铜像分别代表了历朝历代对都江堰做出卓越贡献的人物,正是靠着他们的精心维护,都江堰至今才能青春永驻。

我们前面讲了鱼嘴只能排走八成的泥沙,还有两成的泥沙流入了内江,对于成都平原的灌溉渠,仍然存有很大的危害。究竟该如何处理呢?且听下回分解。

都江堰——6飞沙堰

大家好!书接上回,鱼嘴虽然具有调控水量并不精准水期

为了更好地解决这一问题,唐代百姓又修了第三个主体工程都江堰治水思路和设计原理但是随着时代的进步不断对它进行升级扩建是唐代对升级它是三大里面体量最小的,最不起眼儿的一个可却被水利专家称为神来之笔

飞沙堰相对于内江河床底部,高度为2.15米。就是靠着飞沙堰的高度,内江水量现了“水大不淹,水小不干,水旱从人

冬天,飞沙堰履行拦水功能,使内江水全部流进宝瓶口,保证成都平原的用水量。

夏天,飞沙堰履行泄洪功能。夏天水量大,岷江水进入内江,来到宝瓶口,受到了宝瓶口小口的限制和离堆的拦截。水位自然抬高,只要水位超过了飞沙堰2.15米的堰体,水满则溢的道理,多余的洪水就会越过飞沙堰,通过旁边的溢洪道排到外江里面去。

为了观测和控制内江水量,古人还雕刻了三个石桩人像,放于内江水中,以“枯水不淹足,洪水不过肩”来判定内江水位的合理性。也就是说,冬天枯水季节水位超过石人的脚了,或者夏天洪水季节水位超过石人的肩膀了,就需要挖开飞沙堰泄洪。以此来保证流入成都平原的水量正好够用,不发生洪涝灾害。

都江堰的治水三字经“深淘滩低作堰”,刻在了二王庙的墙壁上,并且是放大了刻在那。说明这六个字的重要性。其中“低作堰”指的就是飞沙堰的堰体,不能做的太高,否则多余的水就无法通过飞沙堰排泄到外江了。

假设遇到了特大洪水,飞沙堰排水无法满足,宝瓶口的水位超高时,就需要打开离堆旁边人字堤的节水闸,把洪水直接排泄到外江去。

所以说成都平原一般不会发生洪涝灾害。因为都江堰有三道保险。第一道是在鱼嘴排洪,第二道是飞沙堰和宝瓶口合作排洪,第三道是在人字堤排洪。

飞沙堰是如何把流入内江的两成泥沙,排出去的呢?且听下回分解。

都江堰——7治水三宝

大家好!书接上回,飞沙堰具有精准控水和二次排沙的功能,究竟它是怎样实现排沙的呢?

飞沙堰的建设,古人再一次利用了河流弯道环流力学原理。首先飞沙堰的位置类似鱼嘴,也建在了内江的凹型弯道处,其次飞沙堰的堰体形状向江水凸出,人工与自然再次合力制造出了“河流凹冲凸淤”的自然环境。

当内江水流过飞沙堰,借助凹型弯道离心力作用,再加上狭窄宝瓶口的制约,以及离堆的顶托作用,内江水会在这里形成漩涡,一部分泥沙会随着旋涡被甩出飞沙堰。这也是“飞沙堰”名称的由来;还有一部分泥沙会自动沉淀在河床底部;只有很少的泥沙,大约5%左右,流进了宝瓶口。

对于沉淀在河床底部的泥沙,只能每年冬天进行人工淘滩。淘滩就要截江断流,这就用到了都江堰治水三宝治水三宝竹笼,杩槎,卧铁。竹笼杩槎现在还在使用杩槎三角形的木架杩槎达五六米,重达一吨,内江鱼嘴的位置多个杩槎固定连成一排,截江断流杩槎取材方便,摧毁起来很方便因为工程。

为了保证每年都挖到用石头做了五个石,埋在河床底下记号只要挖到石就。后来人们发现石马容易被水冲走,移位不准确因此在明朝把石马升级成了卧作为“深淘滩”的标准写了卧两个字卧一共四根是历史上不同时期埋下去的。

到了第二年春天时节结束放水放水就是砍杩槎,捆绑杩槎的麻绳砍断三角形杩槎就散架了溃散掉了杩槎砍完之后,滚滚的就会宝瓶口杩槎,砍杩槎,也是放水节古时候放水节是非常隆重的,的官员都要来沿江百姓,看岷江水流过来,会深深鞠躬。拜水都江堰。

拜水都江堰问道青城山余秋雨先生游览都江堰、青城山后留下的墨宝是道教圣地中国道教的发祥地之一,非常近,只有十几公里问道青城山

都江堰三大水利工程,我们已经讲了鱼嘴、飞沙堰,该讲最重要的宝瓶口了,且听下回分解。

都江堰——8宝瓶口

大家好!书接上回,岷江水经过鱼嘴、飞沙堰来到了玉垒山前,玉垒山成为了内江流向成都平原的天然屏障。而玉垒山又是必经之路,怎么办呢?

没有捷径可走,只有开山凿石,打开一个缺口。这就有了宝瓶口水利工程,虽然我们是最后讲它,其实它是三大水利工程里面第一个修建的。

当时的中国正处于战国时期,那时还没有发明火药,也没有机械作业工具,要把大山劈开,就只能像“愚公移山”一样,依靠钢钎和石锤,旷日持久地凿打。如果使用这种方法凿开玉垒山,至少需要30年的时间。都江堰最初是个军事工程,是为战争而准备的,怎么可能等李冰30年呢,秦国的统一大业迫在眉睫啊!总工程师李冰又发挥了聪明才智,居然运用了现代人常用的“热胀冷缩”物理学原理,对山体岩石进行“火烧冰激”。

李冰先让民工在玉垒山虎头岩的岩面中间,凿一个深槽。然后在深槽里面放大量的木柴,点火燃烧,石头遇高温开始发红、膨胀。再用冰凉江水,一瓢瓢泼到滚烫的岩石上。经过热胀冷缩,岩石崩裂疏松后,民工们才腰系吊绳,登上虎头岩挥锤凿打,这样一来,工程的进度大大加快了。

八年以后,李冰终于带领民工们凿开一条宽20米,长80米,深是40米的缺口。宝瓶口的深,指的是整个宝瓶口的深度,不是水深,水深的话,冬天大概是七到八米,夏天大概是14到15米。

李冰之所以要打开这么一个缺口,除了让岷江向东改道成都,为战争需要的粮草运输开辟开一条水路外,另外一个很重要的原因是,只有把岷江水分流到东边,才能减少西边江水的流量。只有这样,四川才能西边不再“泽国”,东边不再“赤盆”,“沃野千里,鱼米之乡”才有了可能。

缺口开凿好之后,跟玉垒山分离开的山体。人们很形象地给它取名“离堆”。离堆和对面的玉垒山,形成了一个天然的节制闸,从而控制住了进入成都平原的水量,因为缺口形状很狭长,很窄,像瓶口,又给成都平原送去了取之不尽,用之不竭的水源。所以后人非常形象地给它取了一个名字,就叫“宝瓶口”。这个工程是唯一使用2200多年,无需岁修保养的工程。

离堆还有另外一个作用,就是在夏天的时候,它能够与飞沙堰相配合,把大量的洪水和泥沙排到外江去。

离堆的外面就是离堆公园,离堆的上面是伏龙观,里面供奉着李冰的石像。离堆的下面是伏龙潭,传说伏龙潭里面锁着,李冰父子制服的岷江孽龙。

到这里,都江堰的鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三大水利工程就讲完了。岷江水也畅通无阻地流进了干旱的成都平原。创造如此空前绝后水利工程的李冰,到底是一个样的人物呢?

都江堰——9川主大帝

大家好,书接上回,李冰完成了都江堰的建造,终于把岷江水引入了干旱的成都平原。

面对清澈、温顺的岷江水,成都老百姓纷纷主动开挖大小沟渠,把水引向田间地头,成都平原很快就形成了巨扇式的灌溉网。短短数十年,曾经旱涝无常的四川盆地就增加了数万顷良田。成都平原也就此成为了当时最大的粮仓。

李冰终于完成了秦昭襄王交给他的“改道岷江,建设天下粮仓,建设军队粮草补给线”的重任。秦国也实现了司马错“得蜀则得楚,楚亡则天下定矣”的军事战略。此后2200多年,无论中华大地的政治格局、经济重心、社会发展如何调整变化,成都平原始终富甲一方,从未衰败过。

李冰自公元前272年来到四川,担任四川郡守,相当于现在四川省的省长。他先用三年多时间,勘察岷江水情,酝酿都江堰的建设方案;再用八年多时间,开山凿石建设宝瓶口;又用四年多时间,竹笼装石建设鱼嘴。李冰与数万民工历时16年的日夜鏖战,直至公元前256年,都江堰终于投入使用,开始造福四川人民。从此都江堰被四川人民称为“镇川之宝”,李冰也被奉为了“川主大帝”。

人们惊叹都江堰的鬼斧神工,对它的建造者们更是顶礼膜拜。南北朝关于李二郎的传说离奇经相关人士考证李冰其实并没有儿子,只有两个女儿,可是我们中国古人讲究不孝有三,无后为大。这样一个伟大人物怎么能够让他背上不孝的骂名呢?后人就给他了一个儿子二郎神杨戬下凡。

如此空前绝后水利工程的,李冰到底是一个什么样的人物呢?大失所望正史对李冰的记载非常少,只有蜀守三个字儿连他姓什么都没有后汉书记载他姓李

一直到1974年,要修外的节水闸,安澜索桥位置,后移100米人们桥墩底下发现了一块儿长米重吨特别大的石头据说工作人员差点儿炸幸亏没炸,把石头翻过来一看,竟然是一个人像。是脸朝下趴在河床底下的,面目五官,身上穿的衣服纹路保存非常完好。更重要的是在衣服人们发现了两排清晰可见字儿
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