偉大的古代水利工程

沈力

中國(guó)古代是一個(gè)以農(nóng)立國(guó)的社會(huì)，歷朝歷代都把發(fā)展農(nóng)業(yè)當(dāng)作國(guó)家大事，尤其重視興建水利工程。勤勞智慧的中國(guó)人民，修建了無數(shù)大大小小的水利工程。千百年來，這些水利工程有的早已消失，有的屹立不倒，至今仍在關(guān)鍵時(shí)刻發(fā)揮著重要作用。

▲都江堰

四川有一句諺語(yǔ)叫“先有都江堰，后有天府之國(guó)”。作為世界上最早的無壩引水工程，都江堰自建成至今“勤勤懇懇”，將成都平原從水鄉(xiāng)澤國(guó)變成了天府之國(guó)。這項(xiàng)惠及后世之人2000多年的水利工程，奧秘主要體現(xiàn)在三個(gè)主體建筑上：魚嘴分水堤、寶瓶口及飛沙堰。

岷江在沖出山口之后，經(jīng)魚嘴分水堤分成內(nèi)江和外江。外江為主流，主要用于泄洪，內(nèi)江水則通過寶瓶口引入灌區(qū)。平時(shí)，內(nèi)江進(jìn)水六成，外江進(jìn)水四成。若遇洪水，這個(gè)比例自然倒轉(zhuǎn)，六成水排到外江，四成水進(jìn)入內(nèi)江。

飛沙堰是都江堰確保成都平原不受水災(zāi)的關(guān)鍵。它的主要作用是當(dāng)內(nèi)江的水量超過寶瓶口流量上限時(shí)，多余的水便從飛沙堰自行溢出；如遭遇特大洪水，它還會(huì)自行潰堤，讓大量江水回歸岷江正流。其另一作用是“飛沙”。岷江從萬(wàn)山叢中急馳而來，挾著大量泥沙、石塊，如果讓它們順內(nèi)江而下，就會(huì)淤塞寶瓶口和灌區(qū)。飛沙堰可將上游來的泥沙和卵石，甚至重達(dá)千斤的巨石，拋入外江，確保內(nèi)江通暢。

寶瓶口是玉壘山伸向岷江的山脊上鑿開的缺口，是人工鑿成控制內(nèi)江進(jìn)水的咽喉，起節(jié)制閘的作用。它與飛沙堰相互配合，聯(lián)合分水。

2000多年來，都江堰一直發(fā)揮著防洪灌溉的作用，至今灌區(qū)已有30余縣市、面積近千萬(wàn)畝。

▲靈渠

秦始皇統(tǒng)一六國(guó)后，開始向嶺南用兵。要征服嶺南，必須先解決糧草運(yùn)輸?shù)膯栴}。然而，在這無盡的南嶺群山當(dāng)中，哪里能夠找到這條運(yùn)糧的大路呢？于是，秦始皇決定開挖運(yùn)河。這條對(duì)開疆拓土具有重要戰(zhàn)略意義的運(yùn)河即為靈渠。

這項(xiàng)建于秦始皇三十三年（公元前214年）的水利工程，溝通了湘江和漓江，聯(lián)系著長(zhǎng)江與珠江兩大水系，是中國(guó)古代連接中原與嶺南地區(qū)的交通大動(dòng)脈。其主體工程由鏵嘴、大天平、小天平、南渠、北渠、泄水天平等部分組成。鏵嘴前銳后鈍，呈不等邊四邊形，正踞河心，水流經(jīng)鏵嘴頂托向兩側(cè)分流，然后順大、小天平進(jìn)入南北二渠。在正常情況下，上游來水經(jīng)鏵嘴分水后，70%順大天平流入北渠，30%順小天平流入南渠，因而有“三分漓水七分湘”之說?？菟畷r(shí)節(jié)，鏵嘴與天平相配合，可保證南北通航所需的水量；洪水時(shí)節(jié)，多余的水可從天平頂自行溢出，泄入湘江，以避免洪水沖出南渠淹沒興安城。各項(xiàng)設(shè)施巧妙利用自然的條件和環(huán)境，構(gòu)成了靈渠完整的水利樞紐系統(tǒng)，達(dá)到了“逆水而來順?biāo)?，卸帆似是掛帆時(shí)”的漕運(yùn)效果。由此，秦軍的援兵和補(bǔ)給得以源源不斷運(yùn)往前線，秦國(guó)的版圖擴(kuò)大了將近一倍。

▲福壽溝

贛州地處贛江上游，是江西省的南大門。古城三面環(huán)水，東、西兩面分別毗鄰貢江和章江，北面正中為兩江匯合成贛江之處，整座城市呈一不規(guī)則四邊形?！八茌d舟，亦能覆舟?！碧厥獾牡乩憝h(huán)境使這里成了以暴雨、洪水為主要自然災(zāi)害的地區(qū)。

為解決這個(gè)問題，宋代知州劉彝主持并建造了一個(gè)縱橫交錯(cuò)的排水系統(tǒng)——福壽溝。他根據(jù)贛州城的地勢(shì)，把城內(nèi)的水池通過地下管道連通起來，組成了一個(gè)超大容量的蓄水池。這些排水管道建成后，可以分為兩大部分，恰好狀如篆體的“?！薄皦邸倍?。這套地下排水系統(tǒng)因此得名“福壽溝”。

福壽溝的工作原理是：暴雨時(shí)節(jié)，一部分雨水由蓄水池吸納分流，另一部分被福壽溝“喝”下并通過排水口排到城外的章、貢二江。而且劉彝還在排水口建造了12個(gè)水窗，每個(gè)水窗分為4個(gè)部分：出水口處的外閘門、溝道的內(nèi)閘門、進(jìn)水口處的內(nèi)閘門、調(diào)節(jié)池。當(dāng)貢江水位高于城內(nèi)水位時(shí)，可以借助江水的力量將水窗從外面封住，這樣江水就無法倒灌入城。而當(dāng)城內(nèi)水位高于貢江水位時(shí)，就可以借助積水的力量將水窗沖開，城內(nèi)積水也會(huì)隨之排入貢江。這樣就如同安裝了12個(gè)單向閥門。如此一來，贛州城市內(nèi)澇和江水倒灌的問題便得以解決。實(shí)際上，這就是現(xiàn)代“海綿城市”的雛形。

▲坎兒井

坎兒井早在《史記》中便有記載，時(shí)稱“井渠”。它是新疆干旱地區(qū)一種特殊的地下灌溉系統(tǒng)，主要集中分布在東部博格達(dá)山脈南麓的吐魯番和哈密兩個(gè)地區(qū)，至今已有2000多年的歷史，與萬(wàn)里長(zhǎng)城、京杭大運(yùn)河并稱為中國(guó)古代三大工程。

坎兒井主要由人工開挖的豎井、具有一定縱坡的暗渠、地面輸水的明渠和儲(chǔ)水用的澇壩四部分組成。在挖坎兒井之前，需要有經(jīng)驗(yàn)的人先到上游考察地下水的埋藏地點(diǎn)和埋藏深度及地層走向，從而確定坎兒井集水一端的大致位置，然后從坎兒井的下游出水口開始挖。一般先挖一段地上輸水的明渠，然后向上游依次打若干豎井，一直挖到上游地下水埋藏的地方。最靠上游端的豎井是全線豎井中最深的一個(gè)，直插入地下水埋藏的潛水層，再?gòu)倪@里將前述暗渠打通，這樣地下水就會(huì)在重力作用下滲入暗渠管道內(nèi)，一直流到坎兒井的下游出水口處，從而達(dá)到把地下水引至地面來灌溉田地的目的。

坎兒井的精妙之處在于水資源的利用率極高，由于采用地下引水的施工工藝，水分不會(huì)因?yàn)楦邷睾涂耧L(fēng)而大量蒸發(fā)，這樣既保護(hù)了生態(tài)環(huán)境又減少了水土流失，讓素有“火洲”之稱的吐魯番地區(qū)奇跡般地成了一塊美麗的綠洲。

▲木蘭陂

莆田位于福建沿海的平原地帶，屬亞熱帶氣候，降水豐沛。木蘭溪兩岸的興化平原頻遭上游洪水的沖刷和下游海水的倒灌，而且海水和淡水的交匯線漂移不定，使得興化大地“只生蒲草，不長(zhǎng)禾苗”。

木蘭陂始建于北宋治平元年，是一座集引、蓄、灌、排、擋等功能于一身的大型水利工程。整個(gè)木蘭陂工程分樞紐和配套設(shè)施兩部分。樞紐工程為陂身，由溢流堰、進(jìn)水閘、沖沙閘、導(dǎo)流堤等組成，其中溢流堰為堰匣滾水式，設(shè)陂門32個(gè)，有陂墩29座，旱閉澇啟，這樣既阻擋了每日兩次上漲的咸潮，又?jǐn)r蓄了寶貴的淡水資源。溢流堰的堰壩用數(shù)萬(wàn)塊千斤重的花崗石疊砌而成。這些石塊互相銜接，極為牢固，經(jīng)受900多年來無數(shù)次山洪的猛烈沖擊，至今仍然完好無損。

木蘭陂是我國(guó)東南濱海地區(qū)拒咸蓄淡灌溉工程的典范。它橫截溪流，拒海水于陂下，使溪水、海水得以分流，進(jìn)而引溪水灌溉農(nóng)田，興化平原也漸漸變成了魚米之鄉(xiāng)，沿岸種植的成片的荔枝使得莆田有了“荔城”的美譽(yù)。

▲京杭大運(yùn)河

“運(yùn)河”一詞最早見于《新唐書》，在此之前，這種人工修造的河道都被稱為“溝”“瀆”“渠”等。而京杭大運(yùn)河北起北京，南達(dá)杭州，是將南北眾多水系的小運(yùn)河一路串聯(lián)而成的巨型運(yùn)河。它開掘于春秋時(shí)期，當(dāng)時(shí)戰(zhàn)爭(zhēng)頻發(fā)，修建此河道多是為了戰(zhàn)爭(zhēng)考慮。隋朝統(tǒng)一全國(guó)后，為了溝通南北經(jīng)濟(jì)，先后在已有邗溝、江南運(yùn)河的基礎(chǔ)上，修建了通濟(jì)渠、永濟(jì)渠、廣通渠等河段，構(gòu)成了以洛陽(yáng)為中心的隋朝大運(yùn)河。

大運(yùn)河的取直，發(fā)生在元代。同樣出于對(duì)江南物產(chǎn)的需求，為了縮短航程，公元1282年，元世祖忽必烈下令重建大運(yùn)河，在今天的山東、河北境內(nèi)，翻修和連通了幾條河道，走“直線”接入南北兩端，使河道無須再繞道洛陽(yáng)。這條棄“弓背”走“弓弦”的水道就是現(xiàn)在的京杭大運(yùn)河，距離比原來縮短了700余公里。之后的明清兩朝，大運(yùn)河上的漕運(yùn)船只絡(luò)繹不絕，將南方的糧食運(yùn)往京城，在大運(yùn)河沿岸形成了揚(yáng)州、蘇州、濟(jì)寧等全國(guó)性的商業(yè)中心。

作為世界上最長(zhǎng)的運(yùn)河，京杭大運(yùn)河不僅是古代勞動(dòng)人民智慧的結(jié)晶，更是中華文化的象征。從古至今，無論是社會(huì)、經(jīng)濟(jì)還是文化方面，它都發(fā)揮著不可磨滅的作用。

我國(guó)水利工程建設(shè)歷史悠久，類似文章中這樣治水用水的案例還有很多。這些古老的水利工程順應(yīng)自然，與環(huán)境有機(jī)結(jié)合，其考慮問題之周全、設(shè)計(jì)之巧妙，無不令人贊嘆。