都说都江堰是伟大的水利工程,这篇文章告诉你为什么?

在水利专家看来,如果以现代的科技水平来从事这项工程,可能在施工手段、设备材料、工程进度上有所提高,而就最终的效果来说,则差距并不很大。这就是我们不得不由衷地对2000多年前在与自然的较量中,李冰父子带领着当地的人民用汗水,用智慧一点点的改造着自然,同时又尊重自然,缔造了水旱从人的天府传奇

先让我们回到2400多年前。

公元前四世纪,正处于诸雄争霸的春秋战国时期。当时北方的霸主秦国君主秦惠文王采纳了大将司马错“得蜀则得楚,楚亡则天下定矣”的军事主张。

公元前316年,秦国举兵灭掉了位于南方的邻国——蜀国;

公元前280年,秦王派司马错集结兵力从岷江上游顺水而下攻打楚国,却在商於因粮草跟不上而暴露了计划,攻楚失败;

公元前272年,而立之年的秦国人李冰,被秦昭王任命为蜀郡郡守,按照秦国的耕战文化和司马错的军事思想,这位青年郡守的真正使命就是把这块属地建成秦国统一天下的军事战略基地。

因此,这位青年郡守决定要把岷江改道引水经过成都,计划将其真正变为一条战争补给线。这位郡守不仅研读大禹治水的古书,也亲身到一线去勘察水文情况,几度沿江而上七百多里,只为溯源找到岷江源头。

怎样才能让岷江水持续而又稳定地畅流进成都,而又不会在洪水季节危害平原上的城市?

李冰的思考重心逐渐转移到了如何修剪一个兼具引水和控水功能的工程。

考察河流水文情况与附近山丘的地形之后,李冰选择了在平原和山丘的分界点上建造锁住岷江咽喉的都江堰。数万民工在李冰的率领下在岷江的河岸边开始编织竹笼,塞满卵石之后封好竹笼,通过渡船运送到江心。

竹笼卵石用于堵水,竹笼的构筑能够直接就地取材,能够利用蜀地产竹和江边多有卵石的优势。

在当时这一岷江边的竹笼完全靠人力完成,再经由渡船运送到岷江江心,一笼又一笼,装满卵石的竹笼被投入江心,鱼嘴分水堤历时四年完成。

自此,当岷江水流至鱼嘴时,自然分成了内外两江,内江即为引水河,也就是岷江改道是通往成都的工程。

那么,有了鱼嘴之后的内江水能不能够顺利地流到成都平原呢?

可别忘了这块地方虽然号称平原,但可是有群山环绕着的。

李冰父子所处的战国时期,成都平原西北部的湔山就让奔腾的岷江水遇到了流向成都平原的天然屏障,好巧不巧,这可还在引水入城的必经之路上。

如何让岷江水通过这座山,引入成都平原呢?

炸掉?

不好意思,理想很美好,可四大发明还有好多年才出世。

这个时候是战国时期,没得火药,也没有更多的先进工具,要把大山劈开,只有愚公的方法,钢钎和石锤齐齐上阵凿打。可李冰是为了秦国尽快实现一统天下的大业来到这里的,可没想在这里愚公移山三十年。这种时候最强大脑开启了,最最奇妙的一招——热胀冷缩。

物理上的这一原理在这里应用就是对岩石的火烧冷浇。在李冰的指挥下,民工们挑柴来到湔山虎头岩处,架起柴堆,燃起篝火,这可不是为了围着篝火跳舞,而是要把岩石烧到发红。这时,民工们再提起一桶桶冰凉的岷江水浇到滚烫的石面上。这是什么,物理风化啊,岩石经此酷刑,迸裂疏松之后,民工们开始第三步,腰上系着吊绳,登上虎头岩挥着锤子开始凿打。

这种对岩石的酷刑大大加快了工程的进度,八年后,湔山的胸怀敞开了,虎头岩的山体分开了一条宽20米的水路,航道入水口由此畅通进入平原,是为宝瓶口,至今由这条河道进入成都平原的入口依旧是天府之国的灌溉水源。

公元前256年,历时14年的都江堰工程建成竣工。

公元前223年,秦国大军从成都顺着岷江而下进入长江,气势如虹、势如破竹,楚亡。

公元前221年,秦王嬴政完成了统一大业。

今天当我们去往都江堰的时候,仍然可以看到它历经沧桑的古朴外貌,和汩汩流淌入川的沉着清流。这座最初以战略航运为目的而修建的水利工程,在顺水推舟了秦国的统一大业后,依然是分洪减灾和灌溉兴农的作用。

至于其中的分流与治水原理,具体解释如下:

李冰当时把都江堰河道的修建放在岷江河道的弯道处,依据弯道的水流规律把江水引入都江堰工程的主力——内江。平时四六分成,内江为六,而洪水季节根据弯道动力学的自然规律,外江为六成,内江四成。而内江进入成都平原的最后一道关卡——宝瓶口更像是约束着狂野江水的瓶颈,控制着多余的江水,不让它们进入成都平原,转而从飞沙堰溢入外江,做到了二次分洪。

(凹地为内江,凸地为外江,后文有详述)

除了洪水的分流,都江堰非常重要的就是有一个创造性的设计——泥沙排放问题。

在鱼嘴分流的地方,内江处于凹地,外江处于凸地。根据弯道的自然规律,表层水流流向凹地,底层水流流向凸地。因此随洪水而下的砂石大部分都随着底层水流去了外江。

鱼嘴分沙之后,仍然有部分泥沙流向内江。这时河道又利用江水直冲水底崖壁而产生的漩流冲力,再度将泥沙从河道侧面的飞沙堰排走。这样一来,洪水越大,砂石的排除率也就越高。

这三大工程首(鱼嘴)尾(飞沙堰、宝瓶口)呼应才有了至今为人震撼的大型水利工程。

每年也还是要清理河道,李冰就埋下了石马,而后人改为卧铁,即为“岁修”时的度量衡,也就是挖泥沙到那个深度就可以宣布今年任务完成了。

高闸大坝虽能影响阻挡,但只是堵,而不去疏,总有崩盘扛不住的时候。而都江堰是以柔克刚,用竹笼卵石、河流弯道、崖壁角度所形成的冲力,自然地控制着水量和水流方向。

李冰的治水经也与当时主张“道法自然”的道家思想相互印证着,直到今天去往这片区域的时候还有着“拜水都江堰 问道青城山”的宣传语。

以上。


你或许还感兴趣:

1.视频源:世界遗产中国录 青城山与都江堰

http://tv.cntv.cn/video/C28369/12b6ab912e3443e4faffea92904fb8ef

2.更多精妙的设计:http://news.xinhuanet.com/newscenter/2002-11/13/content_629042.htm

杩槎截流

杩槎是用来挡水的三脚木架。

“杩槎截流法”用竹绳绑扎3根高约9米的圆木制成三足架,为截流的核心工具。截流时,将杩槎用木梁、篾笆(竹席)相连成排置于水中,一足朝内江,两足向外江,上面用装满卵石的竹笼压重固定。然后人工背负沙石袋、卵石和黄泥在篾笆外倾倒,填塞竹笼杩槎的缝隙,形成人工围堰,最终截断江水。

在“岁修”的断流过程中,工人运泥石上拦水坝的工具都是竹筐。拦水坝的主干由15座杩槎构成,辅以黄泥和填充了卵石的竹笼。

其余的杩槎置于拦水坝前,缓解江流。杩槎由六根长9米、直径40多厘米的圆木绑扎而成,没用一颗铁钉,绑扎工具仅是工匠编织的竹绳。截流时,杩槎与木梁、竹席相连成排置于水中,上面用装满卵石的竹筐压重固定,在湍急的江水中可以屹立不动。 这种古老的截流方式可就地取材、使用灵活、功效颇高,而费用仅为现代化抛石围堰截流的三分之一,并且相当环保。

“杩槎”截流术虽然古老,但当今世界各地的水利截流大多沿袭这种技术。

(0)

相关推荐