名人名家·战国时期水利工程专家051
文/王斌
每逢清明时节,四川省都江堰市市民都会举办隆重的放水大典,庆祝一年一度的放水节。据史料载,这项祭祀活动源自公元978年的北宋,目的是纪念战国时期都江堰水利工程的缔造者——李冰。
李冰(约公元前302年—235年),战国时期著名的水利工程专家。
公元前316年,秦国兼并巴、蜀,并大量移民巴蜀地区。此前,这一地区一直被中原列国视为“蛮夷”之地,经济、文化都相当落后。
公元前256年,秦昭襄王任命李冰为蜀郡太守。
李冰画像
当时,蜀郡百姓长期遭受水旱灾害。为解决这一问题,李冰实地调查后发现:发源于成都平原北部岷山的岷江,沿江两岸山高谷深,水流湍急。到灌县附近后,进入川西平原,水势浩大,往往冲决堤岸,泛滥成灾。特别是从上游挟带来的大量泥沙淤积在这里,抬高河床,加剧水患,再加上灌县城西南的玉垒山,阻碍江水东流,所以每年夏秋洪水季节,常造成东旱西涝。
李冰认为,治蜀必先治水。从此,便开始着手进行大规模的都江堰治水工程。
去过都江堰的人可以看到,它由宝瓶口、鱼嘴口、飞沙堰三部分组成,分别对应着引水、分水、滤沙的功能,而这些功能的实现,都体现着李冰修建都江堰时的高超智慧。
积薪烧岩:开凿玉垒山,建成宝瓶口,把岷江水引入成都平原
建造宝瓶口引水,需要开凿玉垒山。不同于其他山峰的是,玉垒山的山体由极度坚硬的岩石组成,按照传统人力器具开凿此山需要花费数十年。
为打开坚硬的岩石,李冰用了一个聪明的法子:积薪烧岩。
首先在坚硬的石头上凿出沟槽,然后取山中木柴放置其上点燃后,烧裂岩石,再迅速往裂缝浇灌江水,岩石便在沟槽处自行炸裂。利用此方法,八年间便修好宝瓶口,引岷江河水进入成都平原,灌溉农田。
积薪烧岩图
鱼嘴口:四六分水,二八分沙
能引水之后,便要开始分水,岷江河流湍急,只能取部分用于灌溉。李冰用大量挡水的三脚木架,也就是“杩槎”,固定在江心。然后用竹笼和卵石填充其间,把岷江一分为二,形成内外两江,因外形酷似鱼头,所以取名“鱼嘴”。
在这里,李冰又展示了他的天才之处。鱼嘴修建位置,故意选取河流弯道区域后方,并使外江河床高于内江,两个小小的细节,便形成了“四六分水,二八分沙”的神奇效果。
在冬春之季,岷江处于枯水时期,水流量很小。这时,由于外河床高于内河床,顺应水往低处流原理,六成的河水都流进了内江,从而保证了枯水时期成都平原上春耕的灌溉需求。
而当夏季之时,岷江进入盛水期,湍急的河流在经过弯道区域后,再冲击到鱼嘴处时,就会形成巨大的漩涡,产生巨大的离心力。此时,六成的河水,又夹杂着八成的泥沙一起被“甩”到外江,剩下四成含有少量泥沙的河水汇入内江,使得成都平原免于涝灾。
飞沙堰:二次淘沙
虽然鱼嘴口做到了“四六分水,二八分沙”,但是,仍然有泥沙汇入内江。时间一长,累积起来就会导致内江河床变高而产生洪灾。
李冰想到了这个问题,他设计了飞沙堰。
飞沙堰位于鱼嘴口后端的内江一侧,与宝瓶口遥相对应。当依旧汹涌的内江水流,冲击到了较为狭窄的宝瓶口时,由于另一旁的飞沙堰地势较矮,两处之间又会形成一个小型漩涡,借助产生的离心力,再次将大量内江水流中的泥沙甩出飞沙堰。这样,内江的泥沙就很少了,不足以抬高河床,引发洪灾。
飞沙堰除了过滤河沙,还有防止内江水流过多的功能。如果内江河水量大,则会在通过飞沙堰时“翻出”,流到外江,从而保证宝瓶口的稳定输出水量。
都江堰示意图
都江堰的修建,解决了岷江水灾泛滥隐患,成都平原自此变为西南著名粮仓,被誉为“天府之国”。司马迁在《史记》中曾如此描述:“水旱从人,不知饥懂,时无荒年,天下谓之‘天府’也”。
(待续)
(编辑 赵晋波)