都江堰被誉为“独奇千古”的“镇川之宝”,是全世界至今为止年代最久、唯一留存,以无坝引水为特征的宏大水利工程,已有2200多年的历史,仍发挥巨大的效益。
在都江堰建立之前,巴蜀地区一直遭受岷江的水患,岷江是长江上游的一条较大的支流,岷江出岷山山脉,从成都平原西侧向南流去,对整个成都平原是地道的地上悬江,而且悬得十分厉害,成都平原的整个地势从岷江出山口玉垒山,向东南倾斜,坡度很大,都江堰距成都50公里,而落差竟然达到273米。
每当春夏山洪爆发时,江水奔腾而下,进入成都平原,由于河道狭窄,常常引起洪灾,再加上岷江东岸的玉垒山阻碍了江水东流,所以造成东旱西涝,令蜀中的百姓苦不堪言,岷江水患成为古蜀国生存发展的一大难,而这个难题被两千年前蜀郡太守李冰和他的儿子给解决了。
今天我们一起来看下李冰父子是如何利用自己的智慧来解决这个水患的,他们在岷江上修建都江堰,由鱼嘴分水堤、飞江堰溢洪道、宝瓶口进水口三大部分和百丈堤、人字堤等附属工程构成,科学地解决了江水自动分流、自动排沙、控制进水流量等问题,消除了水患。
古代没有水泥,古人是怎么修建鱼嘴分水堤呢?鱼嘴分水堤又称“鱼嘴”,是都江堰的分水工程,因其形如鱼嘴而得名,它处于岷江江心,包括百丈堤、金刚堤等一整套相互配合的措施,其重要作用是把汹涌的岷江分成内外两江。
西边叫外江,俗称“金马河”,是岷江正流,主要用于排洪,东边沿山脚的叫内江,是人工引水渠道,主要用于灌溉,虽然没有水泥,但是古人有自己的超高智慧,他们用竹子编成笼子,装上卵石垒砌,李冰父子利用鱼嘴分水堤从岷江引水灌溉。
枯水期,自动将岷江60%的水自动引入内江,40%水排入外江,洪水时,又自动将60%的水排入外江,40%的水引入内江,这就利用地形,完美地解决了内江灌区,冬春季枯水期农田用水以及人民生活用水的需要和夏秋季洪水期的防涝问题。
那飞沙堰是如何自动排沙呢?飞沙堰位于内外江之间,其作用首先是自动泄洪,洪水期内江的水量超过宝瓶口流量上限时,多余的水便从飞沙堰上自行溢出,经都江堰、乐山至宜宾入长江的岷江正流,全长700多公里,主要用于排洪。
另一作用是飞沙,江堰建于岷江弯道处,江水至都江堰,含沙量少的表层水流向凹岸,含沙量大的底层水流向凸岸,将洪水冲下来的沙石大部分从外江排走,进入内江的小部分沙石,利用伸向江心的虎头岩的支引,宝瓶口的节制和“离堆”的顶托将大部分沙石从飞沙堰人字堤排入外江,使宝瓶口引水口和灌区干流免遭泥沙鱼淤塞,利用宝瓶口引水口控制进水量,既保证了灌溉用水,又防止了过量洪水涌入内江灌区造成灾害。
都江堰能自动调节进入灌区的水量,使成都平原成为天府粮仓,那修建宝瓶口有什么作用呢?宝瓶口紧靠灌县西门,是控制成都平原自流灌溉的门户,宝瓶口开凿于都江堰创建时。
当时李冰在其子二郎的协助下,召集有治水经验的农民,对岷水东流的地形和水情做了实地勘察,决心凿穿玉垒山引水,他带领众人以火烧石,使岩石爆裂,凿除了一个宽20米、高40米和长80米的山口,因其形似瓶口,取名“宝瓶口”。
开凿玉垒山分离的石堆叫“离堆”,宝瓶口宽度和底高都有严格的控制,底宽14.3米、顶宽28.9米,口内即内江流入的进水口宽70米,口外出水口宽40-50米,古人在岩壁上刻了几十条分划,取名“水则”,是我国最早的水位标尺。
宝瓶口同飞沙堰配合具有节制水流大小的功用,是控制内江进水量的关键,通过干渠经仰天窝节制闸,把江水一分为二,再经蒲柏、走江闸二分为四,顺应西北高、东南低的地势倾斜,沿大小各支引水渠不断分流,形成自流灌溉渠系,灌溉成都平原上一千余万亩农田。
宝瓶口的作用,一是引水,它是内江进水的咽喉,二是限流,由于瓶口口径限制,过量洪水不能一涌而入,使得洪水只能从飞沙堰上流回外江,而不会流进灌区造成水患,三是排沙,壅水现象使得大部分泥沙通过飞沙堰排出,少部分的泥沙停留在固定的一段河道内,便于枯水季节集中清除。
都江堰的无坝引水生态工程,以不破坏自然资源为前提,充分利用自然资源为人类服务,分洪减灾、引水灌田、变害为利成为世界水资源利用的最佳典范,都江堰可谓是千古受益的伟大工程,也是中华民族的改造自然的奇迹之一。