余秋雨先生在游覽都江堰、青城山后寫下了這樣一句話，“拜水都江堰，問(wèn)道青城山”。我國(guó)山水眾多，各有不同，成都地區(qū)的山水文化可見(jiàn)一斑。都江堰作為成都平原地區(qū)重要的水利工程，從開(kāi)始至今已經(jīng)運(yùn)作兩千年，造福不少后人。

美麗的都江堰

水文治理向來(lái)是我國(guó)的重點(diǎn)難題，以黃河為例，歷朝歷代都對(duì)其有大量修改，時(shí)至今日卻也無(wú)法完全解決這個(gè)問(wèn)題。河道變化、氣候影響都會(huì)不斷影響水利工程后續(xù)維護(hù)，因此難以長(zhǎng)存。為何都江堰卻能安穩(wěn)存在兩千年之久，它的工作原理是什么？到了今天甚至被稱作水文治理的千年奇跡？

接下來(lái)本文會(huì)從都江堰的基本歷史進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，隨后仔細(xì)地從工程劃分、治理原理來(lái)著重介紹這塊風(fēng)水寶地。

從都江堰的水文地理來(lái)看，岷江是長(zhǎng)江上游的重要支流，河口每秒的平均流量在2800立方左右，年徑流量是黃河道一倍多。流經(jīng)地區(qū)包括汶川、成都、眉山、樂(lè)山、雙流等多處地方，該地水文以都江堰為上游，是當(dāng)?shù)氐闹饕础?/p>

李冰治水

周朝滅亡后，秦孝文王派李冰作為蜀郡太守。公元前256年左右，為“辟沫水之害”，出于改善河流的航運(yùn)和灌溉利益方面的考慮。李冰征調(diào)民工，在岷江上修筑了都江堰水利工程。

都江堰樞紐位于岷江中部，該地位于岷江山谷河道進(jìn)入成都沖積平原的位置，這里剛好也是成都扇形沖積平原的頂點(diǎn)。以此作為分水引流的最高點(diǎn)，可以很好地保證灌區(qū)的分流灌溉。

都江堰工程原理

基本的思路方案有了，接下來(lái)就是進(jìn)行動(dòng)工。都江堰水利樞紐主要在三個(gè)地方，“魚(yú)嘴”、飛沙堰和寶瓶口三個(gè)部分。這三個(gè)部分分工明確，配置合理，使得都江堰長(zhǎng)盛不衰。

先來(lái)看看魚(yú)嘴部分，該處位于江心，把岷江分成內(nèi)外兩條，由于形似魚(yú)的嘴部，因此取名為魚(yú)嘴。它的主要作用在于行洪，內(nèi)江位處東邊，是人工引水的總干渠。

都江堰魚(yú)嘴

內(nèi)江位置的取水口寬150米，外江取水口寬130米，該處利用地形優(yōu)勢(shì)把江水按照魚(yú)嘴的分水比例進(jìn)行分流。春季時(shí)，水量小，四成江水流入長(zhǎng)江，六成江水流入內(nèi)江，以此保證春耕。進(jìn)入春夏階段，雨季江水較多，水位高過(guò)魚(yú)嘴，六成水被分流出外江，四成水流入內(nèi)江，以此保護(hù)灌溉地區(qū)。

都江堰魚(yú)嘴分水原理圖

由此可見(jiàn)，魚(yú)嘴決定了內(nèi)外江的分流比例，是整個(gè)都江堰水利的關(guān)鍵部分。另外這種四六分法也被人們稱作“分四六，平潦旱”。魚(yú)嘴外緣部分的內(nèi)、外金剛堤起到一個(gè)聯(lián)合作用，使得魚(yú)嘴能夠穩(wěn)定地保證分流。

其工作原理為，魚(yú)嘴彎道水線的運(yùn)動(dòng)規(guī)律得到滿足，彎道中的水流水多走直，水少走彎。而魚(yú)嘴位置便是在豐枯水期水流中泓線偏轉(zhuǎn)的臨界點(diǎn)，豐水期中泓線指向外江，因此6成的水便能流入外江。

“分四六，平潦旱”

進(jìn)入枯水期，中泓線指向內(nèi)江，這時(shí)近6成的水流入內(nèi)河道。在此之間，彎道水流里的泥沙還具有一種運(yùn)動(dòng)規(guī)律。魚(yú)嘴所在的外江位置，剛好處于彎道的凸起位置，上游水流挾帶的泥沙在彎道環(huán)流的作用下被帶進(jìn)凸岸部分的外江，這使得泥沙量少的水流入凹岸處的內(nèi)河部分。

榪槎

另外，人們?cè)谒倪\(yùn)作的關(guān)鍵時(shí)期還會(huì)進(jìn)行額外的人為干預(yù)，制作榪槎是其中最主要的方法。通過(guò)三根相互捆綁的木樁制成一個(gè)三角支架，在需要施工的位置放置榪槎并連接，同時(shí)每個(gè)榪槎里面還會(huì)放置卵石籠，以此保證榪槎的穩(wěn)固性。

這樣一來(lái)攔水截流的臨時(shí)調(diào)節(jié)方案便可以很好地進(jìn)行一種人為控制。一般這種方式在春季流水較少的時(shí)候才會(huì)使用這種方法，以此增大內(nèi)河的水流供給。不過(guò)這種傳統(tǒng)的方式已經(jīng)被永久性水閘取代，靈活性和時(shí)間上面更加穩(wěn)妥。

都江堰水利樞紐示意圖

目前的魚(yú)嘴由條石漿砌、混凝土筑成，堤壩位置一直向下游延伸，完成金剛堤的修筑。歷史上的魚(yú)嘴位置有過(guò)多次變化，但影響都不是很大，上游位置的百丈堤連同整個(gè)魚(yú)嘴位置共同協(xié)調(diào)，幫助泄洪、排沙以及水量調(diào)節(jié)。

來(lái)到飛沙堰，這里是都江堰水利工程的中段部分，最主要的作用是排沙。

飛沙堰

該處于唐高宗龍朔年間，大約在公元663年建成。這是內(nèi)江泄洪排沙的主要通道。飛沙堰取自金剛堤下段的一處缺口，位于虎頭巖對(duì)岸，堰頂高過(guò)河床2米。

它可以把超出灌溉區(qū)水量的水排出至外江，保障平原不會(huì)受到洪澇作用的影響。彎道環(huán)流時(shí)，由于離心力的作用，凹岸水位高，水深壓力大。在這種壓力作用下，凹岸底部的水流流向凸岸，形成了彎道環(huán)流。

這種環(huán)流形成的強(qiáng)大作用力能夠?qū)⒋罅可笆八Α背鲋镣饨?，避免?nèi)河於塞。另外，飛沙堰的低作堰原則使得超過(guò)寶瓶口流量上限的內(nèi)江水漫過(guò)堰頂流入外江。如果遭遇大型水澇，堰體會(huì)自行潰解，讓水流重回岷江正流。

“寶瓶口上寬下窄”

最后便是寶瓶口部分，這是都江堰的引水工程，此處是玉壘山延伸向岷江的山崖山人工開(kāi)鑿的缺口。寶瓶口上寬下窄，底部寬約14米，頂寬28米，高度在18米左右，峽口長(zhǎng)36米。入水口寬70米，出水口寬40~50米。整體形狀如同瓶子，因此得名寶瓶口。

寶瓶口

這在當(dāng)時(shí)其實(shí)是一個(gè)不小的工程，那時(shí)的古人基本沒(méi)有什么現(xiàn)代科技可言，靠的就是傳統(tǒng)方法。以火燒石，用冷水澆潑，這使巖石急劇的膨脹收縮炸裂，再進(jìn)行人工開(kāi)鑿。

寶瓶口的作用是配合飛沙堰進(jìn)行水流節(jié)制，這是控制內(nèi)江進(jìn)水量的關(guān)鍵。如遇洪水期間，內(nèi)江水位高度超過(guò)飛沙堰，洪水便從外江部分流走。寶瓶口的約束作用能夠讓水流不會(huì)太湍急，以此達(dá)到防洪堤的效果。

都江堰示意圖

而內(nèi)江區(qū)域的水流經(jīng)寶瓶口后，便順應(yīng)地勢(shì)的高低變化，自然而然地形成一個(gè)分支引水的灌溉渠系，該系統(tǒng)灌溉了成都平原上一千多萬(wàn)畝的農(nóng)田。在寶瓶口的左岸山崖上還刻有數(shù)十條石線，每條間隔30厘米左右，被稱為水則。

這是我國(guó)最早采用的水位標(biāo)尺，以此來(lái)觀測(cè)水位的漲落。都江堰地區(qū)的水位標(biāo)尺隨著灌溉面積的增加而不斷擴(kuò)大。進(jìn)入清朝時(shí)期，都江堰的水位刻劃已經(jīng)達(dá)到了二十四劃。

美麗的都江堰

飛沙堰和寶瓶口兩者相輔相成，共同調(diào)節(jié)水流和排沙。沿金剛堤順勢(shì)而下的急流受到寶瓶口的限流作用，在瓶口外形成一個(gè)洄水，此即為“伏龍?zhí)丁薄?/p>

從整體上來(lái)看，都江堰的水利建設(shè)因地制宜，人為干擾實(shí)則并沒(méi)有太多，同時(shí)該地的氣候變化分明，雨季降水時(shí)間穩(wěn)定。該地建造之初便是為了引水灌溉和防洪，但都江堰的良好的規(guī)劃也使之具備水運(yùn)功能和城市供水。

一直到今天，都江堰仍是我國(guó)的重要水利地點(diǎn)。

美麗的都江堰

上千年以來(lái)，都江堰水利治理穩(wěn)定，將岷江一分為二，避免岷江成為水害，同時(shí)還造福農(nóng)桑。該地促進(jìn)了早期整個(gè)四川地區(qū)的政治、經(jīng)濟(jì)以及文化發(fā)展。

“岷江一分為二”

農(nóng)業(yè)灌溉的效益隨著日后的灌溉渠系的發(fā)展逐漸被重視，寶瓶口處不斷擴(kuò)展，從秦朝時(shí)期的郫縣到成都內(nèi)部，灌溉面積達(dá)到萬(wàn)傾。此后，都江堰的主要功能便是集中在農(nóng)田灌溉。

進(jìn)入現(xiàn)代以后，通過(guò)科技手段對(duì)都江堰水利工程的加固強(qiáng)化，魚(yú)嘴、寶瓶口、離堆以及所有分水堤都進(jìn)行了保護(hù)。如今的都江堰更勝?gòu)那啊?/p>

“離堆”

所謂前人栽樹(shù)，后人乘涼。都江堰水利工程從開(kāi)始至今就一直得到了良好的管理，使得都江堰成為了四川經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要地段。都江堰水利也是水文治理上的一個(gè)成功的長(zhǎng)期有效的經(jīng)典案例。驚訝于先輩們的智慧之時(shí)，如今我們?nèi)孕枰獙?duì)它加以維護(hù)，才能讓其長(zhǎng)存。