工程瓶口-」都江堰「离堆」与主山之间「宝瓶口」

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司馬遷接著記載公元前三六一年,戰國魏惠王時期開鑿「鴻溝」,溝通黃河、淮河北方兩大流域;後來楚國,在西方疏通長江中游漢水與雲夢沼澤地,在東方將鴻溝連通至長江,實現三大流域貫通;吳國,疏通三江五湖;齊國,疏通淄水、濟水;魏國西門豹引漳河水接濟鄴城;秦國則在「水工」即水利工程師鄭國先生帶領下,開鑿了「鄭國渠」。

無壩引水 超前環保都江堰水利工程是我們祖先在兩千多年前實施的一項綠色工程,她充分利用當地自然環境,表現出極端超前的環保理念。這項工程最主要的「渠首」,由三部分組成:「都江魚嘴」、「飛沙堰」、「寶瓶口」。三位一體,構成完整科學的水利工程體系。

飛沙堰之下離堆與內江左岸玉壘山山崖間的寶瓶口,起節制閘作用,自動控制內江進水量。瓶口狹窄,豐水季節內江水位高,高出來的水就從飛沙堰漫過去,流到外江。它還對江水起頂托的作用,以配合飛沙堰將沙石排出,解決了剩餘泥沙的淤積問題。

中國人進入農耕時代早,現存最早文字記錄的歷史文獻,例如《周易》、《尚書》、《詩經》,反映的已經是農耕文化而不是狩獵文化。《詩經.魏風.伐檀》:「不稼不穡,胡取禾三百廛兮?不狩不獵,胡瞻爾庭有懸貆兮?彼君子兮,不素餐兮!」奴隸主不耕田種地,靠土地所有權收穫大量穀物;他們也無需馳獵山岡,有錢就可以羅致山珍野味享用。可見當時以農耕為主,狩獵是為了吃得更好即「不素餐」。

魚嘴用以分水,設在岷江江心,屬「金剛堤」首部,把岷江分成外江和內江。內江在左,即引水進入灌區的水道;外江在右,為主要泄洪水道。魚嘴的位置和修建技術至關重要。此段岷江呈一截彎道,水流在此形成環流。冬春季江水較少,水流經魚嘴上游彎道繞行,主流直沖內江,內江進水量約六成,外江進水量約四成;夏秋季水位升高,水勢不再受彎道制約,主流直沖外江,內、外江水流比例顛倒。當年李冰父子巧藉此特殊條件,實現自然調節引水量。魚嘴及金剛堤用「羊圈」、「榪槎」建造,取材當地漫山遍野的慈竹、林木。慈竹柔韌、抗水浸,作成篾條、編製繩索,編成長條石籠,籠中裝上江中鵝卵石,就成為堤壩建材羊圈。榪槎也叫木馬,是用三根木頭紮成三腳架,立於水裏,固定羊圈。在沒有鋼筋水泥的遠古,就這樣建成分水壩,此法一直用到一九七四年修建現代化水閘為止。

寶瓶口通道狹窄,故意令其位置不在正中,使得內江水直沖離堆,離堆對水流的頂托和飛沙堰的側流,在離堆前面造成橫向旋流,稱為「壅水」,將水中沙石從飛沙堰捲出去,避免了寶瓶口及下游河道淤塞。而且洪水越大,飛沙堰排沙石力就越大,甚至可排出直徑三十釐米的鵝卵石。設計目標是「二八分沙」,現在科學實驗證明,百分之九十八的沙石可以自然排出。

大禹治水 「國力」競爭「都江堰」之名始自宋代,《宋史》有「永康軍,歲治都江堰」。先秦稱此處水利工程為「離碓(堆)」,或以「壅江作堋」(截流分水)描述;後來稱「湔堰」、「金堤」,及以所在都安縣,稱「都安大堰」。漢代司馬遷《史記》立《河渠書》,以「禹鑿龍門」、「蜀鑿離堆」,作為上古至先秦水利工程兩大里程碑,相提並論、後前輝映。

洪澇、乾旱,是農業生產兩大災害。上古正好處於大洪水期,《尚書》記載堯舜禹時,「洪水滔天,浩浩懷山襄陵,下民昏墊。」洪水淹沒了原野土地,高山、丘陵都變成一個個孤島,洪水圍困中的先民們命懸一線。這時,中華先民不寄希望於西方創世紀式「諾亞方舟」,而是勇敢面對困厄,在傑出領袖大禹領導下疏治洪水。《史記.河渠書》引用當時文本《尚書.夏書》「禹抑鴻水,十三年過家不入門」,採取「鑿龍門」開山通渠等系統工程,固定住不停氾濫改道的黃河,接著治理淮河、長江,「功施於三代」,利在千秋。前幾年發現距今二千九百年前,西周中期青銅器「遂公盨」,銘文開篇就是「天命禹敷土,隨山浚川」,與《尚書》幾處文字一致。說明之前已有文獻依據,大禹治水並非「傳說」。當時距夏禹(約公元前二○七○年)一千一百年,相當於今人說北宋蘇軾、王安石。

圖:都江堰水利工程渠首鳥瞰(圖片近處為內江,遠處為外江)

(作者為中國歷史文化學者、北京市檔案學會副理事長、中國國家博物館研究員)

我們都知道戰國是相互攻戰的時代,但同時也是科學技術競相發明、思想文化百家爭鳴、各國激烈競爭的時代,促進了科學技術、經濟文化大發展。水利工程更被上升到「綜合國力」競爭的戰略高度。當年魏國西門豹展開引漳入鄴工程,鄰國韓國知道後,勸說熱衷攻城略地的秦國別去打擾,讓工程消耗魏國國力;又指使水工鄭國,游說秦國進行引涇入洛工程。秦王知是姦計,就想殺害鄭國。鄭國說:「然渠成,亦秦之利也!」水渠修成了,秦國會實實在在獲利啊!秦王欣然採納建議,命鄭國帶領秦人開工修渠,引涇水入於洛水,灌溉鹽鹼地四萬餘頃,每畝地收糧食一鐘。四萬頃為四百萬畝,四百萬鐘大概是四千萬斛即四萬萬鬥。於是造就關中地區沃野千里,再無災年,秦國因而強大起來,並最終吞併六國。司馬遷參觀考察九江大禹疏長江等處古代水利工程,得出結論:「甚哉!水之為利、害也。」

都江堰是戰國水利工程高潮期眾多工程之一。《史記》稱:「於蜀,蜀守冰(李冰),鑿離碓,闢沬水之害,穿二江成都之中。」當初是兼具運河、引水渠雙重功能:「此渠皆可行舟;有餘,則用溉浸。」筆者體會,都江堰水利工程突出的成功之處是,創造性繼承了大禹在濠梁劈荊、塗二山開「洪頭」古法,深得大禹治水精髓。

上古聖帝明君大禹為治水,足跡遍及華夏山山水水,祖國版圖因而稱為「禹跡」。他創立科學治水傳統,堪稱中華水利工程始祖。越來越多考古學證明的文物、史跡說明,在農耕社會的上古、先秦時代,水利工程是各「國」各地綜合實力競爭的基礎,正如當今世界高科技是國際競爭關鍵。

飛沙堰位於金剛堤尾部最靠近離堆的地方,是故意留出的處於寶瓶口和金剛堤之間的一段凹槽。飛沙堰溢洪道具有泄洪、排沙和調節水量功能。一是第二次調節水量。當內江水量超過寶瓶口流量上限,多餘的水便從飛沙堰自行溢出到外江;如遇特大洪水,它還會自行潰堤,讓大量江水進入岷江正流金馬河。二是「飛沙」,將八成沙石成功排出。岷江水挾帶大量泥沙、石塊,如果任其沿內江自然而下,就會淤塞寶瓶口,抬高內江河床,影響水量甚至帶來災害。

安徽鳳陽一帶的古濠梁地區,是上古華夏族中心地區之一,古史界越來越認同,今懷遠縣荊、塗二山之間的峽谷,就是夏禹疏導淮水開山劈出的水口,之前這兩座山本為一體。《(成化)中都志》:「淮河在(懷遠)縣東南一里,歷荊、塗二山,硤間乃神禹所鑿之地,今名『洪頭』。有巨石橫梗若門限,每冬水淺則見。蓋未鑿之前,淮水從荊山西麓迂迴以入於渦(水),麓高水匯為患,故禹疏而導之,使出二山間,水乃安流。」都江堰「離堆」與主山之間「寶瓶口」,與大禹將濠梁古山劈成荊、塗二山,形成峽谷水口「洪頭」,工程原理如出一轍,是都江堰工程的樞紐。

禹鑿「洪頭」 蜀鑿「離堆」四川是中國內地水資源最豐富的地區,岷江是川西平原的母親河,發源於四川松潘縣境內海拔四千多米、長年積雪的岷山南麓,流至宜賓匯入長江,全長七百多公里。從源頭至都江堰所在灌縣,流程三百四十公里,流域面積二萬三千餘平方公里。上游在深山峽谷中,落差大、水勢急,至灌縣陡然沖出山谷進入成都平原,江水夾帶的泥沙沉澱,都江堰水利工程未興修之前,岷江經常氾濫成災,形成以灌縣為頂,金堂、成都、新津為底的沖積扇。都江堰渠首工程,位於灌縣(今都江堰市)城西一公里岷江幹流上,距成都六十公里。渠首處,多年平均逕流總量為一百五十五億立方米,多年平均流量四百九十三秒立方米;泥沙等懸移質多年平均輸移量為八百四十五萬噸,平均含沙率為每立方米○點五四公斤。每年六至九月為洪水期,十二至來年三月為枯水期。都江堰工程之前二三百年,古蜀國杜宇王丞相開明,即在岷江出山處開人工河,分岷江水流入沱江。

創建於公元前二五六年,使四川成為「天府之國」,至今已受益二千二百七十五年的「都江堰」水利工程,是全世界年代最久、至今唯一留存的,以無壩引水為特徵的古代水利工程,是舉世公認的人類文明史傑作。工程灌溉農田面積,一九四九年時為二百八十八萬畝,如今已達一千一百萬畝。西漢司馬遷為著《史記》,專程「西瞻蜀之岷山及離堆」,目睹「百姓饗其利」,灌溉田疇,「以萬億計然,莫足數也」;如今國際水利學界,則認為是「不可思議的奇跡」。其實她並非「神來之筆」,而是大禹以來中華先民大量治水實踐經驗的總結,上古中國人水利工程科學技術代表作。\薑舜源 文、圖

對剩下來的沙石,李冰又總結出「深淘灘,淺包堰」六字訣。灘,指鳳棲窩一段河床,每年歲修時河床淘沙要淘到一定深度,相傳李冰在河床下埋石馬,作為深淘標誌。淺包堰,指飛沙堰在修築時,堰頂宜低作,便於排洪排沙,引水以灌田,分洪以減災。順應、利用河流自然之力維護水利設施,以實現永續利用。

順應自然 永續利用寶瓶口和離堆原先都在玉壘山整體之中,阻住岷江東流北上。其山石幾乎全是礫石,相當堅硬。李冰正是看好它磐石之堅,沿用大禹開荊、塗水口之法,在玉壘山上開引水口。如今長江三峽依據天然巨石山包,灌註鋼筋混凝土大壩,也是這一科學原理。在沒有火藥、鋼釺的當時,他們在山石上架木柴,大火燃燒到山石熾熱時,突然把冰冷的江水潑上去,山石被激爆裂,於是剝去一層。就這樣反覆燒烤激化,用了八年時間,終於鑿開一條寬二十米、深四十米、長八十米的水口河道,稱為寶瓶口;分離開來的那部分山體就是離堆。如今經過兩千多年江水激盪,當年在玉壘山開出的離堆,依然中流砥柱,一夫當關、萬夫莫開。先民智巧,怎不令人五體投地!