順應(yīng)自然:“分四六,平潦旱”
1939年,第一部以現(xiàn)代化為目標(biāo)的都江堰水利規(guī)劃《都江堰治本規(guī)劃》完成。這一改造方案當(dāng)時(shí)就引起了不少質(zhì)疑,來(lái)自水利科學(xué)發(fā)達(dá)的俄國(guó)、荷蘭、丹麥、法國(guó)等國(guó)的水利科學(xué)家、工程師,對(duì)改造方案基本是否定的。荷蘭普德利接受國(guó)民政府經(jīng)濟(jì)委員會(huì)的邀請(qǐng)考察都江堰后,闡述了他的觀點(diǎn):“都江堰享數(shù)百萬(wàn)畝灌溉之利,不可謂不優(yōu)且美矣。強(qiáng)為改作,或恐不及古人。”對(duì)渠首改造必須慎之又慎,已是中外水利科學(xué)家的共識(shí)。
自上世紀(jì)30年代開始,學(xué)界就從現(xiàn)代水利科學(xué)方面對(duì)都江堰進(jìn)行論證和模型研究,它所包含的科學(xué)原理已被現(xiàn)代科學(xué)所證實(shí)。都江堰渠首工程的位置、結(jié)構(gòu)、尺寸及方向的安排,與岷江出山口的河床走勢(shì)、地理環(huán)境、上游的水流、來(lái)沙條件相互作用,組成了協(xié)調(diào)一致的有機(jī)整體。魚嘴、飛沙堰、寶瓶口三大主體工程,輔以百丈堤、金剛堤、人字堤,共同完成自動(dòng)分水、自動(dòng)排沙、自動(dòng)泄洪、控制引水的任務(wù)。
岷江從四川西北部高原地區(qū)急流直下,由西北端進(jìn)入成都平原后突然地勢(shì)平坦,水流失去高山深谷的約束,同時(shí)岷江挾帶的大量砂礫石在這里迅速沉積,壅高河床,加重水患。前方1000多米處的玉壘山則阻擋著江水向東流入平原腹地,岷江河道于是沿平原西部邊緣向南進(jìn)入樂(lè)山市,造成成都平原西部地區(qū)洪澇災(zāi)害嚴(yán)重,廣闊的中東部地區(qū)則赤地千里。
都江堰渠首工程地處成都扇形平原的頂點(diǎn),占據(jù)成都平原的制高點(diǎn)。既是扼制岷江洪水的咽喉要害,又是控制平原地區(qū)灌溉用水的關(guān)鍵。
研究證明,都江堰成功最主要的經(jīng)驗(yàn)就是工程的所有設(shè)計(jì)都順應(yīng)自然。位于岷江江心的魚嘴把岷江分成內(nèi)、外二江,內(nèi)江為人工渠道,引入灌區(qū),外江是岷江的自然河道,主要用于排洪。魚嘴前方有一塊沙洲,河流在沙洲中走成彎道,枯水季節(jié)岷江主流直沖內(nèi)江,把水自動(dòng)分成內(nèi)江六成,外江四成；而當(dāng)洪水到來(lái)時(shí),沙洲被淹沒(méi),水流不再受河床彎道的制約,主流直奔外江,內(nèi)外江的分水比例就變成內(nèi)江四成,外江六成。由于非常巧妙又極其自然地利用地形地勢(shì),都江堰自動(dòng)完成了“分四六,平潦旱”的目的。
泥沙淤積至今都是現(xiàn)代水利工程的一道難題,但都江堰近乎完美地解決了。把治水與治沙結(jié)合起來(lái),是它一直運(yùn)行暢通的重要保障。魚嘴除了分水,還具有顯著的排沙功能。在彎道環(huán)流的作用下,魚嘴每年把岷江上游帶來(lái)沙石總量的百分之七十到八十從外江排走,最大限度地減少了內(nèi)江河道的淤積。
在玉壘山的虎頭巖上,有條沒(méi)有鑿?fù)ǖ蔫彶?相傳是鱉靈鑿山的遺跡。李冰率眾用火燒水澆的辦法鑿開了一個(gè)梯形引水口,這就是寶瓶口——都江堰灌區(qū)的總?cè)∷凇Ｋ鹬账淖饔?當(dāng)上游來(lái)水過(guò)大時(shí),寶瓶口就會(huì)使多余水量溢出飛沙堰,從而控制了進(jìn)入灌區(qū)的水量,達(dá)到穩(wěn)定引水量的目的。有了寶瓶口,成都平原得以免于大的洪澇之災(zāi),歲歲安瀾。
都江堰,包括渠首工程和所有向成都平原延伸、展開的各級(jí)渠道都采用無(wú)壩引水,它們與天然河道一起在平原內(nèi)構(gòu)成了一個(gè)扇形的自流灌溉網(wǎng),完善了自然環(huán)境。修建都江堰獨(dú)創(chuàng)的四大傳統(tǒng)水工技術(shù)——竹籠、榪槎、羊圈、干砌卵石,把工程對(duì)環(huán)境的影響降到了最低。本地盛產(chǎn)的竹、木、卵石被廣泛應(yīng)用于截流分水、筑堤護(hù)岸、搶險(xiǎn)堵口,使水利施工就地取材并循環(huán)利用,能充分適應(yīng)河道變化。水利史專家譚徐明教授在她的《都江堰史》中寫道:“干砌卵石用作堤防和護(hù)岸時(shí)還有利于落淤固灘,為河灘各類生物的生長(zhǎng)繁衍提供較好的環(huán)境,使堤防產(chǎn)生較好的生態(tài)和景觀效果。”
