天府之源 水利鼻祖

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  号称“天府之国”的成都平原,曾经是一个旱涝灾害都十分频繁而严重的地方。这是因为流经成都平原的岷江,流量大,水流湍急。而岷江口又是长江中游和上游的分界点,春夏山洪暴发之时,江水奔腾而下,从灌县进入成都平原,狭窄的河道常常引发洪灾。在枯水季节,由于灌县岷江东岸的玉垒山地势较高,阻碍江水东流,难以引水灌溉东岸的田地,常常造成旱灾。李白在《蜀道难》中曾有“蚕丛及鱼凫,开国何茫然”“人或成鱼鳖”的感叹和描写。
  成都平原这种“旱涝双煞”的境地在公元前256年前后一变而为“水旱从人”。这种神奇的变化就完全依赖于秦国蜀郡太守李冰和他的儿子率领当地民众修建的都江堰。都江堰巧妙地利用了岷江出山口的水文和地形特点,科学解决了江水自动分流、自动排沙、控制进水流量等问题。世界上历史悠久的水利工程并不少见,但要论历史最悠久、规模最大、历经数千年还一如既往地发挥作用的水利工程就非都江堰莫属了。
  都江堰工程以“乘势利导、因时制宜”和“深淘滩、低作堰”等技术特点而著称,具有非常高的科技含量,是浑然天成和精雕细琢的完美结合,堪称中国古代水利史上的瑰宝。2000年,都江堰与青城山联袂入选世界文化遗产名录。2018年,都江堰被国际灌排委员会(ICID)列入(第五批)世界灌溉工程遗产名录。
  都江堰的工程特点
  都江堰之所以伟大,与其独一无二的工程特点分不开。这些特点包括即使在今天也毫不落后的规划与选址、巧妙的工程设计、因势利导和导疏控相结合的利水理念。
  在规划选址方面,充分考虑到成都平原和岷江的地势,考虑到都江堰距成都的50公里距离和高达273米的落差,将核心的渠首工程设在岷江出山口,作为制高点,以扼制从峡谷而来的湍急水势,防止其直泻成都平原,又充分利用其较高的地势,为灌溉整个成都平原提供了条件。可以说,都江堰的选址就在岷江这条桀骜不驯的巨蟒的七寸上,有了都江堰,就可以事半功倍地扼住岷江。
  都江堰工程设计即使是在2000多年后的今天也让人叹为观止、使人感觉精妙绝伦。都江堰的枢纽由鱼嘴、宝瓶口、飞沙堰三部分组成(图1)。这些工程的有机结合实现了自动引水分流、自动排沙防洪、自动调控岷江内外江水量的奇迹。“鱼嘴”实际上是一个分水堤,而且是个“AI”智能分水堤。通过鱼嘴能够按照实际情况把岷江水一分为二,一部分入外江走,经过鱼嘴分流的一部分江水通过宝瓶口引水口进入内江,成为成都平原富庶之本,提供了成都平原大部分的灌溉用水,除灌溉用水之外的部分则通过外江直排长江。为了防止上游来水较大时排入内江的水量过大,导致成都平原洪涝灾害的发生,在宝瓶口的前方还设计了飞沙堰。通过控制飞沙堰的高度,既能够控制内江的水量在一定范围内,又能够把水中的沙石抛向外江,防止内江泥沙淤积,确保内江安全畅通。
  都江堰水利工程是因势利导、疏堵结合的典范。鱼嘴可通过飞沙堰根据上游来水自动调节内外江分水比例。在上游来水较小时,四成流入外江,六成流入内江以保证灌溉用水。而在上游来水猛增的洪水季节,水位升高超过鱼嘴,则大部分水流汇入外江,只有少部分水流分入内江,确保成都平原不受洪涝灾害的侵袭。飞沙堰能够做到一石二鸟,依赖于有效的维护和管理。每年枯水季节,人们都要对都江堰进行维护,将内江河道淤泥淘去,使河道变深,使来年随洪水而来的淤泥有足够的库容。在修建河道时,遇到河流的弯道就尽可能截去锐角,尽量使河岸线形流畅,减少河水对河岸的冲击。在河道比较直的地方,把河床中心淘深,既可以使枯水季节的水流比较集中,确保生产生活用水,又可以在多水季节让水排出顺畅,防止洪涝灾害的发生。
  当然,都江堰除工程设计方面独树一帜外,在建筑材料和施工技术方面也有“竹笼、杩槎、羊圈、干砌卵石”等创新。
  都江堰的人文特征
  都江堰除在工程和技术方面独领风骚外,在历史和文化方面也有其独有的特征。许多历史文物的生平事迹不清,依賴推算或者猜测的情况较多。都江堰也曾经经历过很长一段类似的时期。在1974年以前,尽管很多人都相信都江堰水利工程是李冰组织修建的,但缺少相关的历史文献记载和考古遗址,其究竟为何人在何时修建,也还只是个猜测。
  这种情况在1974年3月得到了完全改变。在迁建安澜索桥时,在河头清理出一尊身高2.9米,肩宽0.96米,重约4吨的石像。石像衣襟中间和左右袖上有隶书题记三行:“故蜀郡李府君讳冰,建宁元年(公元168年)闰月戊申朔廿五日都水掾,尹龙长陈壹造三神石人治水万世焉”。包括李冰石像和后续陆续发现的5尊石像的服饰风格都是典型的汉代风格,雕凿手法也是汉代圆雕,这证明蜀郡太守李冰组织修建都江堰的历史是完全可靠的。
  除石像外,考古人员还发现了纪念东汉两位堰官的石碑。碑上刻了15行约400字。石碑记载了在东汉时期,郭择和赵汜两位都江堰堰官,在冬天组织老百姓疏通河道,避免了来年洪水冲毁河堤的事迹。考古人员发现这个石碑就立在李公祠。
  许多人认为都江堰只是个水利工程,但其出生带着浓厚的军事色彩。公元前272年,30岁的秦国人李冰奉秦昭王之命来到蜀郡担任郡守。按照秦国的耕战文化和司马错的军事思想,这位青年郡守要把自己的属地建成秦国统一天下的战略基地,而当时秦楚两国也已形成了剑拔弩张的对立局面。把旱涝频繁的成都建设为粮仓,使其真正成为战争补给线和供应基地的重任,历史性地落在了他的肩上。李冰来到蜀郡以后,马上对蜀郡的农田水利状况进行实地考察并决定在灌县城郊凿通玉垒山,引水分洪,再在这段江中筑坝分流,江水东引,灌溉东侧成都平原的大片农田。李冰组织了数十万民工,开山凿石,修堰开渠,经过多年的艰苦奋战,最终建成了都江堰水利工程。所以,都江堰工程建设的终极目的还是军事需要。
  都江堰的治水理念充满了生态文化智慧。生态文化是人与自然共生共荣、协同持续发展的文化。都江堰建造之时生产力水平很低,但其所采用的治水理念富含朴素的生态理想与智慧。都江堰在建造过程中,以尽可能不破坏自然环境为前提,变害为利,做到了尊重自然、追求和谐。李冰建造都江堰水利工程,在实地考察和调查研究的基础上,充分发挥人民群众的首创精神,才有了多项开创性的工程和技术应用。几千年来,都江堰工程实施“岁必一修”,根据水文情势和工程运行情况的变化,及时按照“深淘滩、低作堰”等要求,“遇弯截角、逢正抽心”的方法进行科学修缮,并将这些要求归纳总结为“三字经”“八字诀”,体现了生态文化的时代性与高效性。   都江堰所在地是道教文化圣地青城山。“道法自然”是老子提出的重要哲学思想。在道家看来,一切事物的运行法则都必须遵循自然规律,不得人为地随意改变,否则会受到自然规律的惩罚。都江堰合理利用地理条件和水量、水流速度及落差等水文特点,以最少的设施和最小的工程量创造性地建造了一座能够自动分水、泄洪、排沙及灌溉的枢纽工程。就地取材、费省效宏的建造方式,结构精巧、自动操作、易于维修的高超技术,处处彰显出尊重自然规律的运行法则和维护生态环境的建设观念。
  都江堰水利工程的建筑和山川浑然一体,自成特色外,还建造了李冰石像、二王庙、观景台等文化景观。同时,千百年来留存下来的祭水、祭神、祭人的诗词书画等水文学遗产,与都江堰水利工程融为一体,让后人祭祀活动不断,观光流连忘返(图2)。这些人文特征也是构成都江堰国家5A级风景名胜区的重要部分,应强化人文景观与水利工程本体的互动,使都江堰既体现出工程的伟大,又成为一个血肉丰满的文化巨人。
  都江堰的保护利用与启示
  都江堰的水利利用价值巨大。稳定的水源、优越的自流灌溉模式与成都平原的优质土壤相结合,使成都平原的农业生产迅速发展。都江堰灌溉造就了繁荣富饶的“天府之国”,使成都平原成为重要的粮食产区和财富重地。在和平时期,都江堰灌区以雄厚的赋税产出,支持国家发展。在战乱时期,四川则成了中原文明避难之所和复兴的战略重地。三国时期,刘备依托蜀地,建立了长达44年的蜀汉政权。在此前后,成都曾先后5次作为割据政权的都城。现在,都江堰除了灌溉用水,每年枯水期还向成都市提供45立方米/秒的生态环境流量,保证了该地区的生态环境用水和人畜饮水。
  都江堰历经2000多年的岁月沧桑,其灌溉功能依然保留完好,不但与其尊重自然、设计科学合理、受到自然的反作用力較小有关,更与其科学合理的维护管理制度密不可分。与许多短命工程不同,都江堰水利工程从兴建开始就确立的岁修制度,即使到了今天也还对我们有重要启示。
  都江堰岁修制度是指每年冬春枯水时对都江堰进行系统维护和维修,形成习惯和全社会遵守的制度。岁修包括在每年维修的基础上,每隔一定时间后的大修,或特殊情况时进行的特别修缮。都江堰的岁修形成于何时?由于都江堰历史悠久,早期传世文献缺略,这一问题实际上还没有定论。有学者认为在建堰之初岁修制度即已经起源,在汉代已经基本形成完善。和其他水利工程相同,每年洪水过后,都江堰的堰体都会受到一定冲击,内江河道也会由于沙石淤塞而发生改变,从而影响其发挥作用。图3是宝瓶口露出后的照片。可以看出,在水流冲刷和泥沙的冲击作用下,宝瓶口遍布伤痕。我们不能为了防止都江堰受到损坏而不去使用它,因为即使到今天,都江堰的实际利水价值也是这一世界文化遗产最耀眼的明珠。但是,在维修过程中如何不改变其结构、形貌和形态,又进一步增强其抵御自然破坏力量的能力,就很值得我们去研究了。
  历史文物价值和现代水利枢纽的利水功能是都江堰的两个不可或缺的支柱。延续千年的造福于人民的利水功能,是都江堰区别于其他世界灌溉工程遗产的最重要特征。对都江堰的保护与发展应该充分考虑其特殊性,在保护好其历史文物价值的同时,保证其利水功能不受弱化或破坏,这样才能使都江堰适应时代需要,持续发展。要做到这一点,就应该进一步坚持和完善岁修制度,同时在可能影响到都江堰生态条件、地理环境和水文环境的区域内进行工程建设时,要经过科学和慎重的评估,避免由于地理和水文条件变化导致都江堰的利水功能受损。
  在国家财力和工程能力显著提高的今天,还需要防止对都江堰水利工程的过度修缮和改造。今天的社会对水资源的需求和对水利工程的要求在不断变化,具有数千年历史的都江堰可能也会存在各种无法满足现代社会要求的地方。要防止对都江堰提出大幅度增加内江分水量、满足灌区不断增长的用水需求等过高的要求,特别是要防止为了这样的目的对其或者附属设施进行过度的维护甚至是改扩建。因为经过了数千年风雨洗礼的都江堰,不仅仅是一个水利工程,更是一个值得全中国人骄傲的、属于全人类的世界文化遗产!
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