古代中國的工程奇跡源于勞動(dòng)人民的樸素智慧,是在與自然環(huán)境的長期相處中總結(jié)并實(shí)踐而來。從都江堰的巧妙調(diào)水,到哈尼梯田的層層疊翠,再到長城的連綿防御,這些工程奇跡不僅解決了生存難題,更在青山綠水間留下了古人智慧的印跡,成就了人與自然共生的傳奇。
最具技術(shù)含量的水利工程:都江堰
修建時(shí)間 公元前256 年
工程體量 由渠首樞紐、灌區(qū)各級(jí)引水渠道、 大中小型水庫和塘堰等構(gòu)成
建造難點(diǎn) 岷江水流變化無窮,泄洪難、分水難、節(jié)制水量難
所需技能 水利工程設(shè)計(jì);堰工技術(shù);“深淘灘,低作堰”的歲修制度
“拜水都江堰,問道青城山?!背鲎杂嗲镉晗壬摹段幕嗦谩?,現(xiàn)已成為都江堰市的旅游宣傳口號(hào)。都江堰水利工程位于四川省成都平原西部的岷江上,在秦昭王時(shí)期,由李冰父子設(shè)計(jì)建造而成。如今,它不僅為四川盆地中西部地區(qū)的1130 萬畝農(nóng)田提供灌溉用水,還為成都市多家重點(diǎn)企業(yè)進(jìn)行日常供水。
都江堰水利工程采用“無壩引水”的方法,巧妙地借助自然地形布局,自如地將岷江水流引導(dǎo)向需要它的地方。精巧的飛沙堰和寶瓶口等設(shè)計(jì),靈活地規(guī)避了洪水侵襲。在2000 多年前,要想在沒有任何現(xiàn)代機(jī)械幫助的情況下建造和維持這樣一個(gè)系統(tǒng),需要精確地操控水流,同時(shí)還得應(yīng)對(duì)四川復(fù)雜的地形和不時(shí)變幻的氣候。更不用說,還需要組織和管理成千上萬的勞動(dòng)力,并保證長期的維護(hù)工作。這些都是都江堰水利工程能持續(xù)運(yùn)作的關(guān)鍵所在。
最有設(shè)計(jì)感的農(nóng)耕奇跡:紅河哈尼梯田
修建時(shí)間 隋唐時(shí)期
工程體量 從山腳蜿蜒至海拔2000 多米的山頂,梯田級(jí)數(shù)多達(dá)3700 級(jí)
建造難點(diǎn) 干旱季分明,年降水量不穩(wěn)定,水資源管理與生態(tài)可持續(xù)難度大
所需技能 地形選擇與測(cè)量;因地和因水制宜的農(nóng)業(yè)技術(shù);古梯田管護(hù)經(jīng)驗(yàn)
“阿波憶祖千年事,開墾梯田子不愁。”“阿波”是哈尼語中“爺爺”的意思,這里的“梯田”就是著名的云南紅河哈尼梯田。哈尼族人運(yùn)用雙手和鐵犁,將荒蕪山地轉(zhuǎn)變?yōu)榉饰洲r(nóng)田。它不僅是農(nóng)田,更是一幅四季變換的畫卷。不僅如此,梯田之美還在于它與周圍環(huán)境的和諧共生。森林、村寨、梯田垂直布局,再以水系貫穿,形成“四素同構(gòu)”的循環(huán)系統(tǒng),既能防止水土流失,又大幅提升了土地生產(chǎn)力。
最莊嚴(yán)壯麗的軍事工程:長城
修建時(shí)間 春秋戰(zhàn)國開始大規(guī)模修建,秦始皇將斷續(xù)工事連接成完整系統(tǒng)
工程體量 秦漢及早期長城超過1 萬千米,總長度超過2.1 萬千米
建造難點(diǎn) 起伏地形上的建造挑戰(zhàn);持續(xù)的安全威脅;物資和勞動(dòng)力管理難度大
所需技能 版筑技術(shù);建筑規(guī)劃設(shè)計(jì);勞動(dòng)力組織與管理
“不到長城非好漢,屈指行程二萬。”詩句中的“長城”是秦昭襄王為抵御外敵而筑。長城這座跨越中國北部的雄偉建筑,保護(hù)了農(nóng)耕社會(huì)的人民免受北方游牧民族的侵?jǐn)_,確保了中華文明的安全與繁榮。
古代工程師們巧妙地將土、磚、石這些當(dāng)?shù)夭牧限D(zhuǎn)化為一道道蜿蜒的防御壁壘,其間點(diǎn)綴的高聳瞭望塔和堅(jiān)固關(guān)隘,不僅肩負(fù)著防御重任,還成為傳遞軍事信號(hào)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。長城建造牽涉了龐大的物流組織,動(dòng)員了數(shù)十萬勞動(dòng)力。古代技術(shù)和資源相對(duì)匱乏,工程團(tuán)隊(duì)不得不在惡劣的自然環(huán)境中憑借毅力不懈地推進(jìn)工事。
課堂內(nèi)外·初中版(科學(xué)少年)2025年1期