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两千年的奇迹——都江堰

 营养及健康管理 2023-11-16 发布于贵州

余秋雨先生说“拜水都江堰,问道青城山”。非常准确、传神地反映了都江堰的水和青城山的山均非同一般,也突出了当地的文化内涵和旅游资源特色。

都江堰位于四川省成都市都江堰市城西,坐落在成都平原西部的岷江上,始建于秦昭王末年(约公元前256~前251),是蜀郡太守李冰父子组织修建的大型水利工程,由分水鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口等部分组成,两千多年来一直发挥着防洪灌溉的作用,使成都平原成为“水旱从人、沃野千里”的天府之国,至今灌区已达30余县市、面积近千万亩,是全世界迄今为止,年代最久、唯一留存、仍在一直使用,以无坝引水为特征的宏大水利工程,凝聚着中国古代劳动人民勤劳、勇敢、智慧的结晶。

都江堰为什么这么神奇,可以工作2000多年?它对四川和成都有什么重要的意义?今天我来讲这个问题。要说这个问题,先看都江堰的历史背景,为什么要要修建都江堰?

我们都知道,世界上古老的文明其实大多是大河文明。人类从原始社会进入农耕社会,农耕种地灌溉就得有水,因此大部分文明都是建立在河畔,如古埃及建立在尼罗河畔,尼罗河每年泛滥一次,洪水带来养分,每次水退了之后,土地更加肥沃,于是就产生了文明;古巴比伦在两河流域;古印度有恒河;中国古代有长江黄河,主要是黄河流域。

不知大家注意没有,中国古代有很多与水有关的传说,就是因为水在上古时代非常重要。如有一个人叫鲧,鲧去治水采用土屯的方法,土屯就是把要被水淹的地方的土垒高,后来发现这种方法不行。舜(皇帝)又派鲧的儿子大禹去治水,大禹经过充分的考察,他说应该把大河的水都导到海里面去,采用疏导的办法,最后用10多年时间终于治平水患。后来,大禹的儿子启建立了中国的第一个王朝——夏朝。

到周朝末年,春秋战国时代,最强大的国家是秦国,秦国因商鞅变法后非常强大。当时,秦国也修了很多水利工程,比较有名的是郑国渠(修渠的人名字叫郑国)。除了关中地区的郑国渠外,还有灵渠和我今天要讲的都江堰。

都江堰为什么要修?在秦惠王时代,秦国已经开始准备讨伐六国统一天下,当时秦国内部对先攻打谁存在分歧,有两派意见,分别以张仪和司马错为代表。以张仪为代表一派认为应先攻打韩国,因为韩国比较弱小,而且跨过韩国就到周天子的地界,可以挟天子以令诸侯。以司马错为代表一派认为应先攻打蜀国,蜀国当时还不是战国七雄,属于蛮夷,是蛮夷中比较大的国家。当时的蛮夷有两个,一是蜀国,一是巴国。司马错一派主张打蜀国之后顺长江而下,就可以打楚国,打败楚国后天下就定了,秦国国君同意了司马错的方案。

公元前316年发生了一个事件,蜀国派兵攻打巴国,巴国向秦国求援。于是秦国派司马错带军队去攻打蜀国,结果把蜀国灭了,又顺便把巴国也灭了。然后,秦国进行了30年的充分准备,兵精粮足了,公元280年,秦军从蜀国出发,顺江而下到了楚国,占领了楚国的黔中县,黔中郡就是涪陵。

这场战争非常精彩,当时秦军乘坐1万艘船,10万士兵,600万斛粮食,只用十几天就到了楚国;如果走陆地,粮食运输就很困难,可能要数月。由此看来,司马错的主张是正确的。秦国本来想利用这个战略继续把楚国灭掉,但发现短时间还灭不掉楚国,所以又回头打韩国。

为什么一时半会灭不掉楚国?是因为成都的问题。成都被秦国占领之后,计划安排蜀国的王公贵族来治理蜀国,但蜀国经常叛变,于是秦国就把蜀国给撤了,直接变成蜀郡,成都就是蜀郡所在地。秦国本来想把成都变成大秦的粮仓和兵营,成都虽然有岷江,但岷江并没有经过成都,成都是一个平原,离岷江还有一段距离,最近的地方也有几十公里。这就面临着第一个问题:运输问题,成都所产的粮食运输到岷江很麻烦;第二个问题:洪水问题,岷江水量丰沛,每到汛期下游都会泛滥;第三个问题:干旱,岷江沿岸容易出现洪水,而成都平原却因为缺水容易干旱,主要是因为成都平原的一座山叫玉垒山,虽然不太高,但把岷江给挡住了,导致岷江的水不能流到成都,极大地影响了成都平原的粮食种植。

因此,成都无论是做大秦的粮仓还是后备兵营,都存在上面几个问题。于是有人提议在玉垒山上凿开一个口子,因为地势是西高东低,可以让岷江水流到成都。开凿运河一来解决了运输问题;二来岷江的干流洪水就少了,洪水问题解决;第三灌溉了成都平原,干旱问题就解决了。这是一举三得的好事,公元前256年,由蜀郡太守李冰和他儿子开始凿运河,这就是都江堰。

讲都江堰的运行原理,先说都江堰的主体结构。岷江流到都江堰这个地方有一个45o的弯,因玉垒山拦住了去路,在玉垒上凿开一个口子让水流出来,再在这里设置一个分水装置。这个分水装置由鱼嘴、宝瓶口、飞沙堰组成,这样水从岷江流来,一部分走主干道,称为外江;一部分走宝瓶口,称为内江。走内江的水如果过多,多余的水经飞沙堰又分流到外江,另一部分经宝瓶口流到成都。

玉垒山石头多,李冰父子利用热胀冷缩原理,先用火烧石头,然后再往石头上浇水,让石头开裂,这样凿就容易了,本来凿开要用30年,而利用热胀冷缩原理仅用8年就凿开了一条长80米,宽20米,深40米的河流。

都江堰蕴藏了很深的道理,水利工程能够一直运转,需要解决几个问题:第一是分水,怎样能够把岷江流来的水比较合理的分配,引流到成都去?第二是控制水量和排沙,枯水期怎样让成都不缺水?汛期怎样控制到成都的水量?怎样让泥沙流入外江?李冰父子二人非常巧妙的解决了这几个问题。

先说分水,鱼嘴这个地方就起到了分水作用,鱼嘴将岷江流来的水一分为二,分为内江和外江,修建时内江深而外江浅,如果是枯水期,大部分水流到内江,因为水深,这时内外江的水量之比是4:6;丰水期外江比较宽,内江比较窄,水流外江分得多而内江分得少,这时内外江水量之比为6:4,可见鱼嘴的功能设计是非常神奇的。除了这个方案以外,还有一个控制水量的方法,就是宝瓶口和飞沙堰,飞沙堰是一个比较矮的堤坝。

宝瓶口是在山上凿出来的一个豁口,本身就有水量控制的作用,水量高水量低都可以控制,因为豁口比较小,这是其一;其二是豁口旁边有一个飞沙堰,水量比较少的时候就能通过豁口流到成都方向,但水量大的时候多余的水就会经飞沙堰流到外江,从而对水起到控制作用,水面再高也高不过飞沙堰。

鱼嘴,宝瓶口,飞沙堰除了有分水和控制水量外,排沙功能也是非常了不起的。它的特点也是利用了物理学的原理,水流流到弯道的时候有一特征,表层水会走外边的岸(凹岸),而底层水携带泥沙会走里面的岸(凸岸)。不知道大家注意没有,我们经常会在河流凸岸的地方发现泥沙堆积。

泥沙从上面被水流冲过来,到弯道的地方,内江就是凹岸,外江就是凸岸,所以大部分清澈的水流到成都方向,带泥沙的浑浊水流到外江,大概80%的沙子从外江排走,20%的沙子流到内江,但不会流到成都方向,宝瓶口的弧形又会对沙子进行分流,这样一来15%的沙子经飞沙堰又到外江,这样一来,流到成都方向的沙子就很少了,只有5%。

内江轮流用杩槎(三角形挡水工具)断流,以便进行淘挖。制定了“深淘滩、低作堰”的岁修原则,以及“遇弯截角,逢正抽心”的八字治水方针。就是每次清理的时候要把内江外江的河道淘深一点,把泥沙清理;而飞沙堰不能垒得太高,太高会导致成都方向的水量增加。“遇湾截角”指的是在河道有拐弯的地方,要将棱角截去,使其变得更加圆滑,以减轻水流对河岸的冲刷。

这主要是因为在河道拐弯处,水流会受到离心力的作用,导致流速加快,冲刷力更强,因此需要采取这种措施来减轻冲刷。而“逢正抽心”则是指当河道比较顺直或者有较多的叉沟时,应该将河床中间部位淘深一些,让水流集中在河道中心位置,避免出现泛流毁岸和淹毁农田的情况。每年到冬天的时候,都会对都江堰进行整修,每年整修一次称为“岁修”。

经反复的修理和维护,2000多年以来,都江堰一直为我们服务着。都江堰是一个无坝引水工程,它无堤坝,却具有控制水量、分水、排沙等功能,可见古人的智慧真的了不起。

正因为有了都江堰,成都才变成了一个“不知饥馑,时无荒年”的富饶之地。在中国历史上有十几年割据势力都在成都建都,如刘邦、刘邦、唐玄宗等,成都的人口密度一直在中国的前面,直到今天,成都的用水还是从都江堰而来,都江堰为成都人民服务了2000多年。

都江堰这个城市因堰而起、因水而兴,要知道水是生命之源,是文明的开端,正是如此,都江堰才会成为拥有世界自然遗产、世界文化遗产和世界灌溉工程遗产的“三遗”之城。

都江堰的历史意义:都江堰的创建,以不破坏自然资源,充分利用自然资源为人类服务为前提,变害为利,使人、地、水三者高度协合统一,是全世界迄今为止仅存的一项伟大的“生态工程”。开创了中国古代水利史上的新纪元,标志着中国水利史进入了一个新阶段,在世界水利史上写下了光辉的一章。都江堰水利工程,是中华文化划时代的杰作,更是古代水利工程沿用至今,“古为今用”、硕果仅存的奇观。

与之兴建时间大致相同的古埃及和古巴比仑的灌溉系统,以及中国陕西的郑国渠和广西的灵渠,都因沧海变迁和时间的推移,或湮没、或失效,唯有都江堰独树一帜,由兴建源远流长,至今还滋润着天府之国的万顷良田。

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