第二章 中國傳統科學技術的奠基 第四節 治水與水利工程

廣為流傳的大禹治水故事,大家已經非常熟悉。據古籍記述,大禹治水的結果,不但消除了水害,使先民們從丘陵上搬到平原地區定居,而且可以灌溉農田,發展農業生產,變水害為水利。它反映了水利問題一直是我們祖先非常重視的問題。

春秋戰國時期,伴隨著鐵制工具的應用,農業生產的發展,水利建設也進入了一個新時期。這時期興修了不少大中型水利工程,著名的有:公元前6世紀末楚國在安徽壽縣興修的芍陂,周長120里,灌溉農田萬頃;公元前5世紀魏國西門豹在河南臨漳縣主持修建的漳水十二渠,使兩岸大片鹽鹼地得到改良,並留下了西門豹揭露惡吏、巫婆所搞「河伯娶婦」騙局的動人故事;公元前246年秦國在陝西涇陽縣興建的鄭國渠,把薄瘠的渭北平原變成沃野;以及舉世聞名的都江堰。

都江堰位於四川灌縣,是公元前256年前後由秦國的蜀守李冰父子修建的,至今仍完整保存,發揮著作用。它由分水魚嘴、寶瓶口、飛沙堰三部分構成。三部分既各自獨立,又互為依存,組成為一個有機的整體。

分水魚嘴又叫都江嘴,設在岷江的中心線上。它的形狀就像一個迎向岷江上游的魚嘴巴,把岷江分為內、外兩江。外江為岷江的主流。內江水通過堤防進入寶瓶口,流向成都平原,起著航運、灌溉和分洪三大作用。魚嘴和堤防都是就地取材,用裝有卵石的大竹籠疊成。

寶瓶口因形狀像瓶口而得名,它是利用人力,硬把石質的玉壘山劈成兩半而建成。現南岸陡峭孤立的岩石,叫離堆,就是從玉壘山劈出的。寶瓶口是控制內江流量的咽喉,起著保證有足夠水量通過這裡,流入成都平原密布的農田灌渠的作用。

飛沙堰是用竹籠裝石砌成的低堰,為內江分洪減淤的閘壩工程。當洪水襲來時,內江過多的水就從堰頂溢入外江;如洪水特大,就會把堰衝垮,讓洪水直泄外江,從而保證內江灌區的安全。同時,它又起著減淤排沙的作用。由於寶瓶口壅水,流速變慢,由上游帶來的泥沙會在此沉積。但飛沙堰前的一段內江為彎道,產生彎道環流,飛沙堰正處彎道凸岸,這可使挾帶泥沙的底流向堰外排沙,減少寶瓶口前的淤積以及流入寶瓶口的水中泥沙含量。

在內江口還刻有三個石人,矗立在水中,起著水尺的作用。它被用來測定內江的進水流量,為整個工程系統調節水位提供依據,以達到合理分配洪、枯水流量的目的。

都江堰的建成,使成都平原300萬畝良田得到灌溉,成為旱澇保收的高產田,「水旱從人,不知荒年,天下謂之天府也」(《史記·河渠書》)。後人為了紀念李冰父子的功績,在分水魚嘴東邊建了一座二王廟,廟中刻著他們的治水遺訓:「深淘灘,低作堰。」在離堆上還建有伏龍觀,相傳李冰曾在這裡制服了一條興波作浪的孽龍,故建觀紀念。

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