都江堰

都江堰是中國古代建設並使用至今的大型水利工程，位於四川省都江堰市城西，岷江上游340公里處。據《史記·河渠書》、《漢書·溝洫志》記載，都江堰是由戰國時期秦國蜀郡郡守李冰及其子於約前256年至前251年主持始建，另有一說法是古蜀國開明王朝期間所建。經過歷代整修，兩千多年來都發揮巨大的作用。都江堰周邊的古蹟甚多，主要有二王廟、伏龍觀、安瀾橋、玉壘關、鳳棲窩和鬥犀臺等。整個都江堰樞紐可分為堰首和灌溉水網兩大系統，其中堰首包括魚嘴三大主體工程，此外還有內外金剛堤、人字堤及其他附屬建築。都江堰工程以引水灌溉為主，兼有防洪排沙、水運、城市供水等綜合效用。它所灌溉的成都平原是聞名中國的“天府之國”。1980年7月7日列為四川省重新確定公佈的第一批省級文物保護單位。1982年2月24日公佈為第二批全國重點文物保護單位。2000年，都江堰以其為“當今世界年代久遠、惟一留存、以無壩引水為特徵的宏大水利工程”，與青城山共同作為一項世界文化遺產被列入世界遺產名錄。主體工程.分水魚嘴.“魚嘴”是都江堰的分水工程，因其形如魚嘴而得名。它位於江心，把岷江分成內外二江。外江位在西，又稱“金馬河”，是岷江正流，主要用於行洪；內江位在東，是人工引水總乾渠，主要用於灌溉，又稱“灌江”。魚嘴決定了內外江的分流比例，是整個都江堰工程的關鍵。內江取水口寬150米，外江取水口寬130米，利用地形、地勢使江水在魚嘴處按比例分流。春季水量小時，四成流入外江，六成流入內江以保證春耕用水；春夏洪水季節時，水位抬高漫過魚嘴，六成水流直奔外江，四成流入內江，使灌區免受水淹。這就是所謂“分四六，平潦旱”。此外，在古代還使用榪槎來人工改變內外兩江的分流比例。榪槎是一種以數根圓木為骨架，外覆竹蓆，內灌泥沙的截流物體。當需要時，只要在一側的江面放置若干座榪槎，便能減少該側的水量。一般在春季來水較少時使用這種方法截流外江，增大內江的水流供給，待春耕結束水位上漲後，再砍去榪槎，使水流恢復正常。1974年以後，在外江口建造了永久性水閘，從而取代了榪槎來實現圍堰和洩洪。目前的魚嘴平面為半月形，由漿砌條石和混凝土築成，長80米，最寬處39.1米，高6.6米。魚嘴堤壩向下遊延伸，形成金剛堤，內堤長650米，外堤長900米。金剛堤再往下， 分別是飛沙堰和人字堤。在魚嘴上游東岸還有百丈堤，全長1950米，將洪水與泥沙逼向外江，並起到護岸的作用。魚嘴、百丈堤、金剛堤，連同飛沙堰與寶瓶口協調作用，起著洩洪、排沙和調節水量的功能。歷史上魚嘴的位置一直在變動。最早的魚嘴位於白沙河口下游不遠處；現在的魚嘴位於白沙河口下游2050米，這一位置是1936年大修時確定的。都江堰魚嘴在四川汶川512地震中受損，出現開裂，不過經過修復後影響不大。寶瓶口.寶瓶口是都江堰的引水工程，是在玉壘山延伸向岷江的山崖上人工鑿開的缺口，距飛沙堰下口120米，位於古灌縣城牆西門玉壘關下，開鑿于都江堰建立時。寶瓶口上寬下窄，底寬14.3米，頂寬28.9米，平均寬度20.4米，高18.8米，峽口長36米。口內即內江流入的進水口寬70米，口外出水口寬40-50米，形如“瓶頸”，寶瓶口也因此得名。寶瓶口同飛沙堰配合具有節制水流大小的功用，是控制內江進水量的關鍵。內江水流經過寶瓶口流入，灌溉成都平原的大片農田；在洪水期間，內江水位提升高過飛沙堰，洪水就進入外江流走，再加上寶瓶口對水流的約束，達到了防洪的作用。內江水流進寶瓶口後，順應西北高、東南低的地勢沿大小各支引水渠不斷分流，形成自流灌溉渠系，灌溉成都平原上一千餘萬畝農田。寶瓶口左岸山崖上刻有幾十條分劃，每劃間距為一市尺，名為“水則” ，用以觀測水位漲落，是中國最早的水位標尺。足用的水則數隨著都江堰灌溉面積的擴大而增加。宋朝時水則僅有十劃，水位達到六則時即為足用，再高就會產生澇災；元朝時足用數為九則。清朝時以十六則為大洪水，現在需十四則才能保證春耕用水，崖上石刻水則已經達到二十四劃。寶瓶口右邊的山丘，因為與山體相離，故名“離堆”。上有祭祀李冰的伏龍觀，又稱老王廟。寶瓶口岩基經過江水兩千多年的急速衝擊，出現了極大的空洞，1965年和1970年曾兩次加固離堆。飛沙堰.飛沙堰起到溢洪排沙的作用，原名“侍郎堰”，唐高宗龍朔年間築成，是內江的溢洪排沙通道，故名。飛沙堰是金剛堤下段710米處的一個缺口，位於虎頭巖對岸，寬240米，堰頂高過河床2米。飛沙堰將超過灌區需要的江水自行排到外江，使成都平原免受洪澇；又能將水中裹挾的大量砂石利用離心力從這裡排到外江，避免淤塞內江、寶瓶口和灌區。飛沙堰遵循“低作堰”的原則，即堤頂低作與對岸標準臺頂等高，使超過寶瓶口流量上限的內江水漫過堰頂流入外江。如果遇到特大洪水，堰體會自行潰堤，讓江水迴歸岷江正流。內江水位達到水則十四劃時，流量為385立方米每秒，即夠灌區春耕用水。若飛沙堰堰頂高度與此水位相齊，則內江水超出十四則時，多餘的江水即可從飛沙堰溢去外江。此外，飛沙堰下游不遠的寶瓶口有很好的控水作用，即便內江的流量高達3000立方米每秒，寶瓶口的進水量也在700立方米每秒左右。沿金剛堤而下的急流受寶瓶口限流所阻，在口外形成一個洄水沱，即伏龍潭。加上飛沙堰對面突入內江的虎頭巖對水流、砂石的導引作用，洪水便連同大量泥沙翻過飛沙堰，排往外江。據當代實測，岷江內江流量超過1000立方米每秒時，便有40%的洪水和98%泥沙從飛沙堰排出。飛沙堰頂高的調節，加上寶瓶口的限流、虎頭巖的導引，即可保證引水區既有足量清水，又無洪澇威脅。效用.都江堰工程的主要作用是引水灌溉和防洪，另外也兼具水運和城市供水的功能。它將岷江水一分為二，引一部分流向玉壘山的東側，讓成都平原的南半壁不再受水患的困擾，而北半壁又免於乾旱之苦。幾千年來，岷江在這裡變害為利，造福農桑，將成都平原變成“水旱從人，不知饑饉，時無荒年”的“天府之國”，並進而促進了整個四川地區的政治、經濟和文化發展。都江堰初成時以航運為主、灌溉為輔。《史記·河渠書》記載，“穿二江成都之中，此渠皆可行舟，有餘利用溉浸，百姓饗其利。”岷江和長江因之得以通航，岷江上游盛產的木材還可以漂運成都，使得成都從秦朝時起便成為蜀地交通的中心。除了水運之利，都江堰於農業灌溉的效益隨著灌溉渠系的發展愈加為世人所倚重。岷江左岸水源流出寶瓶口至玉壘山東側之後，沿李冰開鑿的兩條幹渠流向成都。西漢時，蜀郡太守文翁新開一條幹渠將岷江水引至成都平原東部。東漢時，“望川原”上“鑿石二十里”，使灌渠延伸過現在雙流的牧馬山高地。同時岷江右岸的引水渠系在李冰時代開闢的羊摩江基礎上不斷向成都平原西南部延伸發展。經過上百年開發，到漢朝時都江堰灌區已經從秦朝時的郫縣到成都一線，發展到彭縣、廣漢、新都一帶，灌溉面積達“萬頃以上”。《漢書·地理志》提到成都平原時稱“民食稻魚，無凶年憂，俗不愁苦”。到唐朝時，益州大都督長史高儉廣開支渠，此後灌區渠系經過多次整修愈加繁密，灌田面積繼續擴大。都江堰的功效從此轉為以農田灌溉為主。宋朝時都江堰灌區又有顯著發展，據王安石的《京東提點刑獄陸君墓誌銘》可知，當時灌區至少已達1府、2軍、2州共12個縣，其中僅陸廣負責的灌區就有1.7萬頃出版的《都江堰水利述要》記述受益於都江堰的田地“計有川西14縣之廣……約520餘萬畝”。中華人民共和國成立後繼續擴建和改造都江堰的灌溉系統。1960年代末，灌溉面積達到678萬畝；到1980年代初，灌區擴充套件到龍泉山以東地區並建成水庫近300座，灌溉面積擴大到858萬畝，但1981年四川特大洪水中，都江堰灌區的水利設施受到程度不同的破壞。此後進一步的灌區改造將灌溉區域擴大到1000多萬畝，總引水量達100億立方米，使之成為目前世界上灌溉面積最大的水利工程。管理.歲修制度.都江堰有效的管理保證了整個工程歷經兩千多年依然能夠發揮重要作用。漢靈帝時設定“都水椽”和“都水長”負責維護堰首工程；蜀漢時，諸葛亮設堰官，並“徵丁千二百人主護”。此後各朝，以堰首所在地的縣令為主管。到宋朝時，制定了施行至今的歲修制度。古代竹籠結構的堰體在岷江急流衝擊之下並不穩固，而且內江河道盡管有排沙機制但仍不能避免淤積。因此需要定期對都江堰進行整修，以使其有效運作。宋朝時，訂立了在每年冬春枯水、農閒時斷流歲修的制度，稱為“穿淘”。歲修時修整堰體，深淘河道。淘灘深度以挖到埋設在灘底的石馬為準，堰體高度以與對岸巖壁上的水則相齊為準。明代以來使用臥鐵代替石馬作為淘灘深度的標誌，現存三根一丈長的臥鐵，位於寶瓶口的左岸邊，分別鑄造於明萬曆年間、清同治年間和1927年。歷史變遷.始建.通常認為，都江堰是由秦國蜀郡太守李冰及其子率眾於公元前256年左右修建的。《史記·河渠書》記載：“蜀守冰，鑿離堆，避沫水之害；穿二江成都之中”。《華陽國志·蜀志》又載：“以李冰為蜀守……乃壅江作堋，穿郫江、檢江，別支流，雙過郡下，以行舟船。”“壅江作堋”一般認為即是指修築分水魚嘴，“鑿離堆”即為開鑿寶瓶口，“穿二江”、“雙過郡下”句即指李冰主持開鑿了通向成都的兩條幹渠。1974年在外江出土的東漢石像上有銘文“李府君諱冰”，這被認為是李冰始建都江堰的實證。李冰主持建造都江堰的傳統說法並非沒有受到質疑。質疑者的觀點基於對古代疑析。他們認為，“沫水”是大渡河的古稱，而不是指古代一般稱為“江”的岷江。因此《史記》說李冰“鑿離堆避沫水之害”是否就是指開鑿都江堰寶瓶口便成了疑問。而《華陽國志》記載古代古蜀國的開明“決玉壘山以除水害”，與《水經注》中“江水又東別為沱，開明之所鑿也”相應證，似乎是比李冰更早的開明開鑿了寶瓶口這一都江堰的關鍵工程。不過，反對這一說法的觀點也有強有力的反證。寶瓶口所處的山脈晚到唐朝時才開始使用“玉壘山”這一名稱，因此成書於東晉的《華陽國志》所指之開明治水的玉壘山當在別處。228年，諸葛亮徵集兵丁1200人守護都江堰，並設專職堰官。堰首位置.自都江堰建成以來，堰首樞紐的位置一直在變化。一方面是因為每年歲修更換竹籠都會使堰首位置發生微小的改變。如果堰首遭遇大洪水被大規模破壞，再次修復後的位置變化就更大。另一方面，岷江河道也在不斷改變，河道的變遷加速了堰首位置的變化。古時岷江沒有現在這樣彎曲，經過數千年的演變，岷江榪腳沱以下逐漸曲向左岸，榪腳沱以上則擺向右岸，這導致堰首位置緩慢下移，有向離堆拉近的趨勢。最早的堰首樞紐，位於白沙河口下游不遠處。五代前蜀武成三年六月二十六日，暴雨造成岷江爆發大洪水，在超常洪水的巨大破壞作用下，一夜之間大堰下移“數百丈”，傳說為“江神移堰”。這次重大變故使堰首樞紐就此穩定在從宋至今的位置上。1933年8月25日，岷江上游疊溪大地震導致的山體滑坡將岷江截斷，形成的堰塞湖在10月9日夜潰壩，都江堰堰首建築在14米高的洪峰衝擊下蕩然無存。當年，張沅主持都江堰大修，1936年完成，現在的堰首位置由此確立。技術變革.自秦以降，都江堰一直以竹籠盛裝卵石結合木樁構築。元朝時吉當普首次引入鐵石結構，此後對都江堰主體結構的爭論在明清兩代一直不休，都江堰整修也一直在竹籠、鐵石兩者間反覆。直到近代，水泥、混凝土技術的引入徹底平息了雙方的爭論。竹籠結構的堰體很容易為岷江的急流沖刷損壞，每年都需要投入人工加以整修。隨著都江堰灌區的發展，歲修的工作量也越來越大。據記載，1335年歲修中重點維修的工段達133處，竹籠需更換上萬條。歲修所需的勞力和物資都是向灌區農戶攤派得來，加上胥吏的盤剝，使“民不堪命”。為減少歲修工程量並減輕灌區民眾負擔，元初的李秉彝提出改造工程結構的設想以謀求“一勞永逸”。元朝後期，四川肅政謙訪使吉當普在這一設想的基礎上提出用永久性工程代替簡易的竹籠結構，以從根本上減輕民眾負擔。在他的主持下，大修從至正元年十一月開始歷時5個月。吉當普以錨鐵漿砌條石結構代替傳統的竹籠卵石簡易結構，對“岸善崩者，密築江石以護之”，又首次鑄造“萬六千斤”的鐵龜代替魚嘴。這次工程採用當時最先進的鐵石材料建築，是都江堰歷史上非常重大的改革，堰體結構和築造思想都發生了實質上的劇變。自吉當普首次實踐鐵石結構之後，明清兩代先後共有四次採用鐵石結構大修都江堰樞紐。建文年間，灌縣知縣胡光延續以漿砌條石結合鐵釘錨固的方法修成鐵石堰堤。嘉靖十年，四川總督丁寶楨參考明代時的辦法，又一次以鐵石結構改造了堰體和堤壩。鐵石結構的優點很明顯。由於鐵石堰體的整體性和重量，它比竹籠結構能抵禦更強的水流衝擊，因此一次修建之後不需要像後者那樣每年都要較大規模的整修。但是它的缺點在當時生產力水平尚不發達的情況下同樣讓人難以承受。修建鐵石結構耗費甚大，而且往往由於基礎處理不夠深，並不能如預計的那樣長久使用，壽命最長的不過40年。另外，竹籠的構築能夠直接就地取材，能夠利用蜀地產竹和江邊多有卵石的優勢。而灌區周邊冶鐵和採石卻都相當不便。因此構築鐵石結構平均下來的花費相比採用竹籠結構並無很大優勢。民國時，近代的設計施工方法以及新型建材逐漸傳入中國。民國二十三年，成都水利知事周鬱如用條石修砌魚嘴，以水泥建築魚嘴基礎。雖然還是由於基礎處理不深，堰體當年就被特大洪水全部沖毀，但開創了應用水泥等近代材料修築堰體的先河。1936年，四川省水利局長張沅主持都江堰大修，重新設計魚嘴，採用巨型條石構築，以水泥為膠結材料，並且成功處理了魚嘴的基礎問題。在採用近代先進的設計和施工方法之外，張沅還秉承傳統的榪槎、竹籠等護堰手段層層設防。這次修建的魚嘴非常成功，奠定了現代魚嘴的基礎，直到1974年因修築外江節制閘才被主動拆除。中華人民共和國成立後，魚嘴、離堆、寶瓶口，以及所有分水堤、導水堤和渠岸都以混凝土進行加固和保護。灌溉渠系也進行了系統整修和大力發展。最重要的變化是，都江堰原有的自流分水系統逐漸被人工控制的水閘系統所代替。現在都江堰的面貌與古代相比已經有了極大的不同。相關古蹟.都江堰周邊的古蹟甚多，主要有二王廟、伏龍觀、安瀾橋、玉壘關、鳳棲窩和鬥犀臺等。二王廟位於玉壘山麓，有“玉壘仙都二王廟”之稱，是紀念李冰父子的祀廟。它始建於南北朝時期，原名崇德祠，後來幾經興廢，清代重建後命名為二王廟。廟內有許多與李冰父子以及都江堰工程相關的匾額、對聯和石碑。主要建築有大殿、二殿、送生堂、聖母殿、老君殿、魁星閣等，依山勢佈局，穿插於山林之間，從各處殿宇都能俯瞰到都江堰的全景。整個廟宇崇樓麗閣，雄踞江邊，氣勢巍峨。2008年5月12日，二王廟古建築群在汶川大地震中全部垮塌，後按清朝建制修舊如舊，已煥然一新。在離堆北端的最高處有一伏龍觀。傳說李冰父子治水時，曾降服江中的孽龍，鎖在離堆下的伏龍潭中，後世便立廟祭祀此舉。該觀始建於晉代，北宋初期改名為伏龍觀。現存的三重殿宇，均為清代重修。大殿內有李冰石刻雕像，是1974年在江心發現的，刻於東漢建寧元年，高2.9米，重4.5噸，胸前有題記和造像年月，是一件非常珍貴的文物。安瀾橋俗稱索橋，橫跨岷江都江堰上。舊時以竹為纜，木樁為墩，承託竹索，連貫而成。上鋪木板，旁設纜索，全長500餘米。橋始建於宋代之前，明末毀於戰火，清嘉慶年間重建。