1、1天人合一的水利工程：都江堰都江堰是中国古代最伟大的水利工程之一，有“湔堋” “湔堰” “金堤” “都安大堰”等古称，如水经注中就记载：“江水又历都安县李冰作大堰于此，壅江作堋；堋有左右口，谓之湔堋俗谓之都安大堰，亦曰湔堰，又谓之金堤。 ”到了唐代，都江堰又被称为“楗尾堰” ，这是因为当时筑堤的材料和办法主要是破竹为笼，圆径三尺，以石实中，累而壅水，即用竹笼装石，称为“楗尾” 。直到宋代， 宋史中才第一次明确提到都江堰：“永康军岁治都江堰，笼石蛇决江遏水，以灌数郡田。 ” 都江堰位于岷江由山谷河道进入冲积平原的地方，即今四川省成都市都江堰市城西，是分岷江水灌溉成都平原及其相邻区域的引水工程，距
2、今已有 2200 多年的历史。其沿江自上而下，分别为百丈堤、鱼嘴、金刚堤、飞沙堰、人字堤和宝瓶口，而作为主体部分的鱼嘴分水堤、飞沙堰和宝瓶口这三者之间配合紧密，无疑组成了一个互相协调、互相作用的整体。正是因为具有这样一个功能完善，效用优越，维护简便易行且地点择优的伟大引水工程，经历代劳动人民不断地完善修葺，使其从秦代完工之后直至今天都起到了较为良好的灌溉、防洪以及航运等作用。正如史记?河渠书所载：“此渠皆可行舟；有余则用溉浸，百姓飨其利。至于所过，往往引其水益用溉田畴之渠，以万亿计，然莫足数也。 ”由此看来，这真是成都平原得以“蜀沃野千里，号为陆海。旱则引水浸2润，雨则杜塞水门” “水旱从人，
3、不知饥馑，时无荒年，天下谓之天府也”的重要原因之一。 都江堰水利工程主体部分 众所周知，都江堰灌溉着今灌县以东成都平原上的万顷农田。其在成都平原的水利灌溉历史上，甚至整个中国农业灌溉及水利工程方面具有极大的历史意义和参考价值。 值得注意的是，在都江堰这项工程兴建之前，这片位于成都平原上的灌区水旱灾害频发。正如禹贡说“岷山导江” ，相传禹是川西人，还有蜀王“开明决玉垒山，以除水害”的传说。由此可见，从远古有人类活动记载以来至先秦很长一段时间，今成都平原一带严重的水害现象并未得到有效控制及缓解。直到秦昭襄王五十一年（公元前 256 年） ，秦灭西周后命李冰为蜀守，进而命其主持兴修水利工程以缓解，甚
4、至解决成都平原长期存在的水旱灾害。如史记?河渠书中记载：“于蜀，蜀守冰凿；离堆，辟沫水之害；穿二江成都之中。 ”这就是日后造福于民的伟大水利工程，即都江堰。都江堰是我国古代劳动人民智慧的结晶，工程沿江自上而下，可以分为百丈堤、鱼嘴、金刚堤、飞沙堰、人字堤和宝瓶口。正是这样一个以鱼嘴分水堤、飞沙堰和宝瓶口三者为主体的典范型水利工程，其各部分之间互相协调、互相作用，进而极大地发挥了各自独特功能，达到造福于民的效用，更使得成都平原得以“沃野千里，号为陆海。旱则引水浸润，雨则杜塞水门” “水旱从人，不知饥馑，时无荒年，天下谓之天府也” 。这里，就以都江堰水利工程的三个主体部分，即宝瓶口、鱼嘴分水堤和飞
5、沙堰为例，尝试对都江堰各构成部分的独特3功能及其所发挥的相应作用进行简单论述与分析。 1.宝瓶口 宝瓶口是控制内江流量的咽喉之地，因形状像瓶口而得名。宝瓶口左是玉垒山，右是离堆。据史记可知，确由李冰所开。而当时条件，只能用钢钎和铁锤，采用这样的办法开凿山体工程量实在太大，李冰在这种情况下，想出了火烧水浇的办法，利用热胀冷缩的原理使岩石崩裂疏松，进而开凿，大大减少了工程量。历经 8 年，终于在玉垒山开凿出了一个宽 20 米，高 40 米，长 80 米的山口，把开凿玉垒山分离的石堆叫作“离堆” 。另外，宝瓶口是由人工开凿的一通山峡，玉垒山被一分为二，其间留出了 20 米的入水口，内江水从百米宽的河
6、道涌向宝瓶口，平水季节从中流淌经过；高峰时节则会由于流量的加大而水位抬高，这时飞沙堰的设计就与宝瓶口相互呼应结合，每当内江水位抬高并超过内河床 2.5米时，奔流的江水就会从飞沙堰溢出，这样就不会使进入宝瓶口的流量太大，威胁下游灌区的安全，岷江流量越大，引入宝瓶口的流量比例越小。宝瓶口的这种自然控制功能，对下游灌区的防洪起到了良好的保护作用。 综上所述可知，之所以要开凿修建宝瓶口，是因为只有打通玉垒山，才能使岷江水能够畅通无阻地流向东边，从而减少西边江水的流量，使其不再泛滥，同时也解决了东边地区的干旱，使江水流入旱区，灌溉旱区的农田。这是治水患的关键环节，也是都江堰工程的第一步。 2.鱼嘴分水堤
7、 宝瓶口引水工程完成后，虽然起到了分流和灌溉的作用，但因江东4地势较高，江水难以流入宝瓶口，因此又在离玉垒山不远的岷江上游和江心筑分水堤，用装满鹅卵石的大竹笼放置在江心构成一个形如鱼嘴的狭长小岛，而正是鱼嘴将岷江分隔出了外江和内江，外江排洪，内江通过宝瓶口流入成都平原。 金刚堤是鱼嘴后部延伸向下游至飞沙堰溢洪道的大堤，长 800 米，宽 75120 米，起着隔江逼水的作用，从分水堤与金刚堤位于河床中心位置分析，这个堤的建造，主要是利用了河流的弯道环流的原理形成的。其东侧是岷江凹岸，也正是内江流经的部位，西侧是岷江的凸岸，也正是外江流经的部位。这里的弯道环流的表流流入凹岸，把凹岸被侵蚀的和过境的
8、大量泥沙，由环流的底流再搬运到凸岸堆积成迂回扇，其中一部分泥沙在江心堆积形成规模宏大的金刚堤，泥沙在洲头不断堆积、延伸，加之人工不断对它们修筑、加固和保护，形成今日之天然分水堤。而其作用具体体现在以下两个方面： （1） “二八分沙” 。在鱼嘴分流的地方，内江处于凹岸，外江处于凸岸，根据弯道的水流规律，表层水流流向凹岸，底层水流流向凸岸，因此随洪流而下的沙石大部分随底层水流流向外江。这里水流流经弯道时，由于重力和离心力的共同作用，断面形成横向环流，也称为副流。横向环流与纵向主流运动的叠加，使得弯道的水流呈螺旋状运动。因此利用弯道水流内的沙的运动特性，将引水口设在凹岸，这样就能在引水的同时尽量减少
9、沙的流入，也减少了引水渠系的泥沙淤积，实现了水沙分离。（2） “四六分水” 。每到枯水季?，岷江水位较低，这样主流的水就5会更多地向河谷的凹岸流去，分水堤就会将 60%的水流引入内江，40%的水流分向外江，保证了灌区的用水量；而丰水季节，岷江水位相对升高，江水水流相对变直，更多的水向凸岸流去，此时分水堤就会将 60%的水排入外江，而其余的 40%就会注入内江，保证了灌区不会被洪水淹没。 3.飞沙堰 为了进一步起到泄洪排沙的作用，都江堰在设计和建造时又在分水堤与离堆之间修筑了一条长 200 米的溢洪道流入外江。一方面，在水量较大的时候，溢洪道会自动泄洪，使多余的内江水流排入外江，从而不至于使内江
10、所经的灌区受洪；另一方面，河道利用江水冲击水底的岩壁产生的旋流冲力，将泥沙从河道侧面的飞沙堰排走，这样就不会淤积在宝瓶口的引水道和内江的水道。古时的飞沙堰，是用竹笼装着卵石堆砌的临时工程，时常会因冲击变形，需要人工修补；如今已改用浆砌大卵石护面，厚 0.5 米，下面是卵石垫底，堰下每隔 20 米，设一混凝土隔墙，高 2.5 米，堰顶高出内江河床 2 米左右，上游坡降比 15，下游150。 都江堰水利工程附属工程与维护 除了上述都江堰水利工程三个主体部分各自的功能及其作用外，其余构成部分如溢洪道，也“各司其职” ，共同为都江堰这一伟大工程的长期正常运作的贡献不可忽视。此外，还应注意到的是，在兴修
11、都江堰水利工程之后，古人还就此总结出了一套既合理又科学的维护制度，可概括为“深淘滩，低作堰” 。 “深淘滩”中的“滩” ，指的是凤栖窝（飞沙堰对面淤起的浅滩）的一段河床，每年洪水过后这里会有沙石淤积，必须6经常清理修补。 “深淘滩”就是指每年岁修时，河床淘沙要淘到一定深度，淘得过深，宝瓶口进水量偏大，会造成涝灾；淘得过浅，宝瓶口进水量不足，难以保证灌溉。为此，相传李冰才在河床下埋石马，作为深淘标志。 “低作堰”是指飞沙堰在修筑时，堰顶宜低作，便于排洪排沙，起到“引水以灌田，分洪以减灾”的作用。经过历史的推移和实践的检验，不难看出这套渐趋完善的维护制度同样对都江堰这种大型水利工程的长期存在及不断
12、发展起到了至关重要的作用。 都江堰，作为中国古代水利文明的独特创造，是最具东方文明特色的水利工程。该工程自兴修至今，对成都平原所流经区域百姓的生产生活产生了很大的影响，乃至对此后中国历朝历代封建社会的政治、经济和文化也有着深远的意义。 都江堰水利工程从中国科技思想史发展的角度来看，是中华传统文化中天人合一思想的具象化表现，体现了中国古人在处理人与自然二者关系上的卓越思想与高度智慧。一方面，人与自然和谐统一，平等共处，人类要尊重自然的演变规律；另一方面，自然资源又可以在一定条件下做出相应转换从而为人们所改造和利用，为人们的生产生活创造一些条件并提供一些便利。具?w 到都江堰水利工程而言，古人就是
13、在充分认识了解了这里的水道、水流、泥沙等一系列规律之后，通过无坝引水的方式来自动调控，调节水流，控制泥沙，让自然资源及自然环境在一定条件下得以转换，从而为人们所加以利用。另外，都江堰水利工程明显区别于西方科学技术所倡导的抽象、分析及推理等理念，而更偏向于强调通过对事物现象的观察、理解、总结，再最终予以实际运用这一循序渐7进的思考探究过程，从而更能反映事物与事物之间存在的本质的和内在的联系。都江堰就是从河流水沙运动的长期观察感性认识出发，把握其基本规律，再通过不断总结，设计出一个鲜有过多人为干预调度的引水工程。毫无疑问，这不仅使该工程对所处区域的自然生态环境等产生的负面影响趋于最小化，反而还进一
14、步大大促进了该区域乃至相关周边地区人类社会与自然条件的统一协调发展。 因此，都江堰水利工程可以说是我国水利史上一处历史悠久、意义重大的水利遗产工程。作为我国古代水利工程的典型代表之一，都江堰不仅仅只是一个水利工程、一处历史遗迹，而更应被视作是包括渠首主体工程、附属工程与设施、水工构件及工程技术、水文测量设施等一系列科技手段和文明象征的综合体。其中，都江堰渠首主体工程是都江堰水利遗产的本体，其他则构成都江堰水利遗产的外延，而这些均是都江堰作为水利遗产工程的重要组成部分。都江堰，作为一处自我国先秦时期使用至今的伟大水利工程，其显然可以为科学技术发展、历史遗迹保护、自然环境分析等诸多研究课题提供一定的参考价值。都江堰这一我国古代大型水利枢纽工程，无疑应得到更为全面有效的研究保护和更加合理多样的开发利用，使人类社会和自然环境之间的联系愈发紧密，也更能发挥其自身的巨大贡献和作用，进而更好地造福于民，造福于世。
