都江堰：驯服岷江，造就天府之国

都江堰位于成都平原西北部,修建于战国秦昭王后期。此前上千年里,岷江洪水一直是蜀地的心腹大患。岷江是长江水量最大的支流, 四川盆地的地形西北高、东南低,岷江自岷山发源,从西北部流入成都平原、来到灌县(今都江堰市)境内,又被玉垒山迎面挡住,江水中的泥沙不断淤积、导致河道堵塞、河床抬高,水流在平原上四溢分散,汛期极易泛滥成灾,旱期却又面临缺水局面,整个成都平原始终是旱涝灾害交替发生。

在古老的传说中,蜀地统治者也尝试过治水,相传蜀王杜宇就曾任命丞相鳖灵治水,使古蜀国“民得陆处”,后来杜宇御让鳖灵(研究者多认为是鳖灵夺取了杜宇的王位),建立开明王朝,继续治水。《华阳国志》便有“鳖灵决玉垒山,民得安处”“开明凿玉垒,以除水害”等记载。

秦朝时，面对蜀地动荡不断的局势,咸阳朝廷终于在秦昭襄王三十年(前277)取消蜀地自治,正式设置郡守,全面推行郡县制。此后,李冰被任命为蜀郡守,治理蜀地水患的计划也由此提上日程。

都江堰在先秦时期有“湔堋”“湔堰”“都安大堰”“金堤”等多种称呼，唐代称“楗尾堰”,宋代才称“都江堰”。 整个工程最受推崇的是采用“无坝引水”这一建造形式。如果是一般的水工,往往会选择建起大坝,将岷江水拦腰截断,古今中外的水利工程大多如此,。李冰却并未选择“堵“的方式,而是选择在江中建成一座水堰,将岷江分流,把一部分岷江水引入成都平原,既分洪减灾,又引水灌田。

李冰最先建成的是金刚堤,据《水经注·江水》,它原本叫金堤,外形像是一片伫立在江心、两头尖尖的沙洲,把岷江分为内外两条江,外江在南,通向长江,主要任务是泄洪;内江在北,通向成都平原,主要负责灌溉农田。李冰又带领蜀地民众挖深内江河道、垫高外江的河床,从而使内江河道窄而深,外江河道宽而浅。如此一来,洪水季节岷江泛滥,水位升高,由于外江河床高,于是一大半江水都流入外江,不再像以前那样四处蔓延、淹没农田。枯水季节岷江水位下降,由于内江河道深挖,又保证此时大部分岷江水都流入内江,用于灌溉农田。这就是“四六分水”。

金刚堤最西端(上游)那头是分水鱼嘴,是都江堰的第一个分水口,直面汹涌的岷江水,自然需要极尽牢固。但一般人很难相信,如此重要工程,采用的原料却是极为普通的竹与石。 也就是用竹材编成大笼,里面填满石头、投入岷江中。

飞沙堰是都江堰的第二个分水口,它位于内江右岸,同样由竹笼装石修筑而成,现堰身长240米,上距鱼嘴700米,下离宝瓶口200米,比内江河床高2米。它是一片低矮河堰,不同于“坝”,“堰”可以使水流漫过;不仅水道狭窄,还是一处弯道。这里也是整个工程最精妙的设计所在。

内江位于凹岸,外江位于凸岸，根据弯道环流原理,水流在弯道内进行曲线运动时会产生离心力,使得表层的清澈江水流向凹岸(内江),底层的浑浊江水流向凸岸(外江),因此大部分沙石都会随底层水流向外江;弯道内江水冲击水底也会产生漩流冲力,能再度将流入内江的泥沙经飞沙堰排走。越是水速高的洪水季节,泥沙越容易被甩出。 这样一来,内江的含沙量大大降低,可以避免堵塞河道。

紧邻飞沙堰的就是宝瓶口,它的名字同样来自狭窄的外形,是约束岷江水进入成都平原的咽喉。宝瓶口左岸是玉垒山,右岸是离堆,是开凿玉垒山时遗留下来的一座山体,宝瓶口现宽20米、高40米、长80米。宝瓶口有两个任务,一是再次排沙,它同样运用了弯道环流原理:表层清水流入“口”中,底层浑水流向飞沙堰,飞沙堰、宝瓶口的交汇处更形成回流,使泥沙进一步甩到飞沙堰上。

第二个任务是约束岷江入成都平原的水量。在汛期,大量的水流被宝瓶口阻拦,水面上升,又从飞沙堰漫到外江。也正因此,宝瓶口的难度不在设计与施工,而在于计算。这里的水道如果开得太宽、进水量过大,成都平原仍然要发生洪水;如果开得太窄,水量又会不够用,仍然无法解决成都平原的灌溉问题。李冰很可能是细致计算了当时成都平原的用水量,才确定了宝瓶口的深度和宽度。

分水鱼嘴、飞沙堰和宝瓶口相互配合、呼应,使得分水、泄洪、排沙控流等环节融为一体,同时实现了都江堰灌溉、防洪、用水等作用。都江堰更成为世界上修建年代最早、唯一保存下来的无坝引水水利工程。

除了渠首工程,李冰还修建一系列引水渠道和灌溉渠道。每条干渠的引水渠口都采用鱼嘴分水的技术,“仰天窝”鱼嘴将内江分为走马河、蒲阳总河,太平鱼嘴又将蒲阳总河分为蒲阳河和柏条河,共形成3条主要干渠;外江则有沙沟河、黑石河、羊马河、江安河和杨柳河5条干渠。这8条干渠均为天然河道,其下灌溉支渠则多为人工开凿,它们共同构成一个扇形渠道灌溉网络,既有灌溉功能,又起到防洪排水的作用。

据统计,整个都江堰工程包括19条渠系、37条干渠、60条总长3550千米的分干渠、272条总长3627千米的支渠、2848条总长11847千米的斗渠以及34868条总长23172千米的农渠,共涉及土地面积约28600平方千米,灌溉总面积达1133.2万亩。

为更好地预防水患,李冰经过多年观测,掌握了宝瓶口水位与灌溉需求的规律,还分别在岷江、内江、外江各立一个石人以测量水位高低。 1974年、1975年,都江堰当地分别挖出两个石人,第一尊高29米,神态从容,拱手微笑,衣着线条清晰。 后来,人们又在宝瓶口左面的崖壁上刻了许多条横杠作为水位标尺,称为“水则”,今天仍然可以看到。当水面超过十一划杠时,内江灌区用水充足,当水面超过十九规杠时,就要向外江排水了。

由于都江堰对于四川平原的重要意义,它建成之后的2000多年里历朝历代都注重对它的维护与修缮。 都江堰最大规模的修缮发生在晚清光绪年间。主持修缮的是丁宝桢,他于光绪二年(1876)九月任四川总督 。丁宝桢对都江堰进行检视,发现江中沉积的泥沙已把江底抬高了一二丈及八九尺不等,堵塞河道。

他决心对都江堰进行一次彻底的修缮,将都江堰修缮为永久性防洪工程。他对渠首工程进行大改造,改用条石修分水鱼嘴、人字堤等部分,并以铁锭闩住条石,以石灰、糯米和桐油填铸缝隙;还沿江以石砌一万二千余丈堤岸,疏浚河道和分干渠,还田数十万亩。不幸的是,就在工程完工后两个月,都江堰遭受百年不遇的大洪峰,岷江洪水暴涨至一丈九尺多,将新构筑的人字堤等堰堤冲毁三十七丈余。

丁宝桢因此被革职,光绪帝命丁宝桢等“自备经费,仍将所砌石堤全部拆尽,照旧改为笼石堆砌”。光绪六年(1880),丁宝桢得以官复原职,在他不断上奏力保下,石砌鱼嘴得到部分保留,但因洪水不断,还是逐渐崩塌,后仍恢复了笼石拦水。不过,在仰天窝等处的分水工程中,石砌河岸和鱼嘴一直沿用至今,被称为“丁公鱼嘴”。

如今,都江堰的鱼嘴已改为混凝土基础和浆砌卵石护面,并向上游延长50米,远较技术水平受限的古代更为坚固,但仍然维持着数年一修的频率。延续千年的鱼嘴传统修筑技术仍然为后人提供着经验借鉴。今天的都江堰还有一条“堰功道“，纪念与都江堰相关的人物。 作为都江堰的修建者,李冰父子更受到蜀地百姓的感恩,今天的玉垒山还保留有一座二王庙,始建于南北朝时期,宋代改为现在这个名字，庙中供奉李冰父子。

跨越2000多年,都江堰至今还在发挥作用。2000年,联合国第24届世界遗产委员会将青城山---都江堰列入《世界遗产名录》正式成为中国第17处世界文化遗产。2018年,都江堰水利工程成功列入世界灌溉遗产名录。