




關于都江堰,相信絕大多數(shù)的中國人都不陌生,人們都知道,這是戰(zhàn)國時期,秦國的蜀郡太守李冰主持修建的一項著名的水利工程。筆者二十多年前曾去過都江堰,完全是旅游,加之太年輕,所以也沒看明白什么。這次為準備這期水利問題的專輯,讀到了周魁一先生所寫的關于都江堰的數(shù)篇文章,并在這些文章的引領下,又拜讀了譚徐明教授的《都江堰史》,才明白了原來都江堰蘊含著這么高的科學智慧,也意識到了這座舉世無雙的水利工程面臨著多么嚴重的現(xiàn)實威脅。在采訪周魁一先生時,曾當面向周先生請教都江堰水利工程的設計問題,周先生的講解專業(yè),且淺顯易懂,仿佛上了一堂美妙的水利科學課,對都江堰更加神往。遂有此次都江堰之行,到現(xiàn)場再度體會中國古代先民那些偉大的智慧。
都江堰位于現(xiàn)在的四川省都江堰市,距成都市60公里左右,旁邊還有著名的道教旅游景區(qū)——青城山。如今,這里的廣告詞是“問道青城山,拜水都江堰”。而筆者天性駑鈍,對于宗教這類通往彼岸世界的人類精神活動向來缺少慧根,想不出來該問什么。倒是對于“水”這種老子評價為“幾近于道”的現(xiàn)實物質,產生了無休止的問題,故此文名之曰:問水都江堰。
1 都江堰是什么
依筆者的理解,都江堰至少有兩層含義:第一,是項水利工程措施;第二,是一種中國古代的水利科學原理。要完整地理解都江堰的內容,必須把握住這兩個方面,缺一不可。
我們先從作為水利工程的都江堰說起。
發(fā)源于岷山的岷江一路挾沙裹石,奔騰南下,沿成都平原西部山地的內緣形成一道下切的河谷,一直流到四川樂山,又接納了大渡河、青衣江后繼續(xù)南下,在宜賓匯入長江,這是古老的岷江河道。都江堰水利工程,就是在岷江由青藏高原進入四川盆地的入口處,修建了一個人工的分流渠道的進水口即寶瓶口,通過寶瓶口,將一部分岷江水引流向東和東南,與成都平原有的河流、池塘構成一個完整的兼具灌溉與航運動能的水利體系。這條分流渠的總渠在都江堰這段稱之為內江,而岷江原有的古河道稱之為外江。之所以能通過一個分水渠道讓一部分岷江水改變方向,自流灌溉,是由天然地形條件決定的。成都平原位于四川盆地西部,青藏高原向四川盆地過渡的地帶,整個平原自西北向東南傾斜,西部山區(qū)海撥高達4000米,東南部只有400米,地面坡降從西北的8‰逐步過濾到3‰,利于自流灌溉和航運。①引出來的岷江水在古代時就能灌溉數(shù)百萬畝良田,在現(xiàn)代,1994年時,就超過了1000萬畝的水平。正是因為都江堰的修建,成都平原成了物產豐饒的天府之國。充沛的岷江來水曾讓成都平原河湖縱橫,所以,古人對此又有“陸?!奔础瓣懙厣系暮Q蟆敝Q。一條岷江能有這么大的水量嗎?有的,岷江雖然不算太長,只有711公里,但水量豐沛,年平均水量900億立方米,遠遠超過全長5000多公里的黃河,黃河干流的年平均水量只有560億立方米。②
乍看起來,都江堰的核心工程是寶瓶口,就是在河流左岸的玉壘山間鑿開一條水道,讓分流出來的岷江水由此改變方向,由向南流變?yōu)橄驏|流,被鑿出來的這座新的小山頭被稱之為“離堆”,大概是“離開主山的石堆”之意,這條水道的工程量巨大,令人每每驚嘆于在沒有現(xiàn)代工程技術的先秦時代,古人是如何能完成如此巨大的工程量的。然而,這并不是都江堰的奧妙所在,因為問題遠不是分出一部分水來并讓其改道那么簡單。細追問下去,問題就來了,從岷江分多少水出來夠下游灌溉所用?怎么控制分水量?河流均有豐水期與枯水期,如何保證豐水期不受洪澇災害,枯水期仍有水灌溉?岷江上游是多地震帶,山巖松懈,故河水含砂石量較大,據研究,岷江上游攜帶的推移質(被水推著移動的石礫)平均年移量在150萬噸,河床上卵石粒徑一般為124—248毫米,最大的1000毫米。③那么,如何在這里攔下砂石,保證送到下游灌溉的只是清水?也就是說,都江堰解決的是水量調劑、防洪排沙等一系列的問題,而且,解決的手段之巧妙、思考之系統(tǒng)整體、對自然條件之充分利用都達到極致。
我們得花些筆墨把各個系統(tǒng)工程解釋清楚。
都江堰面向岷江來處的第一道工程叫魚嘴,這個工程的主要功能是分流和排沙,在這里,正面寬達350~700米的岷江被一分為二,一邊為右邊的內江(面向水流來的方向),一邊為左邊流向岷江古河道的外江。從直觀的觀察就能看到:內江窄,約100多米,外江寬,約200多米,內江深,外江淺。內江河段全線呈前寬后窄形,頭部魚嘴入水處寬約130~70米,而到寶瓶口,河道僅寬23~17米,出了寶瓶口又變寬了,正是由于這種形狀,此處才稱為寶瓶口。內江河道底部要比外江河道底部低2~3米以上(據現(xiàn)場導游介紹,未查到準確的